傾斜航空攝影三維實景模型生產(chǎn)步驟

發(fā)布日期：2019-08-19 00:00 瀏覽量：10914

國際攝影測量領域的發(fā)展可謂日新月異，其中傾斜攝影技術(shù)一項近十幾年來的高新技術(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不同角度同時對地面進行航空攝影測量并獲得較高分辨率的立體影像數(shù)據(jù)，自動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)。

以我國著名風景名勝地黃山屯溪區(qū)為例，測區(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。測區(qū)內(nèi)主要風景名勝建筑有屯溪老街、花山、小龍山寺、仙人洞等，由于測區(qū)位于風景區(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℃，無霜期237d，年降水量1670mm。

三維實景模型成果的生產(chǎn)的步驟

首先根據(jù)測區(qū)范圍內(nèi)的基礎控制成果資料和基礎地理信息數(shù)據(jù)等已有資料進行分析，制定航空影像獲取計劃，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上，進行像片控制測量；利用像片控制點測量成果，進行全數(shù)字空中三角測量；基于五個視角傾斜影像及相應的空三加密成果，利用三維建模軟件，完成測區(qū)三維實景模型成果的生產(chǎn)。

傾斜航空攝影

根據(jù)已有資料進行分析，制定航空影像獲取計劃。對航空影像獲取區(qū)域進行實地踏勘，選定起飛降落場地，設計航飛路線。起飛前必須對各項系統(tǒng)進行檢查，按照飛行前檢查表逐項檢查，填寫飛行前相機曝光檢查表和飛行記錄表。機載多角度傾斜攝影系統(tǒng)實施航空傾斜攝影，獲取原始影像及ＰＯＳ數(shù)據(jù)。

實景三維建模

1、像片控制測量

像控點及精度檢驗點的施測優(yōu)先采用動態(tài)網(wǎng)絡RTK方法，也可利用AHCORS系統(tǒng)，采用RTK測量或雙頻接收機雙參考站模式按快速靜態(tài)方式施測。

2、全數(shù)字空中三角測量

將下視影像外方位元素、五個相機之間的相對位置關系描述文件、五個視角傾斜影像以及野外像片控制點成果導入傾斜攝影實景三維建模軟件，采用光束法區(qū)域平差空三測量，支持同時導入垂直影像和傾斜影像進行空三計算，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。基于五個視角傾斜影像及相應的空三加密成果，在傾斜攝影實景三維建模軟件中經(jīng)測區(qū)分塊、像對篩選、點云計算、點云構(gòu)網(wǎng)、白體三維模型創(chuàng)建、自助紋理映射、漏洞修復以及元數(shù)據(jù)制作等操作，完成測區(qū)三維實景模型成果的生產(chǎn)

）實景三維軟件快速建模。

在野外采集完實驗區(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景三維建模軟件進行處理。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)導入到軟件中進行空三加密，軟件會自動提取每張采集到的影像中的特征點，并對不同影像中同名特征點進行匹配，恢復影像的空間位置和姿態(tài)，生成高密度點云數(shù)據(jù)。然后在點云的基礎上構(gòu)建地物TIN模型，再根據(jù)TIN模型形狀及位置進行模型自動紋理映射，最后進一步對模型進行整飾、編輯、質(zhì)量檢查，得到具有高逼真的三維實景模型。

采用無人機傾斜攝影技術(shù)和傾斜攝影實景三維建模軟件相結(jié)合構(gòu)建城市實景三維模型的方法在實際工程項目中進行了驗證。結(jié)果表明該三維模型有完整的結(jié)構(gòu)、真實的紋理，細節(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格。當然，在自動建模完成后由于一些建筑物本身結(jié)構(gòu)的復雜性，會存在部分失真情況，可以使用DP-Modeler對這些部分瑕疵進行精修。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，對于一些復雜建筑的建模還需要人工干預，因此如何提高復雜建筑群細節(jié)部分的自動建模將是下一步研究的重點。

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