基于摄影测量与遥感技术的三维GIS的可视化技术探讨

基于摄影测量与遥感技术的三维GIS的可视化技术探讨

高翔 ,赵亚军

山东卫测地理信息科技有限公司 山东 滨州251900

摘要：随着科技的进步，促进工程测量技术的发展。工程测量的准确性直接影响工程项目建设的质量和效率。传统的绘画方法已经不适应现代社会发展的要求。因此，为实现大地测绘项目的可持续发展，必须结合现代具体环境和社会发展，积极引进新的大地测绘技术，通过与网络信息技术的高度融合，提高工程测量自动化程度。此外，由于与数字技术的结合，绘图结果更加立体直观。新制图技术的应用也在不断完善。与传统测绘技术相比，新技术不仅能够有效提高测绘精度，而且使测绘更加便捷高效，为测绘事业的长远发展奠定坚实的基础。本文就基于摄影测量与遥感技术的三维GIS的可视化技术展开探讨。

关键词：三维可视化技术；摄影测量与遥感；地理信息系统

引言

三维GIS可视化技术实现了地形三维摄影，综合应用地理、测量、制图、摄像等信息和技术，构建了虚拟三维影像的呈现，为三维地理信息的获取奠定了基础，加快推动数字地球计划的实现。

1实景三维建模关键技术流程

倾斜摄影技术进行三维建模的处理软件为Con‐textCaptureCenter，它是利用地物的垂直与倾斜影像以及地面控制点，构建的基于真实影像纹理的高分辨率三维模型。其构建过程主要可分为五个步骤：（1）确定目标区域的坐标位置、成图要求等，根据需求选择合适的机型及航线规划，运用搭载多台传感器和感应器的无人机进行外业影像数据采集；（2）运用ContextCapture等倾斜影像自动化处理系统，进行倾斜影像空三加密、影像点云匹配、模型三角网构建优化和模型纹理映射，自动生成三维实景模型成果；（3）在倾斜影像空三加密成果或倾斜三维模型成果的基础上，基于透视成像原理，采用无人机交互的方式采集模型轮廓线，通过纹理自动映射，实现精细化，高分辨率三维单体模型的迅速构建；（4）将成果信息输出对应格式，利用DPmodeler、MeshLab等软件对倾斜三维实景模型进行踏平删除悬浮物，修复无人机无法捕捉到的区域进行修图贴像等编辑操作处理；（5）运用Lumion、3Dmax、Unity、UE5等渲染展示类软件融合Revit、SketchUp、Blender等三维建模软件所构建的BIM模型，在三维平台中，将三维实景模型输出的成果和三维软件构建的单体模型的成果进行叠加显示，其效果几乎百分百还原现场情况。

2三维GIS技术

我们所说的3D-GIS是将三维空间坐标(x, y, z)作为独立参数，数学上表示为F= F (x, y, z)。3D GIS与目前流行的虚拟现实技术也有本质的区别。虚拟现实注重对现实世界的逼真表达，以及人的沉浸和互动。三维GIS既注重三维空间的图像表达，又注重空间分析与查询。在三维GIS中，有些地物可以用三维符号表示而不需要表示，但屏幕上显示的每一个地物都必须对应一定的属性，并可供用户查询。三维空间数据和空间分析结果的图形化表示直接关系到科学计算的可视化。

3三维数据的获取

3.1数据获取方式

在获取三维数据的过程当中，无论是特征还是发展趋势的不同，都能够展现出实时性和数字化的特点，并且随着科学技术的不断应用，整体会呈现出智能化、动态化的持续发展。通常情况下，数据获取方式主要集中在点方式以及面状方式两种情况。点方式通过应用信息接收机、全站仪等测量设备构建完整的地表空间坐标，同时完成相关数据的采集。面状方式主要发挥出遥感技术的功能和优势，获取到更多的影响信息，具有较高的物理特性。对三维数据进行更新的时候采用传统测量方法具有明显的局限性，而航空摄像结合遥感技术能够更为准确地获取到目标基本纹理以及空间位置，但目标几何信息搜集并不完整。应用激光扫描能够获取到目标的图像，并且将其应用到三维场景的构建当中，但是很容易受到噪声影响，导致数据信息并不完整，特别是形体数据质量较差。实时地面摄影只能够获取到目标物体立体信息，应用的范围较小。针对不同的数据监测方法的应用需要综合分析，强化相互弥补的效果。而应用多传感器将会获取到更多的数据，以融合的方式构建数据模型。将摄影测量和遥感技术为基础的三维GIS技术获取到的基本信息将会应用到城市规划等工作当中。

3.2空间分析应用

在三维GIS技术中，可以实现空间的分析，对其信息进行提取、表示和传输。在三维GIS的技术内，具备多个核心功能，涉及空间查询计算、路径分析、缓冲区分析等。利用三维地理信息系统技术，可以勘察海量的数据且进行综合化管理，实现数据的分类分级表达。在空间索引功能方面，还可以实现空间对象和属性信息的及时化检索，根据实际情况做出科学的计算和统计。现阶段，数字模型的分析技术被广泛应用于建筑工程内，可以用数字化的方式来进行地形信息的表达，比如对坡度和面积等地形的因子数据都可以实现更加便捷的自动化计算。数字地形模型具备空间位置和地形特点，属于数字描述的概念。地形的属性又叫作高度，则模型可以被称为高度模型。在制图学中，主要用于绘制等深线和坡度，以及三维透视。在工程勘察设计中，主要用于选择施工路线和选址。

3.3全景VR融合

当前施工企业进行项目宣传观摩和一些其他施工活动时，大多数采用全景VR技术进行项目宣传讲解，应用全景VR不仅美观方便，而且倾斜摄影三维模型可以通过360全景平台将与BIM结合的模型融入到VR之中生成虚拟空间漫游的场景，给人一种直观、便捷的视觉的冲击，提升项目观摩的质量和真实体验。

4基于摄影测量和遥感技术构建数字高程模型

数字高程模型包括高程数据和平面位置两种信息，可以通过全站仪直接获取，通过激光测距仪测量，也可以通过航空图像等间接获取。通过对各种数据信息的综合分析，可以为三维地面分析模型的构建提供依据。摄影测量和遥感是建立该模型的主要数据收集手段。使用分析测绘仪器或精密立体测绘仪器可以实现数字高程模型数据的全方位采集，在三维地面分析模型的构建中发挥着重要作用，可以进一步丰富数据信息。数字摄影测量由于其自动特性和高设计精度，结合地形条件，通常被用作数据采集和更新的有效方法。通过将DEM和航空图像导入ERDAS软件，可以对文档对线模型和DEM进行叠加处理，生成特定角度下的地面三维景观。总之，摄影测量和遥感技术可以为三维GIS可视化模型的构建提供数据支持，并在文明重建、城市规划和地理可视化中发挥模型的作用，体现了一定的现实意义。因此，有必要加强对3D GIS技术的研究，从数据采集、处理、图像生成和模型构建等方面构建直观的3D模型，以促进地理数据可视化和工程优化设计的实现。

结语

总之，工程测量在整个建设项目中非常重要，工程测量的准确性直接影响工程建设。传统的测量方法主要采用手工测量。由于地理信息资源及相关数据的采集和处理相对复杂，传统测量效率低下，难以满足工程实际测量需求。对于三维GIS技术来说，需要在工程测量的领域实现对二维平面技术的局限突破，以此来确保工程测量工作可以逐步达到高端科技水平，在工程测量效率效果得到提升的同时，还可以实现其空间轮廓、空间属性的具体化和导向性，为测绘地理信息的可持续健康发展提供有力的数据支撑。

参考文献

[1]石国印，王树文.基于摄影测量与遥感技术的三维GIS的可视化技术研究[J].影像技术，2021，24（05）：113.

[2]王楚维.基于摄影测量与遥感技术的三维GIS的可视化技术研究[J].地球，2021，34（12）：174-175.

[3]许巧玲，袁丽娜.摄影测量与遥感技术的三维GIS的可视化技术分析[J].石油石化物资采购，2022，32（04）：321.