徐靖

摘要：傾斜攝影測量技術(shù)是目前國內(nèi)是近幾年發(fā)展起來的一種新興測繪技術(shù)，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)與物體三維測量等測繪及相關(guān)領(lǐng)域，具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢。利用傾斜攝影測量技術(shù)能夠快速獲取現(xiàn)場高精度三維數(shù)據(jù)，結(jié)合三維圖像處理軟件，生成相對應(yīng)的地理剖面圖、局部細節(jié)尺寸等信息，對城市三維數(shù)字建模提供精準可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本篇文章主要對傾斜攝影測量在3D數(shù)字城市建模中的優(yōu)勢、應(yīng)用以及發(fā)展趨勢進行了簡單的分析和探討。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影測量技術(shù);三維數(shù)字城市;三維建模

由于城市化過程不斷加快，城市規(guī)劃需要更準確，更真實，更具有說服力的信息。實景三維模型被廣泛應(yīng)用于城市的數(shù)字建模中。傳統(tǒng)的航測技術(shù)只能簡單地獲得地面物體上部的相關(guān)信息情況，很難從地面的輪廓和紋理獲得詳細信息。隨著攝影技術(shù)的發(fā)展，這種情況也因傾斜攝影技術(shù)的出現(xiàn)而得到了改變。利用多個傳感器從不同角度收集地面物體信息，通過斜拍技術(shù)能夠更可靠、準確地獲取到地面物體的具體信息，最終獲得真實的三維數(shù)字城市建模。

1傾斜攝影測量技術(shù)與三維數(shù)字建模的概念

1.1傾斜攝影測量技術(shù)

傾斜攝影測量技術(shù)隨著科技的進步在國際攝影制圖領(lǐng)域得到了巨大的發(fā)展，有很大的市場前景，真正突破了攝影本身由數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)組成的原有局限。對于地面信息和影像，可以滿足多角度數(shù)據(jù)采集的需求，同時采集的碰撞數(shù)據(jù)更加真實準確。傾斜攝影測量有以下幾個優(yōu)點：一是能夠真實的反映地物狀態(tài)，其與正射相比，可以從多個角度進行拍攝，在一定程度上解決了對正射時出現(xiàn)的問題玉局限。二是可以提供進行單張攝影時所需要的非常精準的實際測量到的數(shù)據(jù)。通過相應(yīng)的軟件技術(shù)，能夠精準的測量到圖像的實際長度、角度、面積等方面。第三，能夠收集和處理建筑特征的信息。

1.2 三維數(shù)字建模

在三維模擬技術(shù)和現(xiàn)代空間信息技術(shù)不斷發(fā)展與應(yīng)用的前提下，建立三維空間模型更加簡易化。在此基礎(chǔ)上，數(shù)字化模型的建立，可以為城市的規(guī)劃和發(fā)展提供寶貴的決策，能夠更好的服務(wù)于社會。

2傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用于三維城市建模中的優(yōu)點和應(yīng)用方法

2.1優(yōu)點

（1）與傳統(tǒng)照片不同，該照片幫助在不同角度上更好地看到姿態(tài)信息、屋頂紋理信息、地板紋理信息，反映了真實情況，彌補了正射鑲嵌上的不足。還可使用其他輔助工具直接得到 體積，角度，坡度，高度和長度的結(jié)果。

（2）應(yīng)用于3D數(shù)字城市建模時，可以利用大尺度航拍的特點，采用斜拍批量獲取紋理的方式，既可以降低制作成本，工作強度也可以得到緩解的同時提高工作效率。與3D GIS技術(shù)中使用的3D數(shù)據(jù)相比，它可以更好的實現(xiàn)圖像的共享。

2.2應(yīng)用方法

3D建模過程中，一個比較簡單的建筑通常被看成是一個多面體，幾個多面體組合在一起就形成了一個比較復(fù)雜的建筑。目前中國新建的建筑比較復(fù)雜，所以建模型并不容易，三張斜攝影可能更好獲取數(shù)據(jù)，需要先對數(shù)據(jù)進行處理，再進行飽和拍攝等。查看統(tǒng)一，再次選擇并查看傾斜和垂直圖像，另一個進行精確定位，然后進行圖像匹配，將DSM數(shù)據(jù)與真實圖像對齊，預(yù)覽3D數(shù)字城市模型的場景，然后實施軟件增強以創(chuàng)建最終模型.

3 在三維數(shù)字模型建模中傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用

3.1IMAGIS城市三維建模步驟

1）提取數(shù)據(jù)。一般采用地圖比例尺1-2000當做參照，再進行提取城市各個景觀部分的上界特征、下界特征、平面特征等有關(guān)數(shù)據(jù)，之后在提取的有關(guān)數(shù)據(jù)中提取出對建模來說有用的信息，對它們進行存儲管理，并通過計算機系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成DXF文件。

2）建立景觀模型。通過利用第一步中提取到的有關(guān)數(shù)據(jù)，再基于城市真實存在的工程信息對城市規(guī)劃地圖等相關(guān)信息進行匹配。將mapinfo等數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入，以tab格式進行存儲，然后通過位相編程對景觀數(shù)據(jù)進行再加工處理，將匹配數(shù)據(jù)信息保存完整，最終以mif格式存儲，做一個沒有底面的半密閉五面體。

3）建立地形模型

三維地形模型主要是利用正射影像的方法來獲取基底信息，同時將基底信息與半閉五面體疊加起來，最終得到地形模型。在IMAGIS三維模型中，相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)需要滿足與基礎(chǔ)紋理匹配并疊加在DOM映射上的條件。

3.2 粘貼紋理信息和紋理采集

3.2.1紋理采集方式

①現(xiàn)場攝影。物是城市三維模型的主要組成部分，以與人們的生活和交通密切相關(guān)的元素來表達。因此，這些物體的紋理可以采取數(shù)碼相機進行現(xiàn)場拍攝，平面坐標也可以通過現(xiàn)有數(shù)字地形圖和專業(yè)高度工具設(shè)計的圖紙設(shè)計獲得;②航天航空遙感。航空攝影還也可以獲取地面紋理數(shù)據(jù)和物體高度信息，這是現(xiàn)在獲取三維信息的主要方式之一。這項技術(shù)已成為DEM和DOM生成的主要數(shù)據(jù)來源，由于衛(wèi)星價格的逐步下降，它在影響在紋理獲取工作方面有舉足輕重的作用。

3.2.2粘貼紋理信息

在建立三維數(shù)字模型時，紋理信息是不存在于模型之中的，不能完全反映城市的3D特征，需要在建筑物的屋頂或墻壁中嵌入紋理信息。紋理信息必須在三維模型的每個階段都插入。大型3D模型不能僅用一張照片覆蓋，需要進行區(qū)塊拍攝。把它們分成很多部分，然后用photoshop和編輯軟件處理。

4三維建筑紋理信息的采集與處理工作

4.1 獲取三維建筑物的紋理

（1）采集所需要的建筑物的3D紋理。首先對采集區(qū)域內(nèi)的建筑物按特定的順序進行標注，后續(xù)的采集工作順序和標注的順序相一致。把該標記信息作為空間照片的序號，方便后續(xù)照片信息數(shù)據(jù)庫的工作。紋理進行采集時候注意以下幾點：一是時間的選擇，最好在寒冷的冬天或者早春的時候，此時植物在建筑中的藏身之處較少，可以獲得更準確的數(shù)據(jù)。二是嘗試選擇干燥的時間在進行紋理采集。第三，最好選擇一個固定的拍攝時間，這樣在同一時期收集的地形元素的信息就會是相同的。

（2）編輯紋理。收集紋理和紋理編輯二者之間有著緊密的聯(lián)系，相輔相成。編輯紋理工作有以下幾個部分：首先用PS對收集到的紋理信息進行編輯，然后對采集到的紋理信息再進行篩選、變換、拼接、扭曲，同時轉(zhuǎn)換文件的格式，讓它的格式符合3D模型要求的格式。

4.2 建三維模型

通過無人機斜拍測量技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)拍攝角度獲得的原始影像數(shù)據(jù)在亮度，飽和度和距深等方面略有差異，使人們的視覺感受也有所不同。所以所有的圖像必須是相同的。然后再根據(jù)校正的數(shù)據(jù)信息，來確定最終準確的位置信息，從而建立起初步的3D城市模型。

4.3 鑲嵌

在把照片放入到模型之前，不得忽視很重要的一個步驟就是進行調(diào)色處理。選擇同一張照片中分辨率最高的照片，可以提高模型的分辨率。把全部圖片集合后，要仔細檢查dom，看dom中是否有模糊或疏漏的問題，然后及時修改，寫出相關(guān)的問題。由于城市地物信息很復(fù)雜，因此包括學(xué)校，醫(yī)院，商業(yè)區(qū)，市區(qū)等，采用人工Mosaic的方法來避免高層建筑不同投影方式造成的圖像失真或畸變。根據(jù)切割要求，利用地理定位文件，以文本形式輸出3D模型的平面圖形。

5對傾斜攝影測量技術(shù)的未來展望

傾斜攝影技術(shù)可以獲得更廣泛的數(shù)據(jù)信息和更準確的圖像信息。生成的圖像可以相互疊加，簡化了三維智能對象的重構(gòu)。最重要的是，它通過多層紋理映射提高了效率，從而降低了測量成本。

在未來的發(fā)展中，還需要不斷探索及創(chuàng)新，通過不斷的技術(shù)交流，學(xué)習(xí)先進技術(shù)，例如傾斜側(cè)影中加入雷達技術(shù)、紅外技術(shù)等，用無人機（UAV）將增加測量范圍，提取大數(shù)據(jù)和信息可以通過3D建模的方式。

6.結(jié)束語

綜上所述，數(shù)字攝影測量技術(shù)要想應(yīng)用到建模三維城市建模中，能夠使得三維數(shù)字城市和建模確保精準有效，可降低生產(chǎn)成本并利用信息和數(shù)據(jù)，同時提高服務(wù)質(zhì)量，提高生產(chǎn)質(zhì)量。

參考文獻：

[1]陳永健，陳曦.基于傾斜攝影測量技術(shù)的城市實景三維建模方法研究[J].資源信息與工程，2018，33（04）：127-128.

[2]張曉恒，基于傾斜攝影技術(shù)的城市三維實景建模及軌交線路設(shè)計方法研究[D].石家莊鐵道大學(xué)，2018.