(昆明理工大學(xué)交通工程學(xué)院，昆明 650500)

前言

現(xiàn)有的人工建模方法在快速發(fā)展的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)日益暴露出來了弊端，而隨著綠色建筑、智能建筑以及城市可持續(xù)發(fā)展概念的不斷深化，現(xiàn)有的建模方式已經(jīng)無法滿足新時(shí)代模型的要求。傳統(tǒng)的建模方法常常表現(xiàn)為人工作業(yè)量消耗大，經(jīng)常出現(xiàn)加班畫圖并且出圖效率偏低、出圖慢、修改圖紙程序繁瑣等弊端，因此，如何進(jìn)行精益畫圖，精細(xì)化管理，提高生產(chǎn)效率和擴(kuò)大生產(chǎn)利潤，是目前設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目面臨的主要問題，而BIM的出現(xiàn)解決了很多的問題。實(shí)景建模技術(shù)是BIM應(yīng)用領(lǐng)域中近幾年來發(fā)展最迅速的建模方法，現(xiàn)主要應(yīng)用于場地規(guī)劃、面積測量、土方量計(jì)算等，實(shí)景建模技術(shù)的出現(xiàn)是解決了以前需要耗費(fèi)大量人、材、機(jī)才能解決的實(shí)際問題，但是如何建立快速、高精度、低成本的模型成為所有實(shí)景建模技術(shù)人員面臨的最新問題，而實(shí)景建模技術(shù)能否為工程項(xiàng)目帶來更長遠(yuǎn)的發(fā)展前景也是所有技術(shù)人員正在思考的問題。

1 傳統(tǒng)實(shí)景建模方法的不足

現(xiàn)在主要的建模方法一共有三種，一是人工根據(jù)設(shè)計(jì)想法通過各種制圖軟件繪制出二維建筑模型，二是通過三維激光掃描技術(shù)提取物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后形成被測物體的三維模型，三是通過傾斜攝影技術(shù)獲取建筑物不同視角的影像數(shù)據(jù)，然后通過內(nèi)業(yè)作業(yè)形成三維實(shí)景模型。三種方法中人工建模方法需要消耗大量的人力，耗費(fèi)大量的時(shí)間翻模，而且這種建模方法的精確度往往已經(jīng)和實(shí)際的建筑物有一些偏差，只能達(dá)到和圖紙相同的程度并且效率很低。激光掃描技術(shù)能夠達(dá)到高精度、快速呈現(xiàn)模型的效果，但是往往設(shè)備都是進(jìn)口的，價(jià)格比較貴，小工程和小項(xiàng)目一般不會(huì)考慮出資購買設(shè)備。而利用無人機(jī)搭載相機(jī)的傾斜攝影技術(shù)建立三維實(shí)景模型是當(dāng)下能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、快速度、低成本的最優(yōu)方法。

對(duì)于已有建筑物來說，如果按照?qǐng)D紙建模，不能夠及時(shí)反映現(xiàn)有建筑物的實(shí)時(shí)狀況，隨著時(shí)間的推移，建筑物可能會(huì)因?yàn)殚L期受力原因而受到輕微的沉降或者變形； 人工建模不能直接反映建筑物的紋理，而需要后期獲取紋理然后再添加上去； 大多數(shù)建筑物通常存在于繁華的城市里，周圍有茂盛的綠化和繁華的街道，周圍遮擋物過多三維激光掃描技術(shù)無法完整獲取建筑物的全景表面數(shù)據(jù)。對(duì)于橋梁和隧道來說通常存在于郊區(qū)或野外地質(zhì)條件很差的地方，或者是存在于城市交通連接處，惡劣的地質(zhì)條件或者是復(fù)雜的交通狀況使對(duì)于橋梁和隧道的建模難度加大了很多。隧道往往處在山嶺或者是地下，而洞口處的模型至關(guān)重要，洞口處的位移沉降量不管是在施工過程中亦或者是在日后的監(jiān)測與檢測過程中都處于重中最重的地位。以上問題的出現(xiàn)，需要我們用一種可行的方案解決這些問題，我們現(xiàn)在可以利用無人機(jī)搭載相機(jī)對(duì)建筑物進(jìn)行傾斜攝影拍攝，如果有無人機(jī)不能觸及的地方可以采用和人工相機(jī)結(jié)合的方法，大大減少了人力、物力和所需經(jīng)費(fèi)。

2 利用傾斜攝影方法實(shí)現(xiàn)實(shí)景建模

實(shí)景建模技術(shù)是一種通過照片、視頻和點(diǎn)云等數(shù)據(jù)形成模型的技術(shù)。對(duì)于真實(shí)場景建模系統(tǒng)，不僅需要數(shù)據(jù)采集，校正融合和處理建模，還需要后續(xù)的模型利用過程，與現(xiàn)有的傳統(tǒng)建模方法相比，實(shí)景建模技術(shù)具有更長遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。主要體現(xiàn)在高效率，高效率又分為數(shù)據(jù)采集效率高，數(shù)據(jù)分析效率高，機(jī)械化建模效率高。實(shí)景建模技術(shù)借助于無人機(jī)搭載智能相機(jī)采用傾斜攝影技術(shù)采集數(shù)據(jù)，可以對(duì)現(xiàn)實(shí)場地的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)的采集、傳輸，而現(xiàn)在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集是由測繪方進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后給甲方，甲方再交給施工方，這期間的數(shù)據(jù)可能就已經(jīng)發(fā)生了變化，相比之下實(shí)景建模數(shù)據(jù)采集更具有時(shí)效性。實(shí)景建模技術(shù)主要是運(yùn)用機(jī)械工具，可以大大地節(jié)省不必要的人工損耗，并且采集數(shù)據(jù)速度是人工難以匹及的。實(shí)景建模技術(shù)最終呈現(xiàn)的結(jié)果相當(dāng)于一個(gè)虛擬的三維世界，將真實(shí)的世界投射到虛擬世界中，真實(shí)世界的光照發(fā)生變化，虛擬世界的光照也會(huì)發(fā)生變化，并且整個(gè)數(shù)據(jù)、尺寸等各種信息都可以直接在模型中提取、查詢、更改，極大地方便了數(shù)據(jù)的處理及儲(chǔ)存，由真實(shí)場景建模和數(shù)字模型組成的綜合模型同時(shí)具有地理定位，高效的建模方法大大縮短了設(shè)計(jì)周期。

傾斜攝影技術(shù)是近幾十年來迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)高科技手段。是通過同時(shí)從不同的角度收集圖像數(shù)據(jù)，使得從人眼獲得的數(shù)據(jù)似乎進(jìn)入了真正直觀的世界。使用傾斜攝影可以通過相關(guān)軟件直接顯示高度，長度，面積，角度，坡度等的測量值，并可直接提取地面的空間位置、建筑結(jié)構(gòu)、顏色和紋理等信息，是實(shí)現(xiàn)三維實(shí)景建模技術(shù)的重要手段[1]。

結(jié)合無人機(jī)和傾斜攝影技術(shù)是實(shí)現(xiàn)低成本和快速建立三維城市實(shí)景模型的有效方法。由于無人機(jī)飛行高度低，所拍攝的傾斜像片分辨率高，色彩更加接近人眼觀測顏色，能夠顯著提高城市三維模型的真實(shí)感。本項(xiàng)目采用的飛行平臺(tái)是DJI大疆PHANTOM4無人機(jī)航拍儀如圖1。主要參數(shù)如表1所示。

表1 無人機(jī)基本參數(shù)

圖1 大疆精靈4飛行器

3 解決問題技術(shù)路線

(1)資料準(zhǔn)備和實(shí)際現(xiàn)場勘查

提前與所拍攝建筑物相關(guān)負(fù)責(zé)人員進(jìn)行溝通和交流，充分了解建筑物的歷史發(fā)展，進(jìn)行現(xiàn)場的初步勘查，了解到周圍的結(jié)構(gòu)設(shè)施，在最合適的地方進(jìn)行起飛試驗(yàn)，利用周邊現(xiàn)有設(shè)施為機(jī)械設(shè)備充電找到地方。

(2)確定飛行數(shù)據(jù)

選擇合適的飛行平臺(tái)，制定合適的飛行路線、飛行時(shí)間等，不同的場景對(duì)于拍攝要求著重點(diǎn)不一樣，所以要進(jìn)行提前試飛，做到能夠完美的呈現(xiàn)模型。首先以建筑物為中心，以建筑物底部中點(diǎn)為中心點(diǎn)，向外做圓形包絡(luò)線為無人機(jī)的飛行航線，使無人機(jī)以一定的速度和飛行角度以中心點(diǎn)為環(huán)繞中心進(jìn)行環(huán)繞式航路飛行如圖2，或者是將所需拍攝建筑物周圍定四個(gè)點(diǎn)形成一個(gè)矩形范圍，然后在建筑物上方進(jìn)行反復(fù)直線式航路飛行，如圖3所示。利用環(huán)繞式航路可以對(duì)建筑物進(jìn)行多角度拍攝，可以減少拍攝盲區(qū)，比較適合于小場景的單體建筑物拍攝，利用反復(fù)直線式航路可以對(duì)場景進(jìn)行宏觀把握，盡可能的把所圈范圍內(nèi)的所有建筑物、車輛、綠化等都能顯示出來，比較適合于大場景的拍攝[2]。

圖2 環(huán)繞式飛行航路

圖3 直線式飛行航路

(3)數(shù)據(jù)采集

按照之前準(zhǔn)備的飛行方案，對(duì)現(xiàn)場每一個(gè)建筑物進(jìn)行飛行數(shù)據(jù)采集工作，由于現(xiàn)場的地域特征影響，無人機(jī)拍攝會(huì)遇到拍攝盲區(qū)，此時(shí)就需要借助人工利用相機(jī)補(bǔ)拍，將無人機(jī)不能捕捉到的地方進(jìn)行細(xì)節(jié)拍攝，然后將兩者采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，使之成為一個(gè)完整的整體建筑物。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，如果影像的重疊度過低，會(huì)造成后期處理數(shù)據(jù)時(shí)質(zhì)量差，而且生成的模型有破洞處，如果影像的重疊度過高，則會(huì)造成不必要的數(shù)據(jù)冗余，所以我們盡量將影像的重疊度控制在80%左右。

(4)數(shù)據(jù)處理

利用Context Capture軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成三維實(shí)景模型，然后再M(fèi)icrostation里面對(duì)生成的實(shí)景模型進(jìn)行必要的修改。Context Capture提供的模型能夠有精確的地理位置信息，無論是輸入和輸出，都支持多種數(shù)據(jù)格式。首先新建項(xiàng)目，將所采集的照片、點(diǎn)云等數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，導(dǎo)入照片數(shù)據(jù)后可以查看照片的信息，拍攝方式及來源，來源不同則照片的數(shù)據(jù)也不同，對(duì)于沒有Rotation等信息的照片，系統(tǒng)就默認(rèn)把這些放到一個(gè)數(shù)據(jù)盒子里。接著利用SFM運(yùn)算原理進(jìn)行空間三角測量Aerotriangulation，這個(gè)計(jì)算是通過照片計(jì)算其拍攝位置，進(jìn)行影像密集匹配，生成密集點(diǎn)云。然后進(jìn)行任務(wù)劃分，當(dāng)照片有了三維tin數(shù)據(jù)后，需要將他們進(jìn)行任務(wù)劃分。最后提交計(jì)算任務(wù)進(jìn)行紋理映射，計(jì)算完畢后，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)提示，點(diǎn)擊3DView就可以查看生成的實(shí)景三維模型。

(5)其他用途

將生成的模型根據(jù)不同的需求保存為不同的格式，然后將模型導(dǎo)入所需要的軟件中，可以實(shí)現(xiàn)景觀設(shè)計(jì)、動(dòng)畫展示、施工模擬、施工監(jiān)測與檢測等全生命周期的各個(gè)階段的用途。

4 BIM在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用

4.1 古建筑恢復(fù)

文廟是祭祀孔子的殿堂，是我國古代文化遺產(chǎn)中極其重要的組成部分，傳承著中華文化的過去和未來。呈貢文廟位于呈貢老城東門街，現(xiàn)存建筑由南向北中軸線布局。有泮池，欞星門，東西兩廡，大成殿等建筑，占地8.34畝。呈貢文廟歷經(jīng)數(shù)次損毀和重修，至今已有600多年歷史，是昆明地區(qū)現(xiàn)存的文廟建筑中最早的一個(gè)。中華人民共和國成立以后，呈貢文廟一度成為行政機(jī)關(guān)辦公場所，后因年久失修，長期閑置未用?，F(xiàn)今被列為市級(jí)文物保護(hù)單位，國家要求修繕文廟。需恢復(fù)原狀進(jìn)行修復(fù)，我們所做的模型就是已經(jīng)部分恢復(fù)的文廟原狀，然后再此基礎(chǔ)上對(duì)文廟進(jìn)行了整體的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

根據(jù)本次工程的實(shí)際情況，我們采用大疆無人機(jī)精靈4作為飛行器進(jìn)行傾斜攝影測量，主要區(qū)域是云南省昆明市呈貢區(qū)孔子文廟，飛行高度在6～10m之間，飛行航線采用航向重疊和旁向重疊最少要在75%以上，如果建筑物表面有凸出或者是鏤空等部位，有必要對(duì)建筑物局部進(jìn)行多角度重新采集。

本次拍攝難點(diǎn)在于文廟位于縣城內(nèi)，周圍是居民住宅較為繁華，周邊都是高樹環(huán)繞、居民樓圍繞，無人機(jī)飛行受限，因?yàn)楣沤ㄖ鄬?duì)于現(xiàn)代建筑細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)更精細(xì)，所以我們選擇對(duì)于主體結(jié)構(gòu)分組拍攝，將最后呈現(xiàn)出來的作品更加精細(xì)。分別是整體場景拍攝、泮池、孔子像、欞星門、大成主殿的拍攝，分別生成模型。先采用直線式飛行航路進(jìn)行整體場景拍攝，然后分別對(duì)四個(gè)主體建筑物進(jìn)行單體提取[3]，然后為了達(dá)到更高的精度，再次對(duì)泮池、孔子像、欞星門、大成主殿四個(gè)主體建筑物分別采集數(shù)據(jù)，主要是采用環(huán)繞式飛行航線，建筑的屋檐下面是不可避免的拍攝盲區(qū)，文廟內(nèi)有大量樹木所以不能采用無人機(jī)飛行，所以我們采用人工利用相機(jī)進(jìn)行補(bǔ)拍，將補(bǔ)拍后的數(shù)據(jù)與原先無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)整合在一起，生成最終的模型，圖4為飛行軌跡。

圖4 圖像控制點(diǎn)的分布

用Context Capture生成的模型可能會(huì)有其他不需要的部位也同時(shí)生成，此時(shí)我們就需要把模型導(dǎo)入MicroStation中，將不需要的部分用剪切模式剪掉，然后將五組拍攝內(nèi)容組合成一個(gè)整體模型。

LumenRT又稱為“現(xiàn)場模擬軟件”，其可以為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施信息模型創(chuàng)造一個(gè)真實(shí)的場景。我們將最后做好的組合模型導(dǎo)入到LumenRT中，充分還原現(xiàn)有文廟的場景，并對(duì)文廟進(jìn)行了景觀規(guī)劃，將文廟打造成集文化與休閑于一體的旅游勝地。整體道路采用八卦走向布置，以泮池、孔子像、欞星門、大成主殿為中心，東邊設(shè)置一個(gè)停車場分機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車停車區(qū)域，西邊設(shè)置休息中心，里面有文化交流長廊和休息座椅，為了保障文廟環(huán)境，休息區(qū)域不能提供餐飲服務(wù)。

圖5 模型局部組合整體示意

圖6 模型整體效果示意

圖7 孔夫子像與欞星門三維實(shí)景模型

4.2 隧道洞口監(jiān)測與檢測

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施快速的發(fā)展，公路、鐵路出現(xiàn)了越來越多的山嶺隧道，而眾所周知山區(qū)隧道地質(zhì)條件大都復(fù)雜多變，特別是洞口段圍巖大多破碎，地質(zhì)條件差，開挖邊、仰坡又破壞了山體原有平衡，因此洞口往往是地質(zhì)條件極為復(fù)雜的地段。所以隧道洞口段檢測與養(yǎng)護(hù)更是后期維護(hù)的重中之重，隧道洞口段，一般要進(jìn)行地表監(jiān)測和洞內(nèi)監(jiān)測。地表監(jiān)測主要是利用水準(zhǔn)儀觀測地表有無下沉，觀察隧道地表有無裂縫等； 洞內(nèi)監(jiān)測項(xiàng)目通常有拱頂下沉、周邊位移以及地質(zhì)和支護(hù)狀況觀察等。傳統(tǒng)的檢測方法主要是依靠人工檢測，而往往隧道都是在比較偏遠(yuǎn)的山區(qū)亦或是地形比較復(fù)雜的地段，檢測方式局限性很大，考慮到隧道監(jiān)測工程的特殊性、艱巨性、復(fù)雜性和對(duì)人力和物力的巨大消耗，現(xiàn)用實(shí)景建模方法結(jié)合動(dòng)態(tài)測試技術(shù)進(jìn)行隧道洞口段位移沉降監(jiān)測與檢測，能夠快速將隧道洞口三維模型建立出來，無需耗費(fèi)大量的人工和機(jī)械費(fèi)用，然后將隧道洞口三維模型導(dǎo)入監(jiān)測平臺(tái)，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

實(shí)驗(yàn)采用了圖8所示的無人機(jī)航攝裝備，其配備的相機(jī)鏡頭FOV94°35mmf/2.8焦點(diǎn)無窮遠(yuǎn)，搭載傳感器為1/2.3英寸CMOS，有效像素1 276萬，試驗(yàn)對(duì)象為云南省呈貢到澄江段提古鋪隧道，該隧道是一個(gè)典型的山嶺區(qū)隧道，雙向六車道，其洞口入口位于山體坡腳處，出口位于山腰處，隧道長1 730m和1 684m，左右兩幅分離式隧道。

依傾斜攝影建模方法，無人機(jī)定高18m，航向重疊度和旁向重疊度都為0.8，無人機(jī)按圖8所示一條航線，共獲取建筑的75張影像。然后利用前述數(shù)據(jù)處理方法，將采集的影像數(shù)據(jù)處理后生成相應(yīng)的密集點(diǎn)云、三維tin和實(shí)景三維模型，如圖所示。將生成的三維實(shí)景模型與BIM模型整合，以實(shí)景網(wǎng)格形式導(dǎo)入Openroad中與做生成的隧道洞身結(jié)構(gòu)相結(jié)合，然后在InRoads Suite中進(jìn)行采集并加入勘測信息：處理任意類型的現(xiàn)場數(shù)據(jù)勘測、ASCII、GPS、LiDAR、等高線圖、攝影測量和多種其他格式的數(shù)據(jù)。根據(jù)需要，修改和處理數(shù)據(jù)，并在設(shè)計(jì)完成后將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)收集器以供監(jiān)測，也可以上傳到自動(dòng)機(jī)器引導(dǎo)裝置用于場地準(zhǔn)備。

由于我們獲取的影像數(shù)據(jù)本身就帶有精確的地理位置信息，如果沒有，我們可以在生成模型的軟件Context Capture中導(dǎo)入影像數(shù)據(jù)的地理位置信息，這樣最后生成的三維模型無論是從輸入和輸出都帶有位置信息，可以對(duì)同一個(gè)隧道洞口，進(jìn)行重復(fù)多次定期的圖像數(shù)據(jù)采集，然后導(dǎo)入監(jiān)測軟件進(jìn)行變形分析，如果有位移偏差，同一時(shí)期生成的模型也會(huì)有位移偏差，也就和最初的模型有位移偏差，而新建立的模型也不能和隧道洞身如初完美結(jié)合。同時(shí)期多次采集數(shù)據(jù)是為了避免因?yàn)槿藶樵蚧驒C(jī)械原因而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差，如有誤差將同一時(shí)期偏差量較大的數(shù)據(jù)剔除。定期采集數(shù)據(jù)可以對(duì)模型采取幾個(gè)控制點(diǎn)，然后對(duì)每個(gè)控制點(diǎn)的方向變形值繪制變形過程線，便可以直觀地反映出來變形的趨勢、規(guī)律和幅度。如圖8所示。

圖8 隧道洞口變形分析

我們可以利用無人機(jī)對(duì)隧道洞口進(jìn)行定期、多次圖像數(shù)據(jù)采集，然后進(jìn)行內(nèi)業(yè)作業(yè)建立實(shí)景模型，之后將模型導(dǎo)入云平臺(tái)技術(shù)與其相結(jié)合，通過云平臺(tái)實(shí)時(shí)傳輸采集到的數(shù)據(jù)，并且可以通過云平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定期整理。依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，可以形成一個(gè)集數(shù)據(jù)采集、整理、分析、報(bào)告、反饋為一體的監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)獲取數(shù)字信息并且進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)施管理，云平臺(tái)可以快速傳輸數(shù)據(jù)并且保證工程各個(gè)參與方上傳、下載數(shù)據(jù)，一般的監(jiān)測系統(tǒng)主要包括傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集傳輸子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。而BIM理念就是建立一個(gè)和現(xiàn)實(shí)世界平行的虛擬世界，利用在施工初期安裝于隧道洞口各構(gòu)件部位的傳感器等監(jiān)測儀器，實(shí)時(shí)采集隧道洞口數(shù)據(jù)并傳輸?shù)皆破脚_(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過一系列的計(jì)算分析能實(shí)時(shí)反映其受力情況、力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)特性等隨著時(shí)間的變化情況，進(jìn)而真正做到將BIM貫穿于建設(shè)項(xiàng)目的全生命周期[4]。如圖9-13所示。

圖9 空三運(yùn)算結(jié)果 圖10 任務(wù)區(qū)域劃分

圖11 隧道入口模型 圖12 隧道出口模型

圖13 實(shí)景模型與隧道洞口結(jié)合

4.3 技術(shù)不足之處

傾斜攝影測量時(shí)獲取地物真實(shí)高度的，經(jīng)過實(shí)際測量尺寸與建好模型進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，誤差可以控制在毫米級(jí)，所以所建模型可以作為規(guī)劃參考。如表2所示。

表2 古建筑實(shí)際測量數(shù)據(jù)與3D模型測量數(shù)據(jù)的比較

為了滿足對(duì)單體建筑物的精細(xì)化管理，傾斜攝影技術(shù)先獲取大場景數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行內(nèi)業(yè)作業(yè)，接著可以對(duì)生成的三維實(shí)景模型中的單個(gè)建筑物進(jìn)行單體化處理。將三維實(shí)景數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為.3ds或.obj的格式，然后導(dǎo)入到3dMax 中，在大場景中拆分提取需要的單個(gè)建筑物，根據(jù)命名規(guī)則進(jìn)行命名并輸出成.max格式的單個(gè)要素對(duì)象。

圖14 三維實(shí)景全圖 圖15 對(duì)象單體化提取

圖16 CC生成實(shí)景模型 圖17 MS修補(bǔ)后模型

在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程中，因?yàn)檫^少的影像數(shù)據(jù)或者是較低清晰度的影像數(shù)據(jù)，或者是拍攝物缺乏紋理或顏色變化少的平面、亦或是因?yàn)楣庹栈蛘咂渌蛩氐母叻瓷洮F(xiàn)象使得相機(jī)在獲取物體表面信息的時(shí)候被“致盲”了，使得那片區(qū)域的信息表達(dá)不準(zhǔn)確，生成的三維實(shí)景模型上帶有“破洞”現(xiàn)象，而傾斜攝影技術(shù)可以進(jìn)行“補(bǔ)洞”，也就是可以通過手動(dòng)添加約束對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行平面化處理，在保證模型效果、不破壞原始數(shù)據(jù)和LOD的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)三維和二維GIS的完美一體化，它打通了基于三維的傾斜攝影與基于二維的矢量面之間的關(guān)鍵“關(guān)卡”，不僅可以彌補(bǔ)傾斜攝影數(shù)據(jù)本身的問題，還能提高不規(guī)則物體的還原度。上圖是文廟欞星門三維實(shí)景模型，其中圖15中欞星門三個(gè)字處出現(xiàn)了“破洞”的現(xiàn)象，圖16是修補(bǔ)后的實(shí)景模型。

就像上面兩個(gè)實(shí)例中遇到的問題，現(xiàn)在利用傾斜攝影技術(shù)會(huì)遇到拍攝盲區(qū)，比如建筑物的屋檐下面，隧道的洞口內(nèi)部處，或者是立交橋的下面等，無人機(jī)的鏡頭就像是人的眼睛，眼睛不能看到遮擋物后面的區(qū)域，而這些被遮擋的地方就是不可避免的盲區(qū)，遇到盲區(qū)現(xiàn)在可以采取人工采集數(shù)據(jù)與無人機(jī)采集數(shù)據(jù)相結(jié)合。也利用傾斜攝影測量+街景，這種方法既可以利用現(xiàn)有的資源同時(shí)還能彌補(bǔ)兩種技術(shù)的不足，但具體如何實(shí)施還要靠具體工程實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)論

實(shí)景建模技術(shù)已經(jīng)是行業(yè)內(nèi)都在推崇的一種建模手段，利用無人機(jī)搭載相機(jī)的傾斜攝影技術(shù)可以快速、低成本、高精度的建成三維實(shí)景模型，而具體的實(shí)景建模技術(shù)還可以與更多的實(shí)際工程相結(jié)合，能夠大大的降低工程費(fèi)用，提高工程效率，加快工程進(jìn)度，實(shí)景建模技術(shù)必定是推動(dòng)數(shù)字化城市、數(shù)字化地球的一把利器。