基于倾斜摄影快速建模方法研究

发表时间：2018-09-18T17:16:21.413Z 来源：《基层建设》2018年第25期作者：黎惠兰[导读] 摘要：倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域新兴发展起来的一项高新技术。

佛山市测绘地理信息研究院广东佛山 528000摘要：倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域新兴发展起来的一项高新技术。本文探讨了如何利用倾斜摄影技术进行三维场景的快速搭建。

关键词：三维；倾斜摄影；模型精度引言

随着城市建设的飞速发展，由于传统的方式构建三维地形工作量大、效率低，成本高，难以满足现今城市三维场景构建要求。而倾斜摄影技术凭借其工期短、成本低和效率高等优势，为城市三维模型的快速获取提供了新的选择。因此，应重视对倾斜摄影技术进行实景三维建模的方法的利用。

1.三维场景搭建新方法

本文提出一种基于倾斜摄影技术，综合运用倾斜三维自动建模技术、倾斜三维交互式建模技术和三维实景模型编辑技术，快速完成三维场景构建的方法。其构建过程主要可分为四个步骤：①基于街景工厂、ContextCapture 等倾斜影像自动化处理系统，进行倾斜影像空三加密、影像点云匹配、模型三角网构建优化和模型纹理自动映射，自动化生成三维实景模型成果；②在倾斜影像空三加密成果或倾斜三维模型成果的基础上，基于透视成像原理，采用人机交互的方式采集模型轮廓线，通过纹理自动映射技术，实现精细化三维单体模型的快速构建；③对倾斜三维实景模型进行踏平、删悬浮物等编辑操作处理；④在三维应用平台中，将三维实景模型编辑后成果和三维单体模型成果进行叠加套合显示，得到城市区域真三维模型场景。三维场景搭建技术流程如图1 所示。

图1 三维场景搭建技术流程图

该技术流程在数据处理时存在以下几个难点：（1）多视影像匹配

倾斜摄影技术能够通过一次拍摄获取多个视角的影像，既包含垂直摄影影像，还包括侧视摄影影像，侧视影像因相机镜头与建筑物之间存在一定的角度，影像之间的畸变与遮挡严重，传统的空中三角测量系统无法较好地处理多视倾斜影像。目前，多视影像自动匹配技术是数字摄影测量与计算机视觉领域研究的热点。前者对匹配点对的精度要求较高，以精确定位影像的位置与姿态；后者侧重影像目标的几何与物理属性，以求对其进行快速、准确搜索。

（2）点云自动构网

利用倾斜摄影技术得到的三维影像点云，只包含影像上每个像素对应的地面三维空间坐标信息，而没有这些点的任何拓扑关系。如何通过对点云数据的自动构网得到能够表现有用地物特征是个难点。为了能自动实现从影像到三维模型的转换，需要采用适当的算法将点云通过优化实现三维构网，接着对三角网进行优化，减少平坦区域的三角网面数，最大限度地真实还原现实复杂地物的几何结构。

（3）轮廓交互采集

基于倾斜摄影技术的交互式三维建模是在倾斜影像空三加密成果或倾斜影像基础上进行单体化三维建模。如何设计模型轮廓采集方式和提高建模效率是个问题。目前，软件厂商通过对加密后影像空间姿态的恢复来还原影像空间位置，通过影像金字塔技术和大数据量影像调度技术来实现对倾斜影像的快速调用，设计灵活实用的多视窗口、立体测图窗口和方便快捷的建模功能，为用户提供简单高效的交互式建模工作环境，作业人员通过人机交互的方式，通过透视成像原理，在倾斜影像或倾斜模型上构建精细化模型，其精度和效率与传统人工建模技术相比有了很大提高。