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

沈秋颖 

天津市测绘院有限公司 天津 300381

摘要：随着我国经济的发展，我国城市规模不断扩大，在城市规划过程中，测量技术的重要性就凸显出来，而我国传统测量技术存在着许多不足，已经很难满足我国城市现代化发展的精细建模需求。倾斜摄影测量技术的出现，有效的解决了传统摄影技术存在的拍摄死角和建筑物侧面数据信息获取不完整的问题，有效的提高了信息获取的效率和精度。鉴于此，本文对倾斜摄影测量技术在三维建模中的应用进行探讨，希望能为我国现代化城市的发展提供参考。

关键词：倾斜摄影；测量技术；三维建模

0引言

随着我国城市规模的不断扩大，在城市规划过程中对三维模型的精细程度提出了更高的要求，但传统摄影测量技术在获取地面建筑信息时，却存在着侧面信息获取不完整的问题，需要再次对建筑物的侧面信息进行采集，这无形中增加了测量的成本。而倾斜摄影测量技术的出现，可以对建筑物侧面纹理信息进行采集，提高了地面建筑侧面信息的获取效率，将这项技术应用到三维建模技术当中具有重要意义。

1倾斜摄影测量技术

该项技术是近年来新兴的一种测量技术，主要通过摄影设备以一定的倾斜角度来获取地面数据信息，再将获取到的数据进行处理从而得到较为全面的地面数据信息。与传统摄影测量技术相比，在数据信息获取上采用多种传感器相配合，可以从多个角度来采集影像数据。同时倾斜摄影技术又与GPS技术相结合，可以有效的对自身位置进行定，所采集到的数据信息更有利于进行三维模型，极大的提高了三维建模的效率，减少测绘企业在测量过程中的成本支出，提高了企业的经济效益。目前该项技术的实际应用具有以下几点特征：一是精度高，倾斜摄影技术可以最大程度的还原地面建筑的真实性，可以有效的保证建筑各项数据的准确度；二是倾斜摄影技术的软件处理功能强大，在数据处理后能够获取地面建筑的三维数据；三是在提高测量效率的同时，减少摄影测量技术的成本。由于可以获取地面建筑的侧面纹理性数据，减少了外业人员的工作量，只需通过特定处理软件来对这些数据信息进行处理，就可以完成对建筑物特征数据的采集。正是因为倾斜摄影技术自身的优势，使其在我国多个领域中得到广泛应用。

2倾斜摄影测量技术在三维建模中的应用

随着我国科学技术的不断发展，倾斜摄影测量技术也得到了长足的发展，而无人机作为一种便捷式飞行器，与测量技术的结合，极大的提高了实际测量的灵活性，同时也降低了人力成本的支出。随着摄影设备技术水平的提升，目前摄影测量技术的影像分辨率较高，能够满足数据提取的需求。倾斜摄影测量技术可以获取地面建筑的侧面纹理数据，解决了以往测量技术侧面纹理数据信息不完整的问题，提高了三维建模的效率，为三维建模系统提供更加丰富的数据信息。特别是在无人机上搭载多种传感器，可以从多个不同的角度来获取到地面的数据信息，这有利于三维场景对真实场景的还原。正是由于倾斜摄影测量技术的优势，使得近年来我国对该项技术尤为重视，也促使这项技术在我国多个领域得到广泛应用。如城市规划、旅游规划以及灾害评估等方面。因此，倾斜摄影测量技术在三维建模中进行应用也是未来的一大发展趋势，其应用主要体现在以下几点：

2.1对多视影像进行整合

倾斜摄影测量技术最大的优势在于不仅可以获得垂直方向的地面建筑数据信息，还可以获得地面建筑的侧面收集信息。而往往为了保证获取数据的精度，在无人机上会安装多个传感器，这就会获得多视影像。而这些数据要想得加以利用，就需要对这些影像数据进行预处理。倾斜摄影测量技术可以实现多视图的三维建模，从而真实的还原地面三维场景。

2.2对密集影像进行匹配

在传统摄影测量中，密集影像匹配一直是一个技术难点，其主要作用设定目标的灰度和特征进行合理匹配，从而最大程度的还原地面建筑的特征。倾斜摄影测量技术的使用，可以获得多视角大范围的影像数据，虽然在一定程度上增加了影像匹配的难度，但是由于该项技术可以在大范围内对地面目标进行有效识别，这在一定程度上也减小了测量工作量。为了进一步提高数据获取的准确性，该项技术降低了匹配点的冗余性，测量企业可以更加高效的找出坐标点所对应的影像，进一步提高了坐标点的测量精度，这也为三维建模提供了数据支持。

2.3对表面模型进行生成

三维建模最主要的空间数据则来源于表面模型，它可以如实的反映目标目自身外部的状态，因此表面模型的生成工作对于整个三维建模作业具有重要意义。倾斜摄影技术所拍摄的影像具有较高的分辨率，其特征点的提取就需要建立相应的数字模型，在进行数据提取时首先需要对目标物的特性进行分析，从而提取出目标物外部几何轮廓。要想进一步提升特征点的采样精度，就需要对于原本的多视影像进行处理，如对语义信息进行重设，这种方式能够有效的纠正一些摄影偏差。

2.4实际应用时需要注意的问题

倾斜摄影测量技术在实际应用时，应注意以下几点：一是所拍摄的图像分辨率和图像比例也存在着一定差异。与传统摄影测量技术相比虽然具有较强的测量效率，可以减少测量死角，减少数据信息遗漏。但是该项技术在实际应用时依然会受到地面植物和地物的影响，进而导致拍摄的精度降低，数据信息的采集准确率也有所下降。因此在后期数据处理时，需要对无用数据进行剔除而对受损数据进行补拍和测量，从而保证测量数据的准确性；二是在对航线进行规划时，需要考虑地面因素对数据采集的影响，减少在三维建模时数据不准确的问题。因此就需要合理的设计摄影航线，因为不合理的航线设计不仅会增加飞机飞行的次数，也会增加后期数据处理的难度，进而造成测量企业不必要的经济损失；三是倾斜摄影测量过程中不可避免的会造成一些图像的失真和缺失，这时就需要对这些缺失的数据进行二次补摄，从而为后续的三维建模提供精细化的数据信息。在进行补摄时要进行合理规划避免造成不必要的成本投入；四是倾斜摄影技术应与无人机相结合，可以提高摄影精度，并更好的获取到地面建筑的数据信息。但由于无人机的续航一直是其痛点，往往所能拍摄的时间和距离就较短，在实际拍摄时需要注意及时更换电池，以免无人机在工作时发生损毁。为了进一步提高拍摄效率和测量质量，无人机技术的提升也至关重要，也是未来我国测绘企业所要考虑的问题。

3结语

三维建模技术可以更好的为我国城市规划提供服务，而随着我国经济的发展对模型的精细化要求不断增加，这就导致传统的摄影测量技术很难满足三维建模所需要的数据精度，往往在实际测量过程中需要投入大量的人力和物力成本。倾斜摄影技术的使用，可以极大的提高测量效率，并获取到地面建筑的侧面纹理信息，可以满足三维建模技术的实际需求。虽然，倾斜摄影技术在应用过程中还面临着许多问题，但随着我国科技水平的发展相信这些问题都将会得到解决。

参考文献

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[2]沈昌兵. 倾斜摄影测量在城市数字化三维建模及更新中的应用研究[J]. 测绘与空间地理信息, 2020(7).

[3]秦爱梅. 试谈无人机倾斜摄影测量技术在三维数字城市建模中的应用[J]. 电脑编程技巧与维护, 2020, No.416(02):145-146.