基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的三維數(shù)字城市建模探究

高美玲

摘要：目前，城市規(guī)劃工作開(kāi)始成為了全社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)對(duì)象。由于早期的城市模型創(chuàng)設(shè)存在諸多缺陷，使得獲得的模型在紋理層面并沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的要求。為此，相關(guān)工作人員嘗試應(yīng)用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的方式，以此推動(dòng)城市數(shù)字化的發(fā)展。本篇文章將闡述傾斜攝影測(cè)量技術(shù)和三維數(shù)字建模的基本概念，探討技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，并對(duì)于紋理信息的采集和處理方面提出一些合理的見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影測(cè)量技術(shù)；三維模型；數(shù)字城市；紋理信息

引言：

從現(xiàn)階段發(fā)展而言，伴隨數(shù)字理念的提出，使得城市規(guī)劃工作更具準(zhǔn)確性、真實(shí)性以及完整性特點(diǎn)。正是基于這一情況，三維實(shí)景模型的應(yīng)用范圍也變得越來(lái)越廣。而在將傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用其中之后，模型質(zhì)量將會(huì)得到大幅度提升，進(jìn)而降低工作人員的工作難度。

一、傾斜攝影測(cè)量技術(shù)和三維數(shù)字建模的基本概念

（一）傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以算是近年來(lái)誕生的全新技術(shù)形式，其直接解決了早期拍攝模式過(guò)于局限的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，該技術(shù)主要由攝影獲取技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)共同組成，以此能夠準(zhǔn)確完成數(shù)據(jù)資料的獲取，通常具備三方面優(yōu)勢(shì)：其一是可以真實(shí)反映出地物的具體測(cè)量情況；其二是能夠完成單張測(cè)量的工作；其三是可以完成地物信息的采集[1]。

（二）三維數(shù)字建模

所謂三維數(shù)字建模，主要是依靠方針技術(shù)和信息技術(shù)的形式完成模型創(chuàng)設(shè)。這項(xiàng)技術(shù)同樣是近些年除下你的全新技術(shù)，將其應(yīng)用于城市規(guī)劃工作之后，可以幫助工作人員完成土建信息和地籍信息的獲取。如此一來(lái)，信息查詢工作以及定位分析工作都將能夠順利進(jìn)行。

二、傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

（一）IMAGIS程式三維建模過(guò)程

1.數(shù)據(jù)提取

基于地圖原有的比例尺，對(duì)城市所有盡管的特征和信息內(nèi)容進(jìn)行提取，之后再?gòu)闹泻Y選相關(guān)數(shù)據(jù)資料，并按照規(guī)定的要求予以保存。而計(jì)算機(jī)則會(huì)將這些內(nèi)容全部轉(zhuǎn)化為DXF格式的文件。

2.景觀模型創(chuàng)設(shè)

基于獲取的數(shù)據(jù)內(nèi)容，按照城市規(guī)劃圖紙展開(kāi)匹配，將Mapinfo的數(shù)據(jù)資料導(dǎo)入其中，并依靠tab的形式展開(kāi)保存，最后再以MIF的格式進(jìn)行保存。如此一來(lái)，軟件的后期應(yīng)用將會(huì)更為簡(jiǎn)單，進(jìn)而能夠完成一個(gè)沒(méi)有底面的五面體創(chuàng)設(shè)工作。

3.地形模型建立

依靠正攝影測(cè)量的方式能夠完成地形模型信息的獲取，將底面信息和五面體疊加結(jié)合在一起之后，便能夠得到全新的地形模型。在IMAGIS三維模型內(nèi)部，應(yīng)當(dāng)采用匹配影像的方式，以此可以將所有紋理全部映射于DOM內(nèi)部。

（二）紋理采集以及紋理信息粘貼

1.紋理采集方式

首先是現(xiàn)場(chǎng)攝影，對(duì)于城市三維地形模型來(lái)說(shuō)地物一直都是其中最為重要的信息內(nèi)容。這些信息資料一般主要依靠數(shù)碼相機(jī)拍攝的方式進(jìn)行獲取，之后再通過(guò)規(guī)劃圖完成坐標(biāo)信息獲取。

其次是遙感設(shè)備，通過(guò)航空拍攝的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)資料獲取。而在正式拍攝之前，還需要基于當(dāng)前地物本身，對(duì)于具體航線以及航高展開(kāi)設(shè)置，并完成資料的整理工作。如果數(shù)據(jù)資料存在缺陷，則需要重新測(cè)量[2]。

2.紋理信息粘貼

在完成模型創(chuàng)設(shè)之后，由于并未將信息輸入其中，無(wú)法對(duì)城市的模型進(jìn)行呈現(xiàn)，因此需要進(jìn)行粘貼。所有信息需要粘貼在各個(gè)層面位置上，一些相對(duì)較大的模型無(wú)法使用同一張照片進(jìn)行覆蓋，而需要采用分塊攝影的方式展開(kāi)處理。

三、紋理信息的采集和處理

（一）獲取三維建筑物的紋理

1.紋理采集

在采集工作正式開(kāi)始之前，需要按照相關(guān)順序的要求對(duì)建筑物展開(kāi)標(biāo)注，并基于該順序展開(kāi)采集工作。從某種角度來(lái)說(shuō)，這些信息內(nèi)容同樣能夠當(dāng)做是拍攝工作的具體序號(hào)，從而可以促使后期查詢工作可以更好地展開(kāi)。在實(shí)際采集的過(guò)程中，一般需要考慮三方面內(nèi)容。其一是盡可能在春季以及冬季時(shí)節(jié)進(jìn)行采集，以此可以減少外部環(huán)境因素的影響，促使數(shù)據(jù)內(nèi)容更為真實(shí)。其二是盡可能選擇在陰天進(jìn)行采集，以防受到陽(yáng)光或者霧氣的影響。其三是需要盡可能保證采集時(shí)間段不變[3]。

2.紋理編輯

紋理編輯工作同樣非常重要，其先通過(guò)PS軟件進(jìn)行編輯，并對(duì)于采集的信息展開(kāi)選擇和轉(zhuǎn)化，確保其能夠滿足三維模型創(chuàng)設(shè)的基本要求。之后再對(duì)其色度、亮度以及對(duì)比度展開(kāi)調(diào)整，從而能夠滿足人們自身的視覺(jué)要求。

（二）DOM制作

1.糾正數(shù)字微分

對(duì)于當(dāng)前照片的分辨率和DEM展開(kāi)分析，之后再通過(guò)微分糾正的方式，對(duì)其內(nèi)容展開(kāi)調(diào)整，并最終完成DOM的輸出工作。

2.調(diào)整模型的色彩和色調(diào)

在信息鑲嵌工作開(kāi)始之前，需要對(duì)各個(gè)相鄰相片的色差以及色調(diào)展開(kāi)調(diào)整，促使其彼此能夠完全保持一致。一般來(lái)說(shuō)，依靠PS軟件的方式便能夠完成此項(xiàng)工作。

（三）鑲嵌

當(dāng)色差和色調(diào)的調(diào)整工作結(jié)束之后，此時(shí)便需要將照片本身鑲嵌于模型內(nèi)部。通常需要選擇其中分辨率最高的圖片。同時(shí)工作人員還需要對(duì)其DOM展開(kāi)檢查，了解其中是否存在任何缺陷，并及時(shí)采取一些針對(duì)性措施進(jìn)行彌補(bǔ)。由于城區(qū)的地物信息一般都非常復(fù)雜，因此可以采用人工鑲嵌的方式，以防高層建筑的投影差異化過(guò)大，進(jìn)而出現(xiàn)影像扭曲。

（四）模型建立

通過(guò)采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的技術(shù)形式進(jìn)行影像資料獲取的時(shí)候，由于實(shí)際拍攝的角度存在差異，因此照片本身的亮度、飽和度以及景深也完全不一樣，從而會(huì)給人們帶來(lái)不同的視覺(jué)感受。所以，工作人員理應(yīng)對(duì)影像資料內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一化處理，并基于數(shù)據(jù)信息展開(kāi)合理篩選，以此保證后期的信息內(nèi)容能夠達(dá)到規(guī)定要求。之后再通過(guò)信息匹配的模式，創(chuàng)設(shè)具有足夠高密度的DSM數(shù)據(jù)內(nèi)容，進(jìn)而完成模型的創(chuàng)建工作。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行地理信息獲取的時(shí)候，通過(guò)采用傾斜攝影的方式，促使信息處理的模式更具有效性和合理性。為此，相關(guān)人員需要進(jìn)一步展開(kāi)研究，促使其能夠得到進(jìn)一步發(fā)展，從而推動(dòng)我國(guó)城市規(guī)劃工作得到全面進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]劉小芳，李文全，徐凱.基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的三維數(shù)字城市建模方案[J].建筑建材裝飾，2017（22）：00056-00057.

[2]劉一軍.傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字城市三維建模中的應(yīng)用與展望[J].測(cè)繪與空間地理信息，2018，v.41；No.229（05）：106-108+111.

[3]王丙濤，江蘇省測(cè)繪工程院，王丙濤，etal.基于傾斜攝影技術(shù)的三維建模生產(chǎn)與質(zhì)量分析[J].城市勘測(cè)，2015（5）：80-82.

（作者單位：泰瑞數(shù)創(chuàng)科技（北京）有限公司沈陽(yáng)分公司）