基于倾斜摄影测量的半自动建模技术
飞飞燕燕
2018年10月16日 10:05:00
来自于工程测量
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    基于传统手工三维建模和三维激光扫描技术主要解决模型的精细和超精细的问题,但城市空间信息很多时候有快速获取的要求,因此,为了达到三维模型快速获取的目标,引入了倾斜摄影测量(http://www.feiyantech.com/Products/wrjsmhs15.html)技术。原则上,倾斜摄影测量技术属于机载三维激光扫描的一种。


    基于传统手工三维建模和三维激光扫描技术主要解决模型的精细和超精细的问题,但城市空间信息很多时候有快速获取的要求,因此,为了达到三维模型快速获取的目标,引入了倾斜摄影测量(http://www.feiyantech.com/Products/wrjsmhs15.html)技术。原则上,倾斜摄影测量技术属于机载三维激光扫描的一种。



    基于倾斜摄影测量技术的半自动建模方式可以分为低空倾斜摄影测量建模和中高空倾斜摄影测量建模。其技术原理相同,只是采用不同航高、不同机型载体,实现不同范围的三维建模。



    首先,用机载LiDAR获取建筑顶部和侧部的激光点云,得到描述建筑物整体框架的激光点云数据,用于制作建筑体框模型;使用倾斜和垂直相机分别采集地物影像,通过程序半自动匹配实现纹理贴赋,完成建筑精细模型制作。其关键技术包括点云的分类算法、点云数据与处理、点云数据建模方法、POS数据解算、倾斜影像空间三角测量、密集匹配、遮挡检测、纹理选取和纹理映射等。



    低空的倾斜摄影测量建模工作主要采用旋翼机完成社区级别的三维建模工作,一般航高在100~200m之间,模型精细度高、建模速度快。中高空倾斜摄影测量建模工作主要采用大飞机作为主要载体完成区县级别范围的三维建模工作,航高一般在1500~3000m之间。目前,采用六旋翼低空倾斜摄影测量技术实现了某社区的快速三维建模工作,主要辅助于查处违法建设工作,对于一些隐蔽性好、难以入门的违法建设采用此方法,直观而高效。同时,采用A3相机完成了某区的快速三维建模,用于记录城市变迁。基于倾斜摄影测量技术的半自动建模方式获取三维模型数据方式的优点是建模速度快、现实感强,缺点是对象单体化困难,只满足浏览需求,数据编辑与叠加难度高。



    应用案例



    1、应用于历史文化保护



    应用传统手工三维建模和三维激光扫描的方式对城市区历史文化保护区域进行三维建模,完成旧城保护的信息化措施。建设的三维模型数据用于数据浏览、分析,并与其他二维数据叠加分析旧城保护策略。



    2、应用于教育



    应用传统手工三维建模的方式,基于Unity3D平台,实现城市小学的室内三维建模工作。基于此室内三维模型叠加管线等数据,实现应急路线规划、设施管理等具体应用。



    3、应用于经济发展



    结合科技园区的经济发展需求,应用全三维模式建设了规划土地、企业统计、产业布局、项目管理、招商宣传等9个业务系统,在三维模型数据的基础上,叠加经济业务数据,实现业务和位置双直观的方式,而且针对中关村展示厅的需求,利用传统手工建模实现了室内展厅的建模工作,展示和分析的效果很好。

来源测绘学报

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飞飞燕燕
2018年10月25日 14:10:28
2楼

早期,基于点云的建模主要依赖于人工建模方法。集成于Microstation  V8/V8i的Terrasolid点云处理套件是早期该方法的主要实现工具。Terrasolid具有点云可视化、编辑、建模的各项功能,Microstation具有三维数据构建、编辑、处理的强大功能,二者结合为三维模型构建提供了环境,借助不同视角的点云数据查看功能完成三维建模。


另一种建模方法是采用高精度的激光点云作为模型Mesh网的数据源,利用激光扫描地物,通过激光测距原理获取精度较高的三维点云数据,在此基础上构建三角网模型。有研究者指出,当点云密度小于10个点/平方米时,建模的精细程度最高达到LOD2,因此,如果需要更精细的三维成果,就需要加大点云密度,例如超精细的建模点云密度需达到每平方米两百多个点。据调研,目前只有少数公司推出的建模方案实现了基于点云完成自动化程度较高的单体化,其建模流程及成果。


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