实景三维精细建模优化方法探索与实践
xxxx重点部位--实景三维建模技术方案
Xxxxx 重点安保部位无人机实景三维建模技术方案目录1 概述 (2)1.1 项目概述 (2)1.2 项目内容 (2)1.3 作业区概况 (2)1.4 引用文件 (3)2 技术方案 (4)2.1 高分辨率倾斜航空影像采集 (5)2.2 高精度像控点采集 (14)2.3 全自动空三及自动建模 (19)2.4 三维模型场景精细化处理 (24)3 成果质检 (35)3.1 质量保障体系 (35)3.2 质量控制方案 (36)1 概述1.1项目概述本方案旨在使用基于无人机倾斜摄影测量的实景三维建模技术,对xxxxxxxx进行外业航飞及像控测量，并将采集的数据进行自动化三维建模，生成可视化三维场景；并对实景三维模型进行精细化建模，完成测区模型精细化渲染，满足三维可视化安防管理平台。
1.2项目内容1.3作业区概况（1）xxxxxxxxxxxxxxxx标志性建筑之一。
航飞总面积约为1.5平方公里，设计航飞分辨率为2～3cm；采集高精度像控点，对三维场景做进行精细化建模。
（2）xxxxxx航飞总面积约为1平方公里，设计航飞分辨率为2～3cm；采集高精度像控点，对三维场景做进行精细化建模。
（3）xxxxxxx航飞总面积约为1平方公里，设计航飞分辨率为2～3cm；采集高精度像控点，对三维场景做进行精细化建模。
1.4 引用文件➢《低空数字航空摄影规范》（CH/Z 3005-2010）；➢《1:500、1:1000、1:2000 航空摄影测量内业规范》（GB/T7930-2008）；➢《全球定位系统（GPS）测量规范》(GB/T18314-2009)；➢《航空摄影技术设计规范》(GB/T 19294-2003)；➢《数字航空摄影测量空中三角测量规范》(GB/T 23236-2009)；➢《城市三维建模技术规范》（CJJ/T 157-2010）；➢《三维地理模型数据产品规范》（CH/T 9015-2012）；➢《三维地理信息模型生产规范》（CH/T 9016-2012）；➢《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》（GB/T18316－2008）；➢《测绘成果质量检查与验收》GB/T24356—2009。
无人机倾斜摄影实景三维建模分析与质量评价
无人机倾斜摄影实景三维建模分析与质量评价摘要随着无人机技术的不断发展，无人机倾斜摄影技术在实景三维建模领域得到了广泛应用。
本文旨在对无人机倾斜摄影实景三维建模进行分析与质量评价，对该技术的应用进行深入探讨，为相关研究和实践提供参考。
一、引言无人机是一种通过无人操控进行航空拍摄的航拍工具，其便携性和高效率受到广泛认可。
无人机倾斜摄影技术，即通过多个摄影机同时拍摄同一目标，可以获得大范围的高分辨率影像数据，并通过后期处理生成真实世界的三维模型。
这种技术已经在城市规划、地质勘查、文物保护等领域得到了广泛应用。
本文将对无人机倾斜摄影实景三维建模进行分析与质量评价，为其应用提供理论支持和实践指导。
二、无人机倾斜摄影实景三维建模流程1. 数据采集在进行无人机倾斜摄影实景三维建模之前，首先需要进行数据采集。
无人机通过搭载多个摄像头对目标进行拍摄，通过GPS、惯性导航系统等技术获取航迹数据，确保拍摄的高精度和高分辨率。
还需要进行地面控制点的布设，以提高后期处理的定位精度。
2. 数据处理数据处理是无人机倾斜摄影实景三维建模的核心环节。
需要对拍摄的影像进行几何校正，消除畸变等错误。
然后通过匹配、几何配准等技术将不同角度和位置的影像进行融合，形成全景影像。
通过三维重建算法，将全景影像转换成真实世界的三维模型。
3. 质量评价在生成三维模型后，需要对其进行质量评价。
主要包括模型的几何精度、纹理表现、真实性等方面的评价。
通过与实际场景的对比，可以发现模型中存在的误差和问题，从而进行后续的优化和改进。
三、无人机倾斜摄影实景三维建模的优势1. 高效性相比传统的航空摄影和地面测量，无人机倾斜摄影技术可以更快速、高效地获取大范围的影像数据，大大提高了实景三维建模的效率。
2. 精度高通过多视角和多角度的影像采集，可以获得高分辨率和高精度的影像数据，对建模的几何精度和真实性提供了良好的支持。
3. 成本低无人机倾斜摄影技术相比传统的航空摄影和地面测量具有成本低的优势，尤其适合于中小规模的实景三维建模项目。
实景三维建设方案
实景三维建设方案一、建设目标实景三维建设的主要目标是构建一个高精度、高逼真度、具有丰富语义信息的三维地理场景，实现对现实世界的数字化重现，并为各类应用提供数据基础和决策支持。
具体目标包括：1、高精度还原地理实体：包括地形、地貌、建筑物、道路、植被等，精度达到厘米级甚至毫米级。
2、丰富的语义信息：为每个地理实体赋予详细的属性信息，如名称、类型、用途等。
3、实时更新：能够及时反映现实世界的变化，保持数据的时效性。
4、多场景应用支持：满足城市规划、应急管理、旅游推广、智能交通等多个领域的应用需求。
二、数据采集1、航空摄影测量利用无人机或有人机搭载高精度相机进行航空摄影，获取大范围的高分辨率影像数据。
同时，结合机载激光雷达（LiDAR）获取地形高程信息。
2、地面测量对于重点区域或精度要求较高的地方，采用全站仪、GPS 等地面测量设备进行测量，获取精确的点云数据和坐标信息。
3、移动测量利用车载移动测量系统，在道路上行驶采集道路及周边环境的影像和点云数据。
4、倾斜摄影测量通过多视角倾斜相机拍摄建筑物等目标，获取更加真实、丰富的外观纹理信息。
三、数据处理1、影像预处理对采集的影像进行辐射校正、几何校正、去噪等预处理，提高影像质量。
2、点云处理对激光雷达点云进行滤波、分类、拼接等处理，生成高精度的数字高程模型（DEM）和数字表面模型（DSM）。
3、三维建模基于预处理后的影像和点云数据，采用自动化建模软件或人工建模的方式构建三维模型。
对于建筑物等复杂结构，可结合手工编辑进行精细化处理。
4、语义标注为每个三维模型和地理实体添加语义信息，建立属性数据库。
四、数据存储与管理1、数据库选择根据数据量和访问需求，选择合适的数据库系统，如关系型数据库（如 Oracle、SQL Server）或非关系型数据库（如 MongoDB、HBase）。
2、数据分层组织按照不同的类别和精度将数据进行分层存储，便于数据的管理和调用。
3、数据备份与恢复建立定期的数据备份机制，确保数据的安全性和可靠性。
contextcapture center cc 三维激光点云实景建模流程
contextcapture center cc 三维激光点云实景建模流程1. 引言1.1 概述本文将介绍CC三维激光点云实景建模流程，该流程利用ContextCapture Center软件进行三维建模，以激光点云数据为输入，通过一系列处理和分析步骤，实现对真实场景的精确重建。
这种建模方法在许多领域中具有广泛的应用前景，如建筑物扫描与重建、土地规划与城市规划等。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分。
首先，在引言中将简要介绍整篇文章的内容和结构。
其次，在CC三维激光点云实景建模流程部分，详细说明了该流程的各个步骤和技术原理。
然后，在实景建模过程与技术原理部分，详细解释了特征提取与分割、模型重建与网格生成以及材质贴图与渲染优化等关键步骤。
在应用案例及效果评估部分，将给出一些具体的应用案例，并对其效果进行评估和分析。
最后，在结论与展望部分总结研究成果，并讨论存在的问题和未来发展方向。
1.3 目的本文旨在介绍CC三维激光点云实景建模流程，并深入探讨其中的技术原理和应用场景。
通过详细阐述每个步骤的操作流程和关键要点，读者可以了解到该建模方法的实际应用价值和操作方法。
此外，文中还将提供一些不同领域的应用案例，以便读者更好地理解该方法在实际工作中的应用效果。
最后，我们希望通过对现有问题和未来发展方向的分析，为该领域的研究人员提供参考，并推动相关技术在更多领域的广泛应用。
2. CC三维激光点云实景建模流程:2.1 点云数据获取与导入:在CC三维激光点云实景建模流程中，首先需要获取点云数据。
通常情况下，我们可以使用激光扫描设备（如激光扫描仪或无人机），对目标区域进行扫描和采集。
采集到的点云数据可以包括物体的形状、坐标、颜色等信息。
接下来，将获取到的点云数据导入到ContextCapture Center（CC）软件中进行处理和建模。
通过导入功能，我们可以将点云数据加载到CC的工作环境中，方便后续的数据预处理和清洗工作。
空地数据融合在建筑物精细化实景建模中的应用
第30期2023年10月江苏科技信息Jiangsu Science and Technology InformationNo.30October,2023作者简介:于华颖(1990 ),女,山东东营人,工程师,学士;研究方向:地理信息系统的研究与应用㊁工程测量㊂空地数据融合在建筑物精细化实景建模中的应用于华颖(山东新汇建设集团有限公司,山东东营257091)摘要:随着科技的进步和数据获取方式的多样化,传统的倾斜摄影建筑物实景三维模型由于受视场角限制,近地部分模型变形㊁扭曲严重已经无法满足对真实环境的精细化需求㊂文章结合实际工程案例,应用空地数据融合技术将无人机影像与地面近景影像数据进行融合处理,以期生成高精度㊁真实性强的建筑物实景模型,为城市规划和建筑设计提供准确㊁全面的基础数据支持㊂关键词:实景建模;空地数据融合;无人机影像;近景影像中图分类号:P258㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀建筑物精细化实景建模是当今城市规划和建筑设计领域的热点及难点问题之一㊂传统的倾斜摄影测量由于无人机航拍图像分辨率较低㊁飞行角度受限等限制,往往会导致模型表面纹理特征丰富性不足㊁点云数据缺失等问题,使得建筑物模型无法准确地反映真实的地理环境和建筑细节,制约了规划和设计的精细化水平㊂然而,随着空地数据融合技术的快速发展,以航空影像㊁激光扫描㊁近景影像等方式获取的空地数据可以被高效地融合为精细化的建筑物实景模型㊂无人机倾斜摄影与地面近景摄影的融合原理主要通过特征点云数据匹配算法,以实现多源数据的精确融合,生成具有丰富纹理的三维模型㊂这种空地数据融合技术不仅可以提供准确㊁真实㊁高精度的建筑物模型,还能够为城市规划和建筑设计提供全面的基础数据支持,帮助设计师和规划者更好地理解和分析城市环境,优化规划设计方案,提高城市的可持续发展水平㊂本文结合实际工程应用,对空地数据融合在建筑物精细化实景建模中的应用进行论述[1-2]㊂1㊀空地数据融合相关理论㊀㊀空地融合实景三维建模是一种将空中和地面数据进行集成和融合,从而创建真实且精细的三维建筑物模型的方法㊂其实质是通过多数据源进行建筑的三维空间数据信息采集,从而构建实景三维模型㊂ 空 和 地 分别指无人机通过云台拍摄的空中图像和近地面非测量相机拍摄的影像数据(见图1),这些数据提供了目标物影像数据和地理空间信息㊂然后利用图像处理和计算机视觉算法,从影像和扫描数据中提取出建筑物的边界线㊁轮廓和纹理等特征㊂最后根据二者各自的互补性,通过数据融合技术将无人机航拍影像与近景影像数据进行配准和融合,生成高精度实景三维模型[3]㊂图1㊀倾斜摄影及近景摄影示意2㊀工程应用2.1㊀测区概况㊀㊀实验测区位于D 市的一座历史文化古城门,建于明代中期(公元1368 1644年)的明成化年间,修于明隆庆年间㊂门楼建筑为重檐歇山式,高约15m,深约8m,门框由花岗石打造,整体建筑气势雄伟,造型复杂,古朴典雅㊂作为D 市的历史遗产,该建筑见证了D 市从一个古老村庄到现代化城市的历史发展,因此对其建立实景三维模型具有重要意义㊂由于整体较为复杂,仅应用倾斜摄影测量技术难以构建建筑物精细化实景三维模型,因此本项目拟进行空地数据采集,空中部分应用无人机搭载相机采集多视角影像数据,地面部分应用人工手持相机进行拍照,采集复杂区域特征细节数据㊂2.2㊀整体技术流程分析㊀㊀本文整体技术路线如图2所示,首先,需要获取空中图像数据和地面数据㊂空中图像数据可以通过无人机拍摄的影像数据以及地面人工近景拍摄的数据获得,这些数据源提供了建筑物的外部形状和地理空间信息;主要在空三结果的基础上通过多视密集匹配算法计算出物方空间中每个点的三维坐标,以此来重建整个测区的实景三维模型;再通过构建TIN 三角网生成白膜,经过自动纹理映射后生成带有真实色彩的三维模型[3-4]㊂图2㊀整体技术路线2.3㊀外业影像数据采集㊀㊀为空中采集目标建筑影像数据,外业应用的是大疆(DJI)经纬M300RTK 测绘行业级无人机㊂镜头倾斜角设置为90ʎ,与主航线方向平行,航线重叠设置为80%,旁向重叠设置为70%,设置无人机航摄相对高度为150m,地面分辨率为8.5cm /px,以此获取目标体航测影像数据㊂利用DJIGO4中的航点分型模式,进行环绕飞行,飞行高度从150m 到10m㊂近景影像数据采集应用无人机搭载的同款类型相机对可能出现遮挡㊁视角盲区采集影像数据,调整无人机进行3s 定时拍照,并保证与空中采集影像具有70%以上重叠㊂2.4㊀实景三维模型重建㊀㊀本文实景三维建模主要应用的是ContextCapture三维实景建模软件,首先将外业获取的两种影像数据分别进行空中三角测量计算,生成带有地理坐标的倾斜影像与无地理坐标的近景影像稀疏点云结果;再在无人机空三结果上生成带有地理坐标信息的初始三维模型,从初始模型上选取坐标点作为近景影像的控制点,采用手工添加连接点的方式来增加匹配点对,并对添加连接点后的数据进行空三计算,从而生成带有坐标信息的空三计算成果;最后通过计算机视觉和图像处理算法,从影像数据中提取建筑物的轮廓线㊁纹理信息等,并利用地面数据提供的地形高程信息,重建出真实且精细的三维建筑物模型,整体效果如图3所示[5-6]㊂3㊀建模效果对比及验证分析3.1㊀整体效果对比㊀㊀为验证 空地 实景建模效果,本文还通过普通倾斜摄影测量建立实景三维模型,通过图4画圈部分对比可以发现,与单体化建模相比,经过数据融合后的模型在细节纹理处理方面更加清晰㊁完整,有效弥补了无人机倾斜摄影中拍摄角度单一和获取影像分辨率低的缺陷㊂通过数据融合建模生成的实景三维模型,在整体和细节上都有显著改善,有效解决了建筑物自身遮挡和光照因素所导致的点云数据孔洞㊁局部模型变形等问题[7]㊂图3㊀目标建筑实景三维模型图4㊀模型细节特征对比3.2㊀精度验证㊀㊀为检验三维模型的数据精度是否符合规范要求,本次共选取25个校对点位进行数据的比对检验㊂将模型提取的坐标成果与后期全站仪实测结果进行对比,如表1所示[8]㊂表1㊀校对点精度统计单位:m校对点号三维建模采集坐标校对点实测坐标误差X 1Y 1H 1X 2Y 2H 2ΔXΔYΔH1∗∗18.205∗∗22.173∗∗10.256∗∗18.137∗∗22.245∗∗10.1840.068-0.0720.0722∗∗17.413∗∗38.568∗∗22.315∗∗17.369∗∗38.634∗∗22.2120.044-0.0660.1033∗∗45.612∗∗39.868∗∗20.452∗∗45.685∗∗39.802∗∗20.537-0.0730.066-0.085............................................................25∗∗35.815∗∗47.828∗∗52.542∗∗35.747∗∗47.755∗∗52.4520.0680.0730.090σx =ʃ[ΔXΔX ]n =0.0753m ;σy =ʃ[ΔYΔY ]n=0.0727m;σH =ʃΔHΔHn=0.103m㊀㊀根据‘三维地理信息模型数据产品规范“(CH/T 9015 2012)中的模型评价标准,对融合后的模型进行了精度评定㊂结果显示,融合后模型的平面中误差均不超过10cm,高程中误差为10.3cm㊂这符合I级平面中误差不超过0.3m和I级高程中误差不超过0.5m的外业精度要求㊂结果表明,通过空地数据融合建模能够在保证模型精度的前提下获得更真实的模型效果,整体精度远高于相关标准㊂4 结语㊀㊀综上所述,本文通过结合无人机倾斜摄影和地面近景摄影的方法,针对不同的地物目标选择了相应的影像采集方式,将不同分辨率㊁不同角度的影像进行融合,以构建实景三维模型,并对模型进行了精度评估㊂研究结果表明,倾斜摄影和近景摄影的融合能提高模型质量,可为复杂建筑的纹理特征和局部细节的呈现提供优化方案,同时可为城市规划㊁建筑设计和文化遗产保护等领域的实践提供较好的技术支持㊂参考文献[1]周靖鸿,邓勇,向朝,等.一种倾斜摄影测量空地融合三维高精度建模方法[J].测绘与空间地理信息,2022(10):27-30.[2]赵伟山,李治明,胡天明,等.基于倾斜摄影空地一体单体化建模技术的研究[J].地理空间信息,2022 (6):102-105.[3]段芸杉,吴献文,刘玲玲.基于空地影像融合的实景三维建模研究[J].地矿测绘,2023(1):18-22. [4]张茂正,燕宁娜,赵振炜.基于空地影像联合的精细化三维建模应用研究[J].工程建设,2022(5): 1-5.[5]陈丽琼,王亚军. 倾斜航摄+地面拍照 空地融合实景三维建模技术[J].城市勘测,2019(5):93-95. [6]周林辉.无人机三维建模在地质调查中的应用研究[J].工程勘察,2022(6):57-62.[7]卜全民,赵小乔,李涛.无人机倾斜摄影三维实景建模及其优化技术研究[J].江苏警官学院学报,2022 (3):122-128.[8]刘建程.倾斜摄影测量面向城市实景三维建模与质量评价[D].阜新:辽宁工程技术大学,2022.(编辑㊀李春燕)Application of open space data fusion in building fine reality modelingYu HuayingShandong Xinhui Construction Group Co. Ltd. Dongying257091 ChinaAbstract With the development of science and technology and the diversification of data acquisition methods the traditional3D model of tilting photography building real scene has been unable to meet the fine requirements of real environment due to the serious deformation and distortion of the near-earth model due to the limitation of the field angle.In this paper combined with actual engineering cases air-ground data fusion technology is applied to fuse aerial image and ground close-up image data in order to generate high-precision and high-authenticity building reality model and provide accurate and comprehensive basic data support for urban planning and architectural design. Key words real scene modeling air-ground data fusion aerial image close-up image。
无人机实景三维测绘技术的应用探讨
无人机实景三维测绘技术的应用探讨摘要：针对测绘难度较大，会消耗大量人力、物力问题进行分析，对无人机实景三维测绘技术的应用进行探讨，目的就是解决项目规划用地过程期间遇到的各项难题。
通过对无人机的具体应用情况进行分析可以确定，其在实际应用时，具有造价低、精度高、操作简单多优点。
通过对无人机的合理应用，可以有效降低建筑用地布局和规划期间各种事故发生几率，高效完成测绘工作。
关键词：无人机；三维测绘；地质地形；飞行原理我国土地辽阔，地质地形情况十分复杂，具体测绘作业开展时，测绘人员要依据地形具体情况制定无人机飞行计划，通过对无人机进行应用，完成数据收集，对收集到的数据进行应用，采取合理方式进行三维建模。
合理应用无人机测绘技术，能够大幅度降低由于地质地形分布不均匀而带来的测绘难度，从而为后续相应作业开展提供强有力的支持，促进行业稳定发展。
1 无人机测绘技术概述无人机可以携带激光扫描仪、高清数码相机等远程影像设备，完成显影测绘作业。
探测人员在工作开展时，利用无人机搭载的各项数据传感器，收集数据，同时，采用专业人员处理获取到的图像信息，依据一定精度得到相应高精度图像。
而且，利用无人测绘技术可以得到一套完整、精准图像信息，能够满足测绘发展性需求，合理应用到不同领域内，而且从无人机测绘技术的具体应用情况来看，也取得了不错应用效果[1]。
2 无人机实景三维技术的原理无人机实景三维技术的应用原理就是在同一飞行平台上，搭载多台传感器，现阶段常用的就是五镜头相机，通过对其进行应用，可以在同一时间通过倾斜、垂直等不同角度进行摄影，完成影像采集工作，通过这一方式，能够得到地面上准确、完整信息。
通过地面垂直角度进行拍摄获取到的影像为正片（一组影像），镜头与地面呈一定夹角进行影像拍摄，获取到的影像为斜片（四组影像）[2]。
同时，在作业开展时，利用无机能够从不同角度入手采集信息，配合影像POS信息或控制点，获取到影像上的每个点都存在三维坐标，依据获取到的影像数据，能够实现对任意点线面数据的精准测量，具体测量精度能够达到厘米级，而且可以通过自动方式，形成三维地理信息模型，快速得到精准地理信息，实现对地面上建筑物具体尺寸的精准测量[3]。
地理信息系统技术在实景三维模型构建中的应用研究
地理信息系统技术在实景三维模型构建中的应用研究摘要：实景三维模型具有直观、真实、全面的特点，能够为城市规划、旅游、教育、军事等领域提供重要的支持和帮助。
本文针对地理信息系统技术在实景三维模型构建中的应用进行了研究，介绍了数据获取和预处理的方法，分析了三维模型构建技术，并提出了数据融合与优化。
本文旨在为实景三维模型构建技术的研究和应用提供一些有益的思路和方法。
关键词：地理信息系统；实景三维模型；数据融合0引言随着城市化和数字化的快速发展，实景三维模型已经成为城市规划、旅游、教育等领域不可或缺的重要工具。
地理信息系统技术作为一种数据处理和分析的工具，被广泛应用于实景三维模型的构建中。
本文旨在深入研究地理信息系统技术在实景三维模型构建中的应用，探讨数据获取、处理、三维模型构建、数据融合和优化等关键技术，同时分析当前面临的挑战和未来的发展趋势。
研究结果有助于提高实景三维模型的质量和精度，促进城市规划和旅游等领域的发展，同时也可以为相关学科提供更为丰富和精确的数据支持和决策依据。
1数据获取与预处理1.1遥感数据遥感数据是实景三维模型构建中重要的数据来源之一，可以通过卫星、飞机等远距离的方式获取地球表面的信息。
遥感数据主要包括卫星影像和航空影像两种类型。
卫星影像可以提供全球范围内的遥感数据，具有广域覆盖和周期性更新等特点；航空影像则可以提供高分辨率的遥感数据，可以精细地获取地面物体的信息。
在实景三维模型构建中，遥感数据主要用于地表模型和建筑物模型的构建，常用的遥感数据处理方法包括影像配准、影像融合和影像分割等。
通过遥感数据的处理和分析，可以提取出地面和建筑物等重要信息，然后通过三维建模软件进行模型重建。
遥感数据在实景三维模型构建中具有重要的应用价值，可以提高模型的真实感和准确性，为城市规划、文化遗产保护和环境监测等领域的应用提供更为精细和全面的数据支持。
1.2地形数据地形数据可以通过激光雷达、测量仪器和卫星等多种手段获取，可以提供地表的高程信息。
无人机倾斜摄影实景三维建模分析与质量评价
无人机倾斜摄影实景三维建模分析与质量评价随着无人机技术的不断发展，无人机倾斜摄影技术在各个领域得到了广泛的应用。
其高效、精准的特点，使其成为实景三维建模的重要工具。
本文将就无人机倾斜摄影实景三维建模进行分析与质量评价，以期为相关领域的研究提供参考。
一、无人机倾斜摄影技术原理无人机倾斜摄影技术是利用无人机携带倾斜摄影系统，通过在空中对地面进行倾斜拍摄，获取高分辨率的航空影像数据，再通过后期加工，得到地物的三维模型。
在实际应用中，无人机倾斜摄影技术具有以下优势：1. 灵活高效：相比于传统的航空摄影，无人机倾斜摄影可以随时随地进行拍摄，不受地形地貌的限制，大幅提高了工作效率。
2. 精度高：倾斜摄影系统可以根据位置信息进行自动调整，拍摄出的影像数据精度更高。
3. 数据全面：倾斜摄影系统可以在一个航次内对目标区域进行多角度、全方位的拍摄，获取更为全面的数据。
二、无人机倾斜摄影实景三维建模的步骤实景三维建模是将倾斜摄影获取的影像数据进行处理，生成真实的三维地图模型。
其步骤主要包括数据采集、前期处理、密集匹配、点云处理、三维建模等几个阶段。
具体步骤如下：2. 前期处理：对拍摄到的影像数据进行校正、配准、融合等处理，以提高数据的准确性和一致性。
3. 密集匹配：通过密集匹配算法，将影像数据中的特征点进行匹配，获取更为准确的三维点云数据。
4. 点云处理：对获取的三维点云数据进行滤波、分割、重建等处理，以得到更为清晰、准确的地物点云数据。
5. 三维建模：利用点云数据进行三维建模，生成真实的地物模型，以实现对目标区域的精细化描述。
在进行无人机倾斜摄影实景三维建模时，需要对生成的三维地图模型进行质量评价，以确定其准确性和可靠性。
常见的评价指标包括以下几点：1. 点云密度：指在地图模型中，每个单位面积内的点云数量。
密度越大，地图模型越细致、真实。
2. 点云一致性：指不同位置获取的点云数据之间的一致性。
一致性越高，地图模型的准确性越高。
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实景三维精细建模优化方法探索与实践
摘要：随着数字化城市建设的迅速推广，“实景三维中国”成为基础测绘
“十四五”规划的重点关注方向，如何快速高效构建高质量、高精度的城市实景
三维模型也成为测绘地理信息科学研究的热点。近年来，常见的三维建模方法大
致有基于ＧＩＳ矢量数据、ＬｉＤＡＲ激光扫描和倾斜摄影测量三类，其中基于
新型成像系统的倾斜摄影测量三维建模以其独特的优势得到了广泛的关注和飞速
的发展，已成为数字城市三维空间信息数据获取的一项重要技术。倾斜摄影测量
通过自动化的数据处理方法实现了大场景的快速精细三维构建和真实还原，解决
了基于ＧＩＳ矢量人工建模生产周期长、模型成果现势性低、纹理不真实以及Ｌ
ｉＤＡＲ激光点云三维建模效率低、成本高等缺点。但是，倾斜摄影三维建模由
于遮挡或者环境等原因，在大范围批量生成模型时会存在部分建筑物侧面纹理缺
失和模型边缘细节不准确等问题。对此，本文结合工程实例，提出了一种高低空
航摄数据相结合的方法，实现了对实景三维精细建模效果的优化和对场景目标的
真实还原。
关键词：三维精细建模；模型优化；倾斜摄影；近景摄影
引言
倾斜摄影技术与无人机技术结合，可以对地面静态目标进行三维地理信息建
模(DigitalElevationModel，DEM)，即DEM建模，而且通过无人机巡航路线，可
对静态目标提供多角度倾斜摄影原始数据。一般倾斜摄影需要足够多的倾斜摄影
角度，而无人机倾斜摄影恰好可以提供足够多的倾斜摄影角度。所以，当前无人
机倾斜摄影工程量占到全部倾斜摄影工程量的绝大部分。但是，无人机倾斜摄影
针对复杂模型的建模过程也有局限性，如较复杂的工厂露天桁架、管道设备会在
无人机巡航时由于外部结构遮挡内部结构，导致DEM模型的深部细节难以表达;
如人流量较大的区域会因为人流、车流或其他移动部件导致不同时间拍摄的倾斜
摄影照片之间存在差异性，导致DEM模型受到干扰。
1近景摄影测量
近景摄影测量同样属于摄影测量与遥感技术的一种，它是通过摄影的方式来
确定地形之外的地物外形、运动和形态。传统近景摄影测量有两种量测手段：一
种是量测摄像机，另外一种是非量测摄像机。其中，量测摄像机不但光学畸变较
小，而且能够记录内外方位元素，而非量测相机是普通照相机，成像质量较差。
近年来，数字近景摄影测量技术得到快速发展和推广，已经实现利用单反数码相
机当作地面影像的获取平台，然后根据计算机来实现空三测量解析，计算出原始
影像的内方位元素，并且可以快速地建立出精密的模型。近景摄影测量的主要优
势是能获取目标地物的物理、几何信息。
2实景三维精细建模优化方法探索与实践
2.1构造高／低空影像连接点
高低空航摄数据相结合的原理主要是基于多源影像的联合平差，多源影像不
仅包含高空采集的多镜头倾斜影像，还包括低空拍摄的近景影像，近景影像能够
对近地的建筑细节进行有效补充。结合ＰＯＳ系统提供的多源影像外方位元素，
采取由粗略到细节的金字塔匹配策略，在每级影像上进行同名点自动匹配和自由
网光束法平差，可以得到较好的同名点匹配结果。同时，建立连接点和连接线、
控制点坐标、ＧＰＳ／ＩＭＵ辅助数据的多源影像自检校区域网平差的误差方程，
通过联合解算，确保平差结果的精度。基于联合平差的原理，倾斜摄影自动建模
软件可实现目标区域倾斜影像和近景影像的密集匹配和融合，修复倾斜三维模型
的几何结构和纹理，从而大大减少了后期人工模型修饰编辑工作量，提高了模型
的精细化程度和生产作业效率。通常直接空三融合的效果不太理想，需要添加高
／低空航摄影像的连接点，根据低空模型位置，添加多个多方位、多角度、清晰
的特征点，并在高空航摄数据中选取相应特征点作为高低空航摄数据结合的连接
点，然后再进行整体空三平差，直到精度满足要求。完成以上工作后，即可进行
密集点云匹配、构建三角网、三维重建、模型纹理映射和模型修饰等工作，得到
效果优化的实景三维模型成果。
2.2倾斜影像粗差检测
对倾斜摄影影像密集点粗差进行合理剔除，可以有效提高三维建模精度。粗
差检测剔除和自由网构建过程：首先以RANSAC方法为基础，采用5点法相对定
向法，建立粗差检测双模型，进行密集点粗差检测；然后采用空间前方交汇算法，
计算密集点残差，将残差值较大的像点进行剔除；然后通过选择具有较多连接点
的三张影像进行两两间的相对定向，若计算获得的3个线元素向量为共面向量，
3个旋转矩阵的依次相乘结果为单位矩阵，则表明倾斜摄影相对定向结果准确，
可靠性较高，从而输出自由网构建结果。
2.3混合空三处理
本文采用ＣoｎｔｅｘｔＣａｐｔｕｒｅ软件进行空三处理，分别对中央大
街内的倾斜摄影影像和近地面照片进行空三处理，得到二者的初始姿态。其次，
将初步空三后的倾斜摄影影像和近地面照片进行合并，再均匀地刺相控点和连接
点。连接点主要作用是将近地面照片和空中倾斜影像建立关系，来提升空三运行
的成功率。最后，在混合空三生成结果后，再检查空三结果，如像片姿态、自动
连接点、像控点的残差等，尤其是近地面照片的姿态。如空三不合格，则根据实
际情况调整人工连接点、控制点，再次进行空三处理。
2.4建模成果
以无人机倾斜摄影测量获取到的原始影像数据为基础，构建研究区三维实景
模型，首先需要对原始影像数据进行预处理。由于原始影像中存在光照不均匀现
象、拍摄角度存在差异、拍摄时有时间差等，故所得到的原始影像数据存在较大
的辐射误差。建模前需最大程度降低该误差，故需要对原始数据影像进行归一化
处理。POS系统提供的航摄影像的外部方向要素和地面基准点数据结合，从而形
成研究区地物信息空间数据。以SHIFT特征提取算法为基础，对外业所拍摄的原
始影像进行特征提取，从而建立特征点之间的连接点和连接线，然后利用控制点
坐标和POS数据，构建该地区城市区域网平差误差方程，对其进行联合平差计算，
从而获得各航摄影像的外方位元素以及所布设的空三加密点物方坐标数据。以获
取的垂直和倾斜影像数据为基础，结合空三加密成果，利用数据影像的外方位元
素，对多角度多视觉影像进行综合匹配，从而生产出密度相对较高的点云数据，
进而构建能够对地表地物真实反映的数字表面模型数据。
3结语
精细化实景三维模型数据成果是城市规划设计和工程建设的重要基础地理信
息资源，其高精度、高真实感的优点结合可量测影像与信息管理系统，在数字化
城市建设和规划管理等方面具有重要意义。本文探索在地形地物复杂的城市大场
景精细三维建模中通过针对不同建模目标采用不同的飞行策略和航摄数据采集方
案，结合多源数据融合处理方法，实现了实景三维模型成果的精细度提高及模型
效果优化，同时减少了后期人工修模工作量，较大地提高了建模效率，为实景三
维数字城市建设提供了技术参考。目前，虽然倾斜摄影快速三维建模技术在很多
领域得到应用，但由于软硬件和算法技术等因素，实景三维模型仍然存在一些问
题，如模型成果数据量大、文件碎，缺乏统一的规范与标准，难以高效网络发布
和数据共享，未实现真正意义上的模型单体，无法进行三维ＧＩＳ管理和应用等，
这些问题还需要进一步研究与解决。
参考文献
［１］张小宏，马立华，陈丰田，等．基于多源数据融合的高精细实景三维
建模技术［Ｊ］．测绘工程，２０１９，２８（４）：６８－７１．
［２］耿利川，王忠丰，史建东，等．一种空地一体化实景三维建模方法
［Ｊ］．矿山测量，２０２０，４８（４）：４７－５０．