王方　吳曙翔

【摘 要】文章初步了解低空攝影測(cè)量后，深入探討其在三維建模中的應(yīng)用，最后結(jié)合具體案例幫助我們掌握該項(xiàng)測(cè)量技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】低空；攝影測(cè)量；三維建模

近年來，我國城市化進(jìn)程取得了長足發(fā)展，在土地資源管理方面的難度也越來越大。低空攝影測(cè)量技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù)，建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)之上，具有容量大、靈活性等優(yōu)勢(shì)，在室外作業(yè)等方面作用明顯，尤其是三維建模方面取得了前所未有的成績(jī)，為城市國土資源管理工作的順利開展提供了極大的支持。因此重視對(duì)低空攝影測(cè)量與三維建模的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，能夠幫助我們更為深入地了解和推廣該項(xiàng)技術(shù)。

一、低空攝影測(cè)量概述

智能城市概念的提出，使得全社會(huì)對(duì)數(shù)字化技術(shù)給予了更大的關(guān)注。通常來說，攝影測(cè)量，是指對(duì)測(cè)量對(duì)象進(jìn)行攝影，獲取相應(yīng)的構(gòu)像信息進(jìn)行物理、幾何方面的分析與研究，將原有的測(cè)量對(duì)象轉(zhuǎn)換為各類資料，為實(shí)踐工作的順利開展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從本質(zhì)上來說，攝影測(cè)量是一門建立在影像信息重建三維空間物體幾何表面的技術(shù)。在實(shí)踐中，為了能夠?qū)⑾顸c(diǎn)坐標(biāo)確定具體位置，從而進(jìn)行立體攝影測(cè)量。

二、低空攝影測(cè)量在三維建模中的應(yīng)用分析

航空攝影視角較為廣泛，其中包含較為豐富、直觀的信息，但是傳統(tǒng)二維處理方法僅能夠?qū)⑷S空間投影至二維平面上，或者進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換，使得很多紋理、高度等細(xì)節(jié)性三維空間信息被忽視掉。隨著智能化、數(shù)字化城市不斷發(fā)展，借助航空立體像獲取地面信息成為未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。具體應(yīng)用如下：

（一）利用關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建模型結(jié)構(gòu)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛推廣，技術(shù)融合程度不斷加深，低空測(cè)量技術(shù)融合了飛行器、傳感器系統(tǒng)等軟硬件，形成了一套高分辨率遙感影像系統(tǒng)，圖1是低空攝影測(cè)量三維建模流程。

在實(shí)踐工作中，為了能夠獲取更為全面的方位元素，測(cè)量人員可以按照具體公式對(duì)單張影像進(jìn)行畸變校正，然后將獲得信息與初始信息進(jìn)行對(duì)比，以此來獲得精確的參數(shù)，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬影像的拼接，獲取完整的測(cè)量對(duì)象信息。綜合上述測(cè)量環(huán)節(jié)來看，借助低空攝影測(cè)量本質(zhì)上是充分整合多個(gè)數(shù)學(xué)模型，將多個(gè)鏡頭融合到一起，形成相互傾斜的CCD影像，最終形成同一平面、主距虛擬影像。

（二）利用測(cè)量軟件，確定被測(cè)位置

完成上述工作后，為了便于對(duì)資源的管理，測(cè)量人員需要采用全自動(dòng)空中三角測(cè)量軟件對(duì)單幅或者拼接影像進(jìn)行相應(yīng)處理，完成測(cè)量目標(biāo)。該項(xiàng)技術(shù)自身能夠有效突破低空測(cè)量不足，達(dá)到事半功倍的目標(biāo)。不僅如此，借助新型測(cè)圖技術(shù)，在工作站基礎(chǔ)上形成立體的測(cè)量模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的屋頂邊緣線等細(xì)節(jié)部分進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，將最終測(cè)量結(jié)果呈現(xiàn)在屏幕上，形成采編一體化系統(tǒng)的構(gòu)建。一般而言，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，測(cè)量的物體同時(shí)兼具地物編碼、圖層、線型等多元屬性，且能夠滿足1：1000、1：500等大比例尺的精度要求。通過低空攝影測(cè)量的應(yīng)用，能夠進(jìn)行批量化立體像對(duì)，并切換到需要使用的模型上，不僅顯著提高了測(cè)量有效性，且能夠減少接邊工作量。

（三）加強(qiáng)細(xì)節(jié)處理，優(yōu)化模型構(gòu)建

眾所周知，建筑物自身具有紋理特點(diǎn)，為了能夠獲取紋理的具體信息，可以借助該項(xiàng)技術(shù)中的紋理處理軟件對(duì)建筑物的垂直、平行及等距等幾何條件進(jìn)行具體化調(diào)整和優(yōu)化?，F(xiàn)階段，隨著測(cè)量技術(shù)不斷發(fā)展，3DMAX軟件成為應(yīng)用較為普遍的工具。在實(shí)踐工作中，將其與測(cè)圖技術(shù)整合到一起，能夠獲取三維屋頂矢量數(shù)據(jù)信息，并通過對(duì)立面紋理的整合，構(gòu)建出三維模型。在此基礎(chǔ)上形成的三維模型，不僅方法簡(jiǎn)單，且成像效果更為逼真和美觀。

（四）案例分析

為了提高文章研究實(shí)用性，筆者選擇某地區(qū)進(jìn)行建模。該地區(qū)總面積為3平方公里，東西與南北分別為1.5和1.8公里，該地區(qū)建筑物類型較多，經(jīng)過研究具備三維模型構(gòu)建能力。

按照上述測(cè)量流程，針對(duì)該地區(qū)建筑物分布特點(diǎn)，筆者采取了東西方向飛行，將行高控制在500米，航向重疊控制在65%獲取相應(yīng)的影像。然后對(duì)測(cè)量地區(qū)的237張畸變差改正后進(jìn)行拼接。綜合相關(guān)檢查點(diǎn)精度來看，本次測(cè)量數(shù)據(jù)能夠用于1：1000內(nèi)業(yè)成圖。此外，針對(duì)模型的紋理來說，筆者借助項(xiàng)目組開發(fā)的相應(yīng)軟件進(jìn)行了相應(yīng)的里面糾正量測(cè)，然后采取Photoshop將紋理截出來，形成較為全面、系統(tǒng)的三維模型，可見總體效果較好。

三、結(jié)語

在三維建模過程中，我們應(yīng)加大對(duì)低空攝影測(cè)量技術(shù)的分析和研究，并結(jié)合測(cè)量地區(qū)實(shí)際情況，立足于地區(qū)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物各個(gè)細(xì)節(jié)的測(cè)量，并充分利用相關(guān)軟硬件對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行矯正，提煉重要信息，構(gòu)建并形成三維模型。

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作者簡(jiǎn)介：王方（1989.07- ），男，江西人，本科，助理工程師，研究方向：航空攝影測(cè)量。