倾斜摄影三维建模的相关技术

2025-02-27

　　依托于倾斜摄影测量技术的迅速发展，数据采集技术已经具备从机载平台高效、高精度、低成本地获取大范围三维地表信息的能力并在实景三维建设中发挥着重要作用。然而，基于倾斜摄影技术生成的三维模型存在“一张皮”的表象，难以支撑地理实体的语义查询和分析，因此也需要相应的技术来进行后续处理。

　　机载摆扫宽幅航摄仪技术。

　　在实景三维中国建设过程中，如何能够提高数据采集效率、降低空域协调难度、减少项目投入成本，是一直探究的技术问题。机载摆扫宽幅航摄仪是根据实景三维中国建设需求研制的吊舱式大画幅数码航空相机。其关键技术是通过摆扫方式扩大航带内的地面覆盖范围，更加高效的获取对地观测数据。同时，因摆扫相机采用长焦焦距镜头，在获取同等地面分辨率影像的前提下，航摄作业高度是传统航摄仪的将近 2 倍，在空域协调困难的任务区域（如军民航机场等）拥有极大的协调优势，充分降低项目执行难度，从而增加项目的可行性及工期保障。

　　三维模型单体化构建技术。

　　单体化建模是倾斜摄影测量三维成果进一步应用的必要步骤，也是当前实景三维模型生产中最耗时耗力的步骤。为解决该问题，研究倾斜摄影三维自动采集技术并实现实景三维模型自动单体化构建，对实景三维建设有重要意义。倾斜摄影三维自动采集技术涉及到地面三维模型与非地面三维模型自动分离、基于实景三维模型的 DEM生成、顾及完整性的建筑物三维模型提取、建筑物模型单体化等关键技术。最终，对提取的建筑物三维模型进行实体分割，从而实现建筑物模型的单体化，大幅度减轻实景三维模型生产过程的人工工作量，从而推动实景三维模型的进一步应用。同时，模型与场景修饰技术可针对实景三维成果存在的瑕疵进行模型整体修饰，可有效解决实景三维自动建模后出现的几何变形，纹理拉花，模型浮空、部件丢失等问题，使其单体化成果满足后期三维 GIS 应用的要求

　　语义三维建模技术。

　　语义化技术作为实景三维中国建设中至关重要的核心技术，是将“人使用数据”转变为“机器使用数据”，从而实现数据赋能、智能化深度应用的关键技术。通俗来说，语义化技术是对数据和信息进行处理，使计算机可以自主理解并进行研究和分析，是实现人工智能的重要一环。对于实景三维建设，语义化是区别于现有基础地理信息数据的重要特征之一。语义化的地理实体数据，将其相关信息（如实体的空间位置信息、长宽高等几何信息、实体间的关系信息等内容），采用计算机能理解的语法方式和手段进行翻译，计算机可将这些信息直接参与数学计算和分析中，实现知识挖掘。例如，可以将城市建筑实体、道路实体、管线实体等加入到城市内涝仿真模型中，实体的语义信息和语义关系如排水口位置、管径、连通情况等信息可以参与模拟仿真分析计算，实现对连续降水后城市积水情况的精准模拟

　　倾斜摄影模型轻量化技术。

　　倾斜摄影模型轻量化是对大数据量倾斜摄影三维建模成果数据进行优化，从而满足三维可视化应用需求的技术的统称。随着实景三维建设深入开展，大面积、高分辨率的倾斜摄影三维建模成果越来越多，这些建模成果数据量庞大，难以在现有的三维可视化平台中直接加载显示。倾斜摄影模型轻量化技术一方面对倾斜摄影模型建模成果的低 LOD 级别模型通过视觉重建技术进行合并和三角面优化，构建级别更多、更合理的 LOD。另一方面通过顶点压缩、纹理压缩技术使得倾斜摄影模型的文件大小压缩为原来的 30%左右，从而大幅减轻了三维可视化软件的加载压力。

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