隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，市政道路建設(shè)環(huán)境日益惡化，尤其是地面建筑物錯(cuò)綜復(fù)雜，若采用傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)手段，工作量大、效率低、成本高，難以滿足復(fù)雜市政道路工程設(shè)計(jì)要求。針對上述問題，本文提出了利用傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行實(shí)景三維建模的方法。相對于傳統(tǒng)的正射影像及建模，傾斜攝影測量技術(shù)具有可量測性、真實(shí)性、高精度等優(yōu)勢。
在深圳梅觀市政道路改造項(xiàng)目中，通過應(yīng)用傾斜攝影測量技術(shù)，大幅提升了實(shí)景模型的平面和高程精度，可有效提高市政道路的設(shè)計(jì)質(zhì)量，優(yōu)化工程建設(shè)投資造價(jià)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
借鑒攝影原理掌握關(guān)鍵要素
利用傾斜攝影技術(shù)快速構(gòu)建目標(biāo)區(qū)域三維空間場景，對市政道路沿線建造條件進(jìn)行快速調(diào)查，合理避讓大型立交、重要建筑物、環(huán)境保護(hù)區(qū)、叢林密集區(qū)，以及險(xiǎn)惡地形與惡劣地質(zhì)區(qū)，使線路設(shè)計(jì)安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，減少線路工程建設(shè)對地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。
1.傾斜攝影技術(shù)工作原理
傾斜攝影技術(shù)是國際測繪遙感領(lǐng)域一項(xiàng)新興技術(shù)，融合了傳統(tǒng)的航空攝影和近景測量技術(shù)，顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時(shí)從垂直、前視、左視、右視、后視5個(gè)不同角度采集影像。其中，垂直攝影影像，可經(jīng)過傳統(tǒng)航空攝影測量技術(shù)處理，制作4D產(chǎn)品；前視、左視、右視與后視4個(gè)傾斜攝影影像，傾斜角度在15～45°之間，可用于獲取地物側(cè)面豐富的紋理信息。
通過高效自動(dòng)化的三維建模技術(shù)，快速構(gòu)建具有準(zhǔn)確地物地理位置信息的真三維空間場景，直觀地掌握目標(biāo)區(qū)域內(nèi)地形地貌與所有建筑物的細(xì)節(jié)特征，可為道路、橋梁工程建設(shè)，環(huán)境保護(hù)等提供現(xiàn)勢、詳盡、精確、逼真的空間基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)支持和公共服務(wù)。傾斜攝影技術(shù)具有高分辨率、獲取豐富的地物紋理信息、高效自動(dòng)化的三維模型生產(chǎn)、逼真的三維空間場景等優(yōu)勢特征。
2.實(shí)景三維建模技術(shù)流程
利用無人機(jī)拍攝數(shù)張高清晰度實(shí)景照片，采取地物的垂直與傾斜影像以及少量的地面控制點(diǎn)，構(gòu)建基于真實(shí)影像紋理的高分辨率真三維模型。
3.空三加密
空三加密會(huì)對5個(gè)視角的影像進(jìn)行大量特征點(diǎn)計(jì)算提取,并將獲取的特征點(diǎn)采用多視角匹配同名點(diǎn),反向解算出每張影像的空間位置及姿態(tài)角度,從而確定影像之間的關(guān)系。空三加密質(zhì)量差時(shí),必須重新進(jìn)行空三加密,多次加密未成功可刪除一些質(zhì)量較差、姿態(tài)較差的影像后再處理。
4.加入控制點(diǎn)
控制點(diǎn)可在空三加密前加入，選擇空三加密后加入控制點(diǎn)是因?yàn)檫@種方式可以節(jié)省處理時(shí)間，通過空三加密得到的航帶信息可更快地找到控制點(diǎn)在哪些影像上，從而減少控制點(diǎn)的時(shí)間。
5.模型重建
利用空三加密計(jì)算出的三角網(wǎng)TIN，生成三維模型的白模，然后通過三維模型形狀位置，從影像里面選擇最合理紋理進(jìn)行貼合工作，從而得到實(shí)景三維模型。因傾斜攝影過程中，存在反光、遮擋、移動(dòng)物體等因素，造成三角網(wǎng)構(gòu)建過程中存在模型上的空洞、扭曲、碎片等情況。
6.模型修飾
三維模型修飾主要包括幾何修飾和紋理修飾，采用修飾軟件修改實(shí)景模型專業(yè)軟件，實(shí)現(xiàn)模型的幾何修飾。
?、俚孛嫘揎椩趯Φ孛鎱^(qū)域進(jìn)行影像匹配時(shí)，受到發(fā)射、倒影等情況干擾，造成生成模型存在高程異常，地面凹陷情況。地面修飾前需對異常地面圈定并刪除，通過判斷Tile輪廓的完整性，確定是否需要繪制面來將輪廓補(bǔ)充完整，然后進(jìn)行橋接、補(bǔ)洞、紋理映射一系列操作，不同Tile之間需要將地面擬合到同一平面。當(dāng)紋理存在不符合的情況，可將當(dāng)前視角的紋理外接相關(guān)軟件進(jìn)行修飾。
?、诼访嫘揎楄b于路面車輛、行人較多，且均為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在進(jìn)行影像匹配時(shí)常出現(xiàn)異常，容易造成車輛變形、路面凹凸不平的情況，若不采取修飾，后期模型會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的物體發(fā)生不真實(shí)、異常等情況，需對此類情況進(jìn)行部分路面修飾。路面修飾通過對異常范圍選中并擬合到同一平面，并且對不符合的紋理部分外接相關(guān)軟件進(jìn)行修飾。
本文傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行三維建模后，采用ContextCapture處理軟件創(chuàng)建實(shí)景模型。
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