傾斜航空攝影三維實(shí)景模型生產(chǎn)步驟

發(fā)布日期：2019-08-19 00:00 瀏覽量：11699

國(guó)際攝影測(cè)量領(lǐng)域的發(fā)展可謂日新月異，其中傾斜攝影技術(shù)一項(xiàng)近十幾年來(lái)的高新技術(shù)，與傳統(tǒng)正射影像技術(shù)相比，傾斜攝影技術(shù)可以在低空中以多個(gè)不同角度同時(shí)對(duì)地面進(jìn)行航空攝影測(cè)量并獲得較高分辨率的立體影像數(shù)據(jù)，自動(dòng)制作生成三維地理信息模型，從而快速獲取地理信息數(shù)據(jù)。

以我國(guó)著名風(fēng)景名勝地黃山屯溪區(qū)為例，測(cè)區(qū)內(nèi)居民地比較集中，基本為街區(qū)式、徽派建筑，郊區(qū)農(nóng)村居民多為散列式房屋。測(cè)區(qū)內(nèi)主要風(fēng)景名勝建筑有屯溪老街、花山、小龍山寺、仙人洞等，由于測(cè)區(qū)位于風(fēng)景區(qū)內(nèi)部，除了主要建筑物之外，其他地物地貌為林地和道路。該地區(qū)地處中亞熱帶北緣，氣候溫和、四季分明、雨量充沛，年平均氣溫16.3℃，無(wú)霜期237d，年降水量1670mm。

三維實(shí)景模型成果的生產(chǎn)的步驟

首先根據(jù)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的基礎(chǔ)控制成果資料和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)等已有資料進(jìn)行分析，制定航空影像獲取計(jì)劃，獲取黃山市屯溪區(qū)傾斜航空影像。

在傾斜航空影像的基礎(chǔ)上，進(jìn)行像片控制測(cè)量；利用像片控制點(diǎn)測(cè)量成果，進(jìn)行全數(shù)字空中三角測(cè)量；基于五個(gè)視角傾斜影像及相應(yīng)的空三加密成果，利用三維建模軟件，完成測(cè)區(qū)三維實(shí)景模型成果的生產(chǎn)。

傾斜航空攝影

根據(jù)已有資料進(jìn)行分析，制定航空影像獲取計(jì)劃。對(duì)航空影像獲取區(qū)域進(jìn)行實(shí)地踏勘，選定起飛降落場(chǎng)地，設(shè)計(jì)航飛路線。起飛前必須對(duì)各項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，按照飛行前檢查表逐項(xiàng)檢查，填寫飛行前相機(jī)曝光檢查表和飛行記錄表。機(jī)載多角度傾斜攝影系統(tǒng)實(shí)施航空傾斜攝影，獲取原始影像及ＰＯＳ數(shù)據(jù)。

實(shí)景三維建模

1、像片控制測(cè)量

像控點(diǎn)及精度檢驗(yàn)點(diǎn)的施測(cè)優(yōu)先采用動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)RTK方法，也可利用AHCORS系統(tǒng)，采用RTK測(cè)量或雙頻接收機(jī)雙參考站模式按快速靜態(tài)方式施測(cè)。

2、全數(shù)字空中三角測(cè)量

將下視影像外方位元素、五個(gè)相機(jī)之間的相對(duì)位置關(guān)系描述文件、五個(gè)視角傾斜影像以及野外像片控制點(diǎn)成果導(dǎo)入傾斜攝影實(shí)景三維建模軟件，采用光束法區(qū)域平差空三測(cè)量，支持同時(shí)導(dǎo)入垂直影像和傾斜影像進(jìn)行空三計(jì)算，經(jīng)多次處理后得到每張航空像片的精確外方位元素。

三維建模

（１）工藝流程。基于五個(gè)視角傾斜影像及相應(yīng)的空三加密成果，在傾斜攝影實(shí)景三維建模軟件中經(jīng)測(cè)區(qū)分塊、像對(duì)篩選、點(diǎn)云計(jì)算、點(diǎn)云構(gòu)網(wǎng)、白體三維模型創(chuàng)建、自助紋理映射、漏洞修復(fù)以及元數(shù)據(jù)制作等操作，完成測(cè)區(qū)三維實(shí)景模型成果的生產(chǎn)

）實(shí)景三維軟件快速建模。

在野外采集完實(shí)驗(yàn)區(qū)的相片后，需要利用影像數(shù)據(jù)構(gòu)建三維模型，本文采用傾斜攝影實(shí)景三維建模軟件進(jìn)行處理。首先將采集到的足夠重疊度的影像數(shù)據(jù)和定位POS數(shù)據(jù)導(dǎo)入到軟件中進(jìn)行空三加密，軟件會(huì)自動(dòng)提取每張采集到的影像中的特征點(diǎn)，并對(duì)不同影像中同名特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，恢復(fù)影像的空間位置和姿態(tài)，生成高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)。然后在點(diǎn)云的基礎(chǔ)上構(gòu)建地物TIN模型，再根據(jù)TIN模型形狀及位置進(jìn)行模型自動(dòng)紋理映射，最后進(jìn)一步對(duì)模型進(jìn)行整飾、編輯、質(zhì)量檢查，得到具有高逼真的三維實(shí)景模型。

采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)和傾斜攝影實(shí)景三維建模軟件相結(jié)合構(gòu)建城市實(shí)景三維模型的方法在實(shí)際工程項(xiàng)目中進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明該三維模型有完整的結(jié)構(gòu)、真實(shí)的紋理，細(xì)節(jié)處理非常到位，很好地展現(xiàn)了黃山市屯溪區(qū)的地域特征和建筑風(fēng)格。當(dāng)然，在自動(dòng)建模完成后由于一些建筑物本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，會(huì)存在部分失真情況，可以使用DP-Modeler對(duì)這些部分瑕疵進(jìn)行精修。這種方法只適用于一些特殊建筑物的建模，不適合大范圍城市建模，對(duì)于一些復(fù)雜建筑的建模還需要人工干預(yù)，因此如何提高復(fù)雜建筑群細(xì)節(jié)部分的自動(dòng)建模將是下一步研究的重點(diǎn)。

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