基于倾斜摄影影像的真三维单体化模型精细建模方法研究

贺晓阳 朱琦

摘要：随着现代社会的发展进步，尤其是数字地球概念的提出，在全世界掀起了一股数字化发展的浪潮，笔者就主要是以倾斜摄影摄影为主，对真三维单体化模型精细化建模方法进行了分析研究，希望通过本文的阐述可以为其发展提供一些建议和借鉴。

关键词：倾斜摄影；影像；真三维；单体化；模型；精细建模；方法；研究

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）05-0130-02

1 基于倾斜摄影影像的基础地理信息的获取

倾斜摄影技术的出现主要是随着现代社会的发展而在国际测绘领域出现的一项高新技术，其与传统的正射影像是不同的，改变了正射影像只能从垂直角度拍摄事物的局限性，倾斜摄影可以从各个角度拍摄地物，并且在这个过程中还引入了符合人体眼视觉的真实直观世界。正是由于这样的情况，因此我们在构建建筑物模型的时候需要将建筑物模型的坐标转换为标准坐标，因此我们在这个过程中就需要及时的收集大量的信息，例如是建筑物的空间位置、地表高程以及建筑物的高度等各种各样的信息。其相对于摄影数据来说，主要是从点云中提取相关建模的数据，这样数据的准确性是比较高的，而且也比较的简单，所有我们就可以从获取倾斜摄影的影响之后，就需要对其进行处理，这样就可以从中获得点云数据。

2 倾斜影像特点分析

2.1 真实的反映地表信息

自从倾斜摄影的出现，就广泛的应用在人们的生活和工作中，这主要是由于其与传统的航空、航天摄影相比较，不仅能够从多个角度拍摄地物，而且还能够更加真实的反映地表的特点，这样就大大的弥补了垂直摄影的缺点。并且由于倾斜影像在拍摄的过程中还收集了建筑物侧面的纹理，再加上倾斜影像建模技术批量贴图方式的存在，就大大的减少了三维建模的成本，增加了其经济效益。

2.2 实现了单张影像的测量

我们在拍摄的过程中使用倾斜摄影的过程中，经过空中三角的测量，可以在单张倾斜影像的基础上进行长度、角度以及面积等各个方面的测量，这样就大大的扩展了倾斜影响的使用范围。

2.3 网络发布方便

由于我们使用倾斜影像的时候，其相关的数据格式最为主要的是数字图像格式，这样在网络发布的时候十分地方便，而且人们在利用、共享的时候十分地方便。

3 三维单体化建筑物模型的构造

3.1 单体化模型构造

我们在构造三维单体化建筑物模型的时候，首先是需要构造单体化模型，在这个过程中，我们需要加载建筑物屋顶的轮廓，这主要是由于屋顶轮廓主要是从建筑物定点云中获取的，因此我们在这个过程中不仅是需要提取建筑物屋顶的形状信息，而且还需要根据屋顶点云的空间位置信息获取屋顶轮廓所在的空间位置。除此之外，我们还需要根据DEM查询建模区域的地表高程，并由于在实际运行的过程中，DEM与建筑物屋轮廓是在同一個坐标中，因此我们就可以直接的通过建筑物屋顶轮廓的顶点坐标查询到与其对应的位置高程，将屋顶所有顶点高程取平均值作为建筑物底部所在位置的高程，这样我们就可以通过建筑物的顶部和底部的高程就可以计算出建筑物的高度。并且在这个过程中我们将建筑物屋顶向下进行拉伸，拉伸的长度就可以看作是建筑物的高度，这样我们得到的方位就是建筑物模型单体化城维模型。

3.2 纹理映射分析

由于在倾斜影像技术使用的过程中，由于主要是好似用映射的方法，并针对模型中的每一个三角面计算出一片纹理，因此这几可以很好的、真实的反映出建筑物的形态。正因为如如此，就使得每一个建筑模型就具有大量的三角面，因此相关纹理的数量也是比较大的，相关的数据也十分巨大，并由于其组织结构十分复杂，因此我们对纹理进行维护的时候十分比方便，工作量也十分巨大。如果在这个过程中使用传统的方式进行，那么就会不能真实的反映建筑物的实际情况，因此这就需要我们使用新的方法处理这些纹理，使得每个建筑物有一张纹理，这样就大大的减少了数据，并能够及时的对纹理进行更新，我们在这个过程中从倾斜影像中截取纹理，就可以真实的反映建筑物的实际情况。

3.3 模型精细修编

虽然我们通过前面的措施能够获取建筑物真实的信息，但是由于所获取的信息存在着较大的误差，因此我们就需要对建筑物模型进行精细的修编，这样就可以真实的反映建筑物的实际情况，我们可以借助建筑物纹理影响对建筑物模型进行修编。

4 交互式建模系统的设计

4.1 系统需求分析

笔者进行建模的过程中，主要是从实际出发对系统的需求进行分析，由于在实际建模的过程中涉及了各个步骤，并每个步骤在分析进行的过程中涉及了不同的数据类型，例如是数字图像、点云数据、shp文件等，但是对于一般的建模软件来说，是不支持这些数据格式的，因此为了解决这些问题我们需要调用不同的软件进行，但是如果使用太多软件的话，不利于对数据的管理，而且在一定的程度上也会大大的影响建筑物模型建模的效率。因此为了解决上述的问题，笔者就主要是在现有建模的基础上编写插件的方法构建建模系统。

4.2 系统设计

笔者对系统进行设计的时候，一是需要工程管理模块进行设计设计，我们首先建立一个空白的工程，并在这个过程中连接影像所在的文件夹，并由于倾斜影像的分辨率是比较高的，因此我们在建立的时候需要构建相机模型或者预览时会加载大量数据，并在这个过程中需要创建中间数据文件夹来保存中间出具，一些缩略图也需要保存在这个文件中。

二是对点云处理模块，在这个模块中主要是包括点云滤波、点云分类两个功能，我们对输入的点云数据保存在中间数据文件夹中。并且对于点云分类以及点云滤波涉和大量参数的设计我们需要根据不同的建筑物预设三种参数，并在这个过程中支持自定义参数。

三是轮廓提取与规则化模块，我们在这个模块中，主要是从中间数据中读取建筑物屋顶点云，并将其进行规则化，然后就需要将规则化的建筑物屋顶轮廓保存在中间数据文件夹中。除此之外，我们还需要模型构造与编辑模块，并对建筑物纹理进行映射构造，加强对建筑物模型的构建。

参考文献

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