傾斜攝影三維建模的相關(guān)技術(shù)

發(fā)布日期：2025-02-27 09:02 瀏覽量：2730

　　依托于傾斜攝影測量技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)具備從機(jī)載平臺(tái)高效、高精度、低成本地獲取大范圍三維地表信息的能力并在實(shí)景三維建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。然而，基于傾斜攝影技術(shù)生成的三維模型存在“一張皮”的表象，難以支撐地理實(shí)體的語義查詢和分析，因此也需要相應(yīng)的技術(shù)來進(jìn)行后續(xù)處理。

　　機(jī)載擺掃寬幅航攝儀技術(shù)。

　　在實(shí)景三維中國建設(shè)過程中，如何能夠提高數(shù)據(jù)采集效率、降低空域協(xié)調(diào)難度、減少項(xiàng)目投入成本，是一直探究的技術(shù)問題。機(jī)載擺掃寬幅航攝儀是根據(jù)實(shí)景三維中國建設(shè)需求研制的吊艙式大畫幅數(shù)碼航空相機(jī)。其關(guān)鍵技術(shù)是通過擺掃方式擴(kuò)大航帶內(nèi)的地面覆蓋范圍，更加高效的獲取對地觀測數(shù)據(jù)。同時(shí)，因擺掃相機(jī)采用長焦焦距鏡頭，在獲取同等地面分辨率影像的前提下，航攝作業(yè)高度是傳統(tǒng)航攝儀的將近 2 倍，在空域協(xié)調(diào)困難的任務(wù)區(qū)域（如軍民航機(jī)場等）擁有極大的協(xié)調(diào)優(yōu)勢，充分降低項(xiàng)目執(zhí)行難度，從而增加項(xiàng)目的可行性及工期保障。

　　三維模型單體化構(gòu)建技術(shù)。

　　單體化建模是傾斜攝影測量三維成果進(jìn)一步應(yīng)用的必要步驟，也是當(dāng)前實(shí)景三維模型生產(chǎn)中最耗時(shí)耗力的步驟。為解決該問題，研究傾斜攝影三維自動(dòng)采集技術(shù)并實(shí)現(xiàn)實(shí)景三維模型自動(dòng)單體化構(gòu)建，對實(shí)景三維建設(shè)有重要意義。傾斜攝影三維自動(dòng)采集技術(shù)涉及到地面三維模型與非地面三維模型自動(dòng)分離、基于實(shí)景三維模型的 DEM生成、顧及完整性的建筑物三維模型提取、建筑物模型單體化等關(guān)鍵技術(shù)。最終，對提取的建筑物三維模型進(jìn)行實(shí)體分割，從而實(shí)現(xiàn)建筑物模型的單體化，大幅度減輕實(shí)景三維模型生產(chǎn)過程的人工工作量，從而推動(dòng)實(shí)景三維模型的進(jìn)一步應(yīng)用。同時(shí)，模型與場景修飾技術(shù)可針對實(shí)景三維成果存在的瑕疵進(jìn)行模型整體修飾，可有效解決實(shí)景三維自動(dòng)建模后出現(xiàn)的幾何變形，紋理拉花，模型浮空、部件丟失等問題，使其單體化成果滿足后期三維 GIS 應(yīng)用的要求

　　語義三維建模技術(shù)。

　　語義化技術(shù)作為實(shí)景三維中國建設(shè)中至關(guān)重要的核心技術(shù)，是將“人使用數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皺C(jī)器使用數(shù)據(jù)”，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能、智能化深度應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。通俗來說，語義化技術(shù)是對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理，使計(jì)算機(jī)可以自主理解并進(jìn)行研究和分析，是實(shí)現(xiàn)人工智能的重要一環(huán)。對于實(shí)景三維建設(shè)，語義化是區(qū)別于現(xiàn)有基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的重要特征之一。語義化的地理實(shí)體數(shù)據(jù)，將其相關(guān)信息（如實(shí)體的空間位置信息、長寬高等幾何信息、實(shí)體間的關(guān)系信息等內(nèi)容），采用計(jì)算機(jī)能理解的語法方式和手段進(jìn)行翻譯，計(jì)算機(jī)可將這些信息直接參與數(shù)學(xué)計(jì)算和分析中，實(shí)現(xiàn)知識(shí)挖掘。例如，可以將城市建筑實(shí)體、道路實(shí)體、管線實(shí)體等加入到城市內(nèi)澇仿真模型中，實(shí)體的語義信息和語義關(guān)系如排水口位置、管徑、連通情況等信息可以參與模擬仿真分析計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對連續(xù)降水后城市積水情況的精準(zhǔn)模擬

　　傾斜攝影模型輕量化技術(shù)。

　　傾斜攝影模型輕量化是對大數(shù)據(jù)量傾斜攝影三維建模成果數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，從而滿足三維可視化應(yīng)用需求的技術(shù)的統(tǒng)稱。隨著實(shí)景三維建設(shè)深入開展，大面積、高分辨率的傾斜攝影三維建模成果越來越多，這些建模成果數(shù)據(jù)量龐大，難以在現(xiàn)有的三維可視化平臺(tái)中直接加載顯示。傾斜攝影模型輕量化技術(shù)一方面對傾斜攝影模型建模成果的低 LOD 級(jí)別模型通過視覺重建技術(shù)進(jìn)行合并和三角面優(yōu)化，構(gòu)建級(jí)別更多、更合理的 LOD。另一方面通過頂點(diǎn)壓縮、紋理壓縮技術(shù)使得傾斜攝影模型的文件大小壓縮為原來的 30%左右，從而大幅減輕了三維可視化軟件的加載壓力。