趙 坤，張海軍，田 騫

(河南省資源環(huán)境調(diào)查二院，河南 洛陽(yáng) 471000)

對(duì)于三維實(shí)景建模，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行很多研究，文獻(xiàn)[1]采用多視航空影像技術(shù)，對(duì)城市進(jìn)行了三維建模，通過(guò)傾斜攝影測(cè)量數(shù)據(jù)的預(yù)處理，把多視影像中提取的建筑物墻面紋理映射進(jìn)入相應(yīng)的模型，建立建模區(qū)域的三維模型。文獻(xiàn)[2]從實(shí)景測(cè)量中提取道路三維線形數(shù)據(jù)，采用自編程序，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為仿真文件的新建模方法，新模型中在不同交通流情況下對(duì)車道坡度變化更敏感，與實(shí)際交通狀態(tài)的模擬精度及仿真參數(shù)的精準(zhǔn)度更高；文獻(xiàn)[3]通過(guò)紋理映射技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維模型的著色，對(duì)實(shí)地測(cè)量及三維模型精度進(jìn)行了研究，采用多視影像技術(shù)，又花了影像數(shù)據(jù)的紋理布設(shè)，研究誤差符合《三維地理信息模型數(shù)據(jù)產(chǎn)品規(guī)范》中Ⅰ級(jí)1∶500成圖比例尺三維模型產(chǎn)品規(guī)定；文獻(xiàn)[4]從模型建模完整性及控制點(diǎn)點(diǎn)位精度2個(gè)方面，對(duì)比分析了2種不同航線建筑物三維模型的建模質(zhì)量，研究可為城市三維建模時(shí)航線規(guī)劃提供輔助決策。

基于此，本文以新安縣城鄉(xiāng)規(guī)劃為例，采用傾斜航空攝影測(cè)量、實(shí)景建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三維實(shí)景建模，模型精度符合設(shè)計(jì)要求。

1 工程概況

新安地處豫西淺山丘陵區(qū)，境內(nèi)地形復(fù)雜，山地、丘陵、河谷川地等各類地形齊全。地勢(shì)自西北向東南、自西向東逐漸降低?？v觀全貌，黃河橫于北，秦嶺障于南，中間四山(荊紫山、青要山、邙山、郁山)夾三川(青河川、畛河川、澗河川)?？偟奶卣魇牵骸吧礁?，嶺多、河谷碎，七嶺、二山、一分川”。根據(jù)新安縣自然資源局及設(shè)計(jì)要求，此次三維實(shí)景建模的范圍包含新安縣城市規(guī)劃區(qū)和洛新產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)(磁澗鎮(zhèn))兩部分，建?？偯娣e92 km2。具體范圍如圖1所示。

圖1 新安縣城區(qū)和洛新產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)建模范圍Fig.1 Modeling range of Xin′an County urban area and Luoxin industrial cluster

2 首級(jí)控制測(cè)量

為保證測(cè)量成果的精度，在新安縣D級(jí)GPS網(wǎng)的基礎(chǔ)上新布設(shè)了22個(gè)E級(jí)GPS點(diǎn)作為本次測(cè)量工作的首級(jí)控制。

2.1 選點(diǎn)埋石

(1)選點(diǎn)。①所選點(diǎn)位便于安置接收設(shè)備和操作，視野開(kāi)闊，視場(chǎng)內(nèi)障礙物的高度角不超過(guò)15°。②點(diǎn)位選在地基堅(jiān)實(shí)且適合GPS觀測(cè)并有利于長(zhǎng)期保存的穩(wěn)定區(qū)域。③點(diǎn)位遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源(如電視臺(tái)、微波站等)其距離不小于200 m；遠(yuǎn)離高壓輸電線，其距離不小于50 m。附近無(wú)強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號(hào)的物件(如大型建筑物、廣告牌等)。④點(diǎn)位選擇在交通方便、有利于安全作業(yè)、點(diǎn)位附近無(wú)大面積的水域或其他強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號(hào)接收的物體。⑤點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)考慮到圖形結(jié)構(gòu)，均勻分布。

(2)埋石。測(cè)區(qū)E級(jí)GPS點(diǎn)采用鋼釘標(biāo)志，圓盤標(biāo)志面直徑為40 mm，標(biāo)石中心設(shè)置“十”字金屬鋼釘標(biāo)志，標(biāo)志直徑12 mm，長(zhǎng)度20 cm，采用電鉆在水泥路面上鉆直徑為12 mm的孔，打入鋼釘標(biāo)志，鋼釘四周采用紅色油漆繪制方框。

實(shí)地繪制點(diǎn)之記，應(yīng)確認(rèn)點(diǎn)號(hào)、點(diǎn)名無(wú)誤、量取并記錄標(biāo)石中心距周圍3個(gè)以上明顯地物的距離，略圖繪制與實(shí)地方位一致。

2.2 E級(jí)GPS網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)

(1)儀器設(shè)備。本區(qū)控制測(cè)量采用三鼎T20T測(cè)地型GPS接收機(jī)4臺(tái)(套)進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集，儀器設(shè)備使用前經(jīng)“河南省計(jì)量科學(xué)研究院”檢校，精度精度滿足要求。

(2)外業(yè)觀測(cè)指標(biāo)與方法。外業(yè)采用邊連接方式進(jìn)行觀測(cè)，為了更有效地提高野外觀測(cè)效率和數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確率，外業(yè)觀測(cè)技術(shù)指標(biāo)如下：衛(wèi)星高度角≥15°；有效觀測(cè)衛(wèi)星顆數(shù)≥4；觀測(cè)時(shí)段數(shù)≥1.6；時(shí)段觀測(cè)時(shí)間≥45 min；數(shù)據(jù)采集間隔5 s。

觀測(cè)人員嚴(yán)格遵守調(diào)度命令，按要求進(jìn)行時(shí)段數(shù)據(jù)記錄，保證同一時(shí)段同步觀測(cè)時(shí)間充足。技術(shù)要求如下：①GPS接收機(jī)垂直架設(shè)在標(biāo)石上方，使用對(duì)點(diǎn)器對(duì)中，其對(duì)中誤差不大于1 mm。②從接收機(jī)的3個(gè)方向各量取1次(3次誤差小于3 mm)天線高取平均值，作為1個(gè)觀測(cè)值。每個(gè)時(shí)段觀測(cè)前、后按此方法各量取1次，觀測(cè)前、后2個(gè)測(cè)段所得高度取平均值作為最終天線高。③開(kāi)機(jī)后及時(shí)觀察儀器各指示燈的變化，判斷觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄狀態(tài)是否正常。④觀測(cè)期間不在接收機(jī)附近50 m范圍內(nèi)使用電臺(tái)，不在10 m范圍內(nèi)使用對(duì)講機(jī)或手機(jī)。⑤當(dāng)天外業(yè)工作結(jié)束，及時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，分時(shí)段按文件夾存放，并做好備份。

2.3 基線解算

全網(wǎng)共觀測(cè)總基線數(shù)90條，平均邊長(zhǎng)3.278 km。①觀測(cè)值殘差控制在±0.25周以內(nèi)。②RMS均方根誤差表明了觀測(cè)值的質(zhì)量好壞，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)觀測(cè)落在1.96倍RMS的范圍內(nèi)的概率是95%，此次GPS基線解算RMS值控制在0.02 m以下。③RATID(置信度)反映了所確定出的包含未知數(shù)的可靠性，此次GPS基線解算RATID設(shè)置為95%。④RDOP值的大小與基線位置和衛(wèi)星在空間中的幾何分布及運(yùn)行軌跡有關(guān)，當(dāng)基線位置確定后，RDOP值就只與觀測(cè)條件有關(guān)的，而觀測(cè)條件又是時(shí)間的函數(shù)，因此，RDOP值只要保證足夠的觀測(cè)時(shí)間段就能夠滿足基線解算要求，本次外業(yè)觀測(cè)中，每個(gè)時(shí)段觀測(cè)量都大于50 min。⑤在基線解算時(shí)，如果觀測(cè)值的改正數(shù)大于某一個(gè)閾值，則認(rèn)為該觀測(cè)值含有粗差，就需要將其刪除，此次GPS基線解算同時(shí)段數(shù)據(jù)剔除率均小于6%，符合《規(guī)程》10%的要求。

3 傾斜航空攝影測(cè)量外業(yè)

3.1 測(cè)區(qū)分區(qū)

該項(xiàng)目航測(cè)范圍大，區(qū)內(nèi)地勢(shì)起伏較大。根據(jù)測(cè)區(qū)地形及建筑分布，在滿足設(shè)計(jì)要求及保證質(zhì)量的前提下，對(duì)項(xiàng)目任務(wù)區(qū)進(jìn)行區(qū)域劃分，逐區(qū)域進(jìn)行航拍作業(yè)。具體分區(qū)情況見(jiàn)表1。

表1 具體分區(qū)情況Tab.1 Specific division

3.2 像控測(cè)量

(1)像控點(diǎn)布設(shè)。像控點(diǎn)測(cè)量是為了保證空三的精度、確定地物目標(biāo)在空間中的絕對(duì)位置。項(xiàng)目像控點(diǎn)在E級(jí)GPS網(wǎng)的基礎(chǔ)上基于HNCORS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)施測(cè)。一般情況下布設(shè)均為平高點(diǎn)[5-9]。有差分POS數(shù)據(jù)的可以放寬到40 000個(gè)像素，沒(méi)有差分POS數(shù)據(jù)的至少20 000個(gè)像素布設(shè)一個(gè)控制點(diǎn)。項(xiàng)目采用的無(wú)人機(jī)中M300具有差分POS數(shù)據(jù)，其他兩架沒(méi)有差分POS數(shù)據(jù)，為了確?？杖木龋捎昧?0 000個(gè)像素1個(gè)控制點(diǎn)的選點(diǎn)間隔。

(2)像控點(diǎn)選點(diǎn)。像控點(diǎn)均選擇在易于判別、交角良好的細(xì)小線狀地物的交點(diǎn)、明顯地物拐角點(diǎn)等位置固定且便于量測(cè)的地方，或在地面繪制“L”形符號(hào)，符號(hào)寬度不小于15 cm，邊長(zhǎng)不小于80 cm。點(diǎn)位選擇在高程變化較小的地方，易于準(zhǔn)確定位和量測(cè)，施測(cè)時(shí)統(tǒng)一以“L”形符號(hào)外角為基準(zhǔn)。

(3)像控點(diǎn)聯(lián)測(cè)。像控點(diǎn)聯(lián)測(cè)采用基于HNCORS的網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)方式聯(lián)測(cè)。利用E級(jí)GPS網(wǎng)作為起算點(diǎn)。GPS網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)時(shí)遵循以下要求：①RTK觀測(cè)前應(yīng)設(shè)置平面收斂閾值不超過(guò)2 cm，垂直收斂閾值不超過(guò)3 cm；②觀測(cè)次數(shù)≥2，每次觀測(cè)重新初始化；③采用對(duì)中桿對(duì)中整平，每次觀測(cè)歷元數(shù)不少于10個(gè)；④各次測(cè)量的平面坐標(biāo)分量校差不大于2 cm，高程校差不大于3 cm，各次結(jié)果取中數(shù)作為最后成果；像控點(diǎn)聯(lián)測(cè)結(jié)束后的坐標(biāo)及時(shí)展點(diǎn)檢查，防止出現(xiàn)粗差，確保內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中的空三加密順利進(jìn)行。像控點(diǎn)布設(shè)施工如圖2所示。

圖2 像控點(diǎn)布設(shè)施工Fig.2 Layout and construction of image control points

3.3 傾斜航空攝影

(1)航高確定。無(wú)人機(jī)傾斜攝影的航高是航線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。航攝高度根據(jù)任務(wù)要求選擇合適的地面分辨率，并結(jié)合傾斜相機(jī)的性能。航高按式(1)計(jì)算：

H=f×GSD/a

(1)

式中，H為航攝高度；f為鏡頭焦距；a為像元尺寸；GSD為地面分辨率。

此次航攝航高最高為168 m。

(2)航攝重疊度確定。《低空數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量規(guī)范》規(guī)定“航向重疊度一般應(yīng)為60%～80%，最小不小于53%；旁向重疊度一般應(yīng)為15%～60%，最小不小于8%”。在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量中，旁向重疊度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，本次航攝采用航向80%和旁向70%的重疊度。

(3)攝影時(shí)間選擇。根據(jù)地形條件、氣象條件和本地特點(diǎn)，多選擇在9：00—16：00進(jìn)行，以減小相片中陰影面積，并避免在大風(fēng)、陰天、下雨及能見(jiàn)度不好的天氣情況下飛行。

(4)航攝質(zhì)量控制與保障。項(xiàng)目航飛過(guò)程中，嚴(yán)格遵守以下要求：航拍前，飛手詳細(xì)了解測(cè)區(qū)的地形、氣象、交通等信息，認(rèn)真學(xué)習(xí)項(xiàng)目實(shí)施方案，作好進(jìn)場(chǎng)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備。外業(yè)飛手了解測(cè)區(qū)空域情況，熟悉周邊機(jī)場(chǎng)位置和現(xiàn)場(chǎng)空中管制及通信聯(lián)絡(luò)方式、要求。飛行中采用GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，按照航線設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)飛行，航攝時(shí)，飛行姿態(tài)平穩(wěn)，旋偏角、航偏角未超過(guò)規(guī)范要求。

(5)整理與質(zhì)量檢查。當(dāng)天外業(yè)結(jié)束后外業(yè)人員及時(shí)對(duì)航片進(jìn)行整理，分鏡頭存儲(chǔ)、備份。并檢查影像是否曝光過(guò)度或不足、影像是否重影、散焦與噪點(diǎn)，確保航片清晰、反差適中、顏色飽和、色彩鮮明、色調(diào)一致，能夠清楚辨別與地面分辨率相適應(yīng)的地物影像。

(6)內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)移交。外業(yè)移交數(shù)據(jù)包括：POS數(shù)據(jù)、原始照片、像控點(diǎn)坐標(biāo)、像控點(diǎn)點(diǎn)之記、差分?jǐn)?shù)據(jù)。如果飛機(jī)架次較多，則按日期、架次分好文件夾。內(nèi)業(yè)人員在接收時(shí)，對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行核查。

4 傾斜航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)

4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

由于傾斜攝影相機(jī)裝備了多個(gè)不同朝向的相機(jī)，造成了攝影傾角大，影像變形較大；分辨率變化大，尺度無(wú)法統(tǒng)一；重疊數(shù)多，需要多視處理等特點(diǎn)。在拍攝曝光的瞬間，相機(jī)所拍攝的角度不一致，就必然會(huì)出現(xiàn)光線反差、強(qiáng)度等的不一致；這樣就有可能導(dǎo)致出現(xiàn)同一地物影像在不同相機(jī)下的色彩、明暗程度出現(xiàn)差異，最終影響到三維模型的精度和效果。所以在空中三角測(cè)量前，先對(duì)原始影像進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)原始影像進(jìn)行色彩、亮度和對(duì)比度的調(diào)整和勻色處理。勻色處理應(yīng)縮小影像間色調(diào)差異，使色調(diào)均勻，反差適中，層次分明，保持地物色彩不失真，無(wú)明顯勻色處理的痕跡。解決測(cè)區(qū)局部反差較差等顏色問(wèn)題，以減弱因?yàn)楣饩€、陰影等因素的影像。

4.2 空三作業(yè)過(guò)程

4.2.1 相片刺點(diǎn)

將野外測(cè)量的控制點(diǎn)信息，按照實(shí)際位置刺到自動(dòng)建模系統(tǒng)中。刺點(diǎn)時(shí)，根據(jù)影像分辨率和控制點(diǎn)標(biāo)志的大小，估算角點(diǎn)所占像素，把影像縮放到合適的大小完成刺點(diǎn)。

4.2.2 空三計(jì)算

(1)相對(duì)定向。空三過(guò)程中配合外業(yè)控制點(diǎn)文件及點(diǎn)之記、原始影像及相機(jī)文件，使用ContextCapture Center三維建模軟件，將相機(jī)參數(shù)、影像數(shù)據(jù)、POS數(shù)據(jù)進(jìn)行多視角影像特征點(diǎn)密集匹配，并以此進(jìn)行區(qū)域間的自由網(wǎng)多視影像聯(lián)合約束平差解算，建立在空間尺度可以適度自由變形的立體模型，完成相對(duì)定向。

(2)絕對(duì)定向。計(jì)算機(jī)完成自動(dòng)相對(duì)定向后進(jìn)行人工選點(diǎn)、刺點(diǎn)，人工刺點(diǎn)一般選取在距離影像邊緣超過(guò)80個(gè)像素范圍內(nèi)、目標(biāo)清晰的點(diǎn)位，減少照片邊緣畸變較大帶來(lái)的影響。利用這些點(diǎn)對(duì)已有區(qū)域網(wǎng)模型進(jìn)行約束平差解算，將區(qū)域網(wǎng)納入到精確的大地坐標(biāo)系中，完成絕對(duì)定向?？杖Y(jié)束后，查看精度報(bào)告，分析誤差原因并校正，直至空三成果符合精度要求，最終利用空三成果進(jìn)行下一步模型重建工作。具體步驟如圖3所示。

圖3 ContextCapture Center空三流程Fig.3 ContextCapture Center aerial triangulation process

(3)空三誤差檢查標(biāo)準(zhǔn)。①相對(duì)定向精度。采用數(shù)據(jù)處理軟件，其相對(duì)定向指標(biāo)采用反投影誤差來(lái)表示。連接點(diǎn)的反投影中誤差為需要優(yōu)于1 個(gè)像素，最大殘差3 像素。每個(gè)像對(duì)連接點(diǎn)分布均勻，相對(duì)定向每個(gè)像對(duì)連接點(diǎn)數(shù)目大于一定數(shù)量。②絕對(duì)定向精度。采用光束法區(qū)域網(wǎng)平差進(jìn)行空中三角測(cè)量平差，區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算結(jié)束后，基本定向點(diǎn)殘差，檢查點(diǎn)誤差不大于設(shè)計(jì)要求限差及中誤差。

(4)空三報(bào)告。新安縣城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)部分測(cè)區(qū)空三報(bào)告主要內(nèi)容如圖4所示。

4.3 全自動(dòng)三維建模和模型修飾

采用多機(jī)多節(jié)點(diǎn)并行運(yùn)算的ContextCapture Center軟件進(jìn)行全自動(dòng)三維建模。

4.3.1 三維重建

對(duì)于測(cè)區(qū)的海量數(shù)據(jù)，采用切塊分割的方式將加密數(shù)據(jù)分割成數(shù)塊。將空三后的成果數(shù)據(jù)直接提交生成三維TIN格網(wǎng)構(gòu)建、白體三維模型創(chuàng)建、自助紋理映射和三維場(chǎng)景構(gòu)建。由于傾斜攝影能夠獲取詳細(xì)準(zhǔn)確的影像與地理信息，再加上先進(jìn)的定位技術(shù)所獲取的影像都具有精確的坐標(biāo)信息，通過(guò)紋理映射，可自動(dòng)迅速地將影像紋理貼在相對(duì)應(yīng)的三維模型面上，以此生成基于影像紋理的高分辨率傾斜攝影三維模型。新安縣城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)部分測(cè)區(qū)三維重建如圖5所示。

圖4 新安縣城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)部分測(cè)區(qū)空三報(bào)告主要內(nèi)容Fig.4 Main contents of the aerial three report of some survey areas in the urban planning area of Xin′an County

圖5 新安縣城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)部分測(cè)區(qū)三維重建Fig.5 3D reconstruction of some surveyed areas in the urban planning area of Xin′an County

4.3.2 模型的修復(fù)與編輯

在全自動(dòng)實(shí)景三維建模的過(guò)程中，由于水面、玻璃面反光，建筑物、廣告牌等一些特殊地物在空三加密時(shí)無(wú)法匹配到正確的連接點(diǎn)或者匹配生成的模型有較大變形時(shí)，會(huì)導(dǎo)致生成的三維模型出現(xiàn)漏洞或模型扭曲。模型修飾原則上只對(duì)水域空缺或模型漏洞進(jìn)行修補(bǔ)，采用ContextCapture Center軟件和水面或補(bǔ)飛數(shù)據(jù)進(jìn)行約束干預(yù)后重新生成模型，使模型不存在明顯漏洞。

5 展示平臺(tái)建設(shè)及功能

為更好展示項(xiàng)目實(shí)景三維模型成果，提升項(xiàng)目成果服務(wù)質(zhì)量，應(yīng)新安縣自然資源局要求，搭建了項(xiàng)目成果展示平臺(tái)。

5.1 模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入

(1)數(shù)據(jù)處理。由于最終三維模型成果OSGB格式數(shù)據(jù)量為1 TB左右，針對(duì)實(shí)景模型的海量數(shù)據(jù)對(duì)平臺(tái)的承載與快速調(diào)用的問(wèn)題，采用數(shù)據(jù)搭建技術(shù)對(duì)零碎的實(shí)景模型數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，轉(zhuǎn)換適宜平臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)格式，以提高其調(diào)用效率。在構(gòu)建大規(guī)模場(chǎng)景方面，采用可見(jiàn)性判定與消隱技術(shù)、LOD技術(shù)和紋理映射技術(shù)、減少內(nèi)存的消耗來(lái)提高系統(tǒng)的承載能力和場(chǎng)景漫游速度。

(2)模型融合處理。根據(jù)實(shí)際使用需求，本平臺(tái)提供了規(guī)劃仿真三維模型的導(dǎo)入及展示功能。為實(shí)現(xiàn)該功能，針對(duì)規(guī)劃仿真三維模型與實(shí)景三維模型融合問(wèn)題，制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)提交格式與要求。依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，采用OBJ數(shù)據(jù)格式作為規(guī)劃仿真三維模型的入庫(kù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式，進(jìn)行平臺(tái)內(nèi)管理、分析功能的實(shí)現(xiàn)。

5.2 平臺(tái)主要功能

5.2.1 三維交互式瀏覽功能

平臺(tái)提供靈活、交互式的瀏覽漫游功能，包括：①靈活的運(yùn)動(dòng)控制模式，提供鼠標(biāo)、鍵盤等進(jìn)行控制，用戶可以在三維場(chǎng)景中前進(jìn)、后退，改變行走方向，升高、降低視點(diǎn)。②多種瀏覽方式。提供行走、駕駛等瀏覽模式。

5.2.2 三維實(shí)體創(chuàng)建功能

平臺(tái)實(shí)現(xiàn)交互式快速三維幾何實(shí)體造型工具，利用簡(jiǎn)單圖元或三維矢量數(shù)據(jù)構(gòu)建復(fù)雜的三維實(shí)體，三維實(shí)體的修改、刪除、旋轉(zhuǎn)、縮放，對(duì)三維實(shí)體表面貼圖、設(shè)置紋理、顏色。系統(tǒng)對(duì)人工三維模型支持以*.OBJ的數(shù)據(jù)格式為標(biāo)準(zhǔn)。*.OBJ格式相比其他三維數(shù)據(jù)格式，在通用性上有較大的優(yōu)勢(shì)，這樣能使平臺(tái)得以支持很多不同的建模軟件制作的三維模型數(shù)據(jù)。

5.2.3 三維查詢分析功能

(1)搜索定位功能。在搜索對(duì)話框中輸入所要搜索的地名，系統(tǒng)將快速地搜索到該地名，并可執(zhí)行飛往或跳往到該地物，并顯示該地物。

(2)三維分析功能。根據(jù)相應(yīng)功能鍵，實(shí)現(xiàn)地形等高線、地形剖面，地形通視分析、日照分析、視域(可視)分析和空間輻射分析等。

5.2.4 空間量測(cè)統(tǒng)計(jì)功能

(1)一般量測(cè)功能。測(cè)量點(diǎn)間的水平距離、直線距離，并計(jì)算其起點(diǎn)和終點(diǎn)間的高差和坡度，測(cè)量物體的垂直距離，測(cè)量地面面積。

(2)影像拍攝功能。系統(tǒng)還提供指定窗口內(nèi)的影像拍攝，并保存、打印和輸出。

5.3 平臺(tái)未來(lái)擴(kuò)展功能

(1)可視化歷史資料的瀏覽、查詢與保存。為今后研究城市的變遷與發(fā)展儲(chǔ)備真實(shí)的、科學(xué)的信息。利用系統(tǒng)中備份功能，可把每一階段、每一時(shí)期的城市發(fā)展變化三維立體資料加以儲(chǔ)存，為整個(gè)城市的發(fā)展留下寶貴的歷史演變資料?？梢灾庇^看到建設(shè)前現(xiàn)狀、規(guī)劃成果和建成后真實(shí)景觀。

(2)可視化三維數(shù)據(jù)的應(yīng)用：系統(tǒng)不僅應(yīng)用于規(guī)劃的編制與實(shí)施管理，也為社會(huì)和其他政府部門提供三維地圖數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。從而達(dá)到全市公安應(yīng)急指揮調(diào)度的準(zhǔn)確化，城管管理的網(wǎng)格化，電力網(wǎng)線區(qū)域分控的安全化，消防救災(zāi)調(diào)度的及時(shí)化，電信網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)的程序化，水利排澇系統(tǒng)的合理化，交通狀況控制的全局化水平，從根本上實(shí)現(xiàn)城市數(shù)字一體化管理進(jìn)程。依據(jù)各部門合實(shí)際業(yè)務(wù)需求，充分挖掘三維數(shù)據(jù)的使用價(jià)值。

(3)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布技術(shù)，可以將海量的數(shù)據(jù)發(fā)布在政府內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布版本依照權(quán)限及職能進(jìn)行簡(jiǎn)單漫游、規(guī)劃查詢、行政審批與管理等多種應(yīng)用功能。

6 精度統(tǒng)計(jì)及質(zhì)量評(píng)價(jià)

6.1 檢查方法

外業(yè)對(duì)建模區(qū)域地面特征點(diǎn)進(jìn)行施測(cè)，利用三維模型瀏覽平臺(tái)對(duì)比野外檢查點(diǎn)位置在模型上測(cè)取檢查點(diǎn)坐標(biāo)。內(nèi)業(yè)進(jìn)行平面及高程精度比對(duì)分析，驗(yàn)證成果能否滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)要求。精度檢測(cè)時(shí)，中誤差計(jì)算按下式執(zhí)行：

(2)

式中，M為成果中誤差；n為檢測(cè)點(diǎn)(邊)總數(shù)。

6.2 精度統(tǒng)計(jì)

通過(guò)全測(cè)區(qū)野外測(cè)量，共抽取檢校點(diǎn)1 311個(gè)。其中縣城區(qū)域抽取特征檢校點(diǎn)265個(gè)，進(jìn)行平面和高程誤差雙重檢校，抽取高程檢校點(diǎn)488個(gè)，進(jìn)行高程誤差檢校；磁澗區(qū)域共抽取特征檢校點(diǎn)182個(gè)，進(jìn)行平面和高程誤差雙重檢校，抽取高程檢校點(diǎn)376個(gè)，進(jìn)行高程誤差檢校。

(1)縣城區(qū)域的精度評(píng)價(jià)分析。特征檢校點(diǎn)平面中誤差0.034 m，高程中誤差0.081 1 m，平面最大誤差值0.098 7 m，高程最大誤差值0.176 0 m；高程檢校點(diǎn)高程中誤差0.091 8 m，高程最大誤差值0.178 5 m。

(2)磁澗區(qū)域的精度評(píng)價(jià)分析。特征檢校點(diǎn)平面中誤差0.041 1 m，高程中誤差0.088 5 m，平面最大誤差值0.104 0 m，高程最大誤差值0.187 2 m；高程檢校點(diǎn)高程中誤差0.983 0 m，高程最大誤差值0.187 2 m。

7 結(jié)論

(1)運(yùn)用傾斜攝影、實(shí)景建模等技術(shù)，最終完成新安縣城市規(guī)劃區(qū)及洛新產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)實(shí)景三維模型重建面積92 km2。通過(guò)搭建展示平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了任務(wù)區(qū)內(nèi)三維實(shí)景漫游與顯示。

(2)實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)成果經(jīng)三級(jí)檢查驗(yàn)收，模型精度符合合同及設(shè)計(jì)要求，進(jìn)一步完善了新安縣基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。展示平臺(tái)的搭建，不僅全面流暢地展示了實(shí)景的三維模型，同時(shí)可接入規(guī)劃模型功能，也豐富了新安縣城市規(guī)劃管理系統(tǒng)。