倾斜摄影测量技术在三维建模研究中的应用探讨

倾斜摄影测量技术在三维建模研究中的应用探讨

程卫东 刘超

焦作市金韬科技有限公司 河南 焦作 454000

摘要：倾斜摄影测量技术可有效、准确化的确定地面采集的各种纹理信息，并且测量的精度明显提升，可为三维建模模型的搭建提供最为客观性、丰富化的数据和资料，因此在当前测量技术中得到广泛的推广和应用。基于此，本文以倾斜测量技术为例，重点探究了如何加强倾斜摄影测量技术在三维建模构建中的应用，促进掌握各技术要点和内容，为促进外业数据采集和优化奠定坚实基础。

关键词：倾斜摄影；测量技术；三维建模；应用

0引言

社会经济快速发展，人们的生活水平显著提高，对城市化服务体系的不断完善要求也逐步的提升，在此环境背景下“数字城市、智慧城市”理念不断推出，因此如何将城市建设更加有效率、实现动态化发展成为当前倾斜摄影技术在三维建模和构建中应用的基本点。

依据数据建模的基本思想和流程，结合数据采集之间的差异性，可借助无人机、远程遥控飞机等飞行设备，安装多镜头相机系统，以获取更多符合建筑物模式的文理信息采集，从数据采集的真实性与高效性上看，在数据获取的过程中具备周期短、快速和数据处理简单等优势。目前，在对应的测量实践和测量管理的过程中，需要通过多个摄影测量设备，有效的搭建倾斜摄影体系，因此，需要加强对无人机航测及倾斜摄影测量技术的掌握，从而把握住基本的技术要点，以高效的提高数据采集效率，优化三维建模质量。

1倾斜航空摄影测量技术及建模平台

倾斜摄影测量技术可实现多视角、所传感器平台在同一飞机上携带，可通过不同角度，收集和采集图像信息，如通过物体在顶视图、侧视图等角度，获取高分辨率的清晰影像。其结合先进的定位、融合与建模等技术，实现真实三维模型立体化，并逐步的被应用于国土安全、地理测量及应急指挥等各个领域中。

市场上所流行的建模软件主要包含有Context Capture、PIX 4D、PhotoScan、Street Factory、Photomesh等。而Context Capture既能够结合相关的影像系统，生成超高密度的点云技术，并结合真实影像纹理的高分辨率，促进实景三维真实模型体系的建立。其不依赖于POS系统的优化，而是基于单纯的利用控制体系，结合绝对的定向系统，无需开展椭球定义投影系统，简单便捷。

Context Capture具有以下优势：可广泛的对数据源进行兼容，输出格式类型广泛，可实现快速、简单和全自动式的应用，后期需要人工处理的数据相对较少，且主要适应于中距离的景物建模构建，也可对大自然的景观、大区域和大场景等进行建模处理。

2三维建模中倾斜摄影测量应用分析

2.1 通过倾斜摄影测量获得三维建模数据

在通过倾斜摄影测量获取对应的三维建模数据信息的过程中，需要结合无人机平台上搭建的有关传感系统或者设备，对测量的结果进行拍摄。因此主要需要进行设计的软硬件系统包含有无人机、飞机航行控制系统及控制测量装置等。测量技术人员可首先开展无人机的航线运行，加大飞行高度的控制，对飞行的参数进行有效的设定，并依据控制网结构体系的布设，优化倾斜测量摄影技术的应用，为促进倾斜摄影技术的有效落实奠定坚实基础。同时，测量技术人员，应细致的勘察现场，对待测的区域进行地形、地貌的控制和管理，合理选取像控点的位置，优化布设数量，确保测量数据的精确性，以达到三维建模的基本需求。其次，在无人机飞行航线的设计过程中，需要首先确保相机的分辨率，航线的方向是否存在重叠等，都需要满足测量规范的基本需求。统一设定航线的重叠系统，并控制在66%左右，对旁向重叠度应控制在30%以内，而在玩味模型自动构建的体系中，要对飞机飞行的航向、航线等进行及时的控制，促进重叠度能够适应更高的要求。对于测量技术人员来说，要确定基站的位置，选取高精度的已知点位信息，并在基站开机时间规定的范围内，保证无人机飞行时间，确保飞机降落时间，并及时的进行关机处理。

当利用无人机进行倾斜摄影测量的过程中，首先要对基站的具体开关时间进行精确化记录，同时要对像控点的信息，航线的高程信息等进行实时测量和拍摄。当无人机完成对应的倾斜摄影测量以后，要及时的对基站的数据进行精确分析，对无人机所获取的数据信息进行优化。无人机在采集倾斜摄影测量数据的过程中，对应的天气条件、摄像设备以及镜头的畸变等因素都会导致影像数据信息存在一定的设计误差，因此需要加强计算机视觉和数字测量及多视摄影测量技术的控制，保证误差测量信息的精确化，有效的开展对测量数据的提前处理。预处理的过程中，主要是针对所使用的Smart3D等相关系统软件，对数据校对可自动完成，并能够有效的控制多视角信息，保证在无控制点的过程中，也能够实现多视角信息和多视角三维建模任务体系的不断完善。并且对应计算机软件系统中，可精确化的保证三维模型的长度、宽度和高度及体积等参数的优化，使得三维建模的过程，能够真实、精确化的反映出被测目标的实际运行情况。

2.2 处理倾斜摄影测量

2.2.1 匹配密集影像

倾斜摄影测量技术的应用，是获取三维建模影像的关键，也是促进多视角信息优化的关键措施，因此在各个航带影像间往往会存在较为明显的视觉差，且对应的影像资料信息存在一定的几何畸变，使得影像信息的匹配度难度不断增加，因此在匹配密集程度高的所视角影像中，可成为三维建模中应用倾斜摄影的关键点。

2.2.2空三解算

所谓的空三解算即通过重建影像信息，以获取精确化的拓扑关系，并结合布设在地面系统中的相控点信息为基础，结合共线方程及对应的光束法，实现对区域网络的平差优化处理。

2.2.3并行计算多节点数据

对倾斜摄影测量技术应用的过程中，数据处理过程至关重要，需要对对应的计算任务进行切割和分解，结合多个计算节点信息，优化各个任务，开展并行解算处理，保证和提高数据处理和控制的效率。可通过任意的并行控制体系，实现对影像数据的解算，并优化多视角下的匹配，但是在构建三维模型处理的过程中，要按照特定的规则体系，对模型进行优化和划分，然后再通过并行的机串联网络，实现解算的优化分析，这样不仅能够通过构建三维模型，降低对计算机配置硬件的设计要求，同时能够促进建模效率的优化，实现建模效率的显著提高。

2.3 表面模型的自动生成

三维模型构建的过程中，需要首先确立被测目标，结合表面模型的反馈信息，能够精确化的实现和反映景物表面信息的优化，而通过倾斜摄影测量技术的应用，可实现对多视密集影像资料下的合理匹配，明显的提高相机分辨率。而通过倾斜摄影测量技术的应用，可促进多视角密集影像匹配分辨率能够显著提升，从而为优化表面数字模型的生成打下坚实基础。技术操作人员应首先依据测量数据信息，结合被测的目标地物特征等，提取对应几何轮廓信息，在工程实践的过程中，要以采取语音信息的重设为基础，对采集的多视觉的影响摄影偏差度进行纠正，实现采集数据的全面优化和管理。

3结束语

综上所述，倾斜摄影技术在三维建模中的应用优势明显，如精确度高、拍摄方便、作业效率高等，能够快速真实的构建三维模型，并可对三维模型中存在的相关缺陷和不足进行重建和修改，能够进一步的提高模型建设的效率。

参考文献

[1]王建强，钟春惺，江丽钧，等．基于多视航空影像的城市三维建模方法[J]．测绘科学，2014,39(3):70-73.

[2]黄健，王继．多视角影像自动化实景三维建模的生产与应用[J]．测绘通报，2016(4):75-78.

[3]张平，刘怡，蒋红兵．基于倾斜摄影测量技术的“数字资阳”三维建模及精度评定[J]．测绘，2014,37(3):115-118.

[4]赵宏，杜明成，吴俐民，等．基于倾斜摄影测量技术的智慧城市5D产品制作工艺实现[J]．测绘工程，2016,25(9):73-76.