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摘要：本文介紹了基于機(jī)載傾斜攝影三維模型的特點(diǎn)，詳細(xì)闡述機(jī)載傾斜攝影三維模型的檢查方法、檢查指標(biāo)和評價(jià)體系，并在大型傾斜航攝建模項(xiàng)目中得到實(shí)踐，驗(yàn)證了該質(zhì)量檢驗(yàn)方法的可行性。

關(guān)鍵詞：機(jī)載傾斜攝影；三維模型；檢查指標(biāo)；檢查方法；評價(jià)體系

引言

傾斜攝影技術(shù)是國際測繪領(lǐng)域近十幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，是指一定傾斜角度的航攝相機(jī)所獲取的影像，它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、傾斜等不同的角度采集影像，獲取地面物體更為完整準(zhǔn)確的信息。垂直地面角度拍攝獲取的影像為正片（下視影像），鏡頭朝向與地面成一定夾角（相機(jī)傾斜角度在40°至60°之間）拍攝獲取的影像為斜片（傾斜影像）。常用的傾斜攝影技術(shù)主要有三相機(jī)和五相機(jī)組合，目前主流方案采用五相機(jī)（一臺垂直相機(jī)，四臺傾斜相機(jī)），如RCD 30傾斜攝影系統(tǒng)，SWDC-5傾斜攝影系統(tǒng)。因傾斜攝影系統(tǒng)搭載了傾斜相機(jī)，因此可以較為完整地獲取地物側(cè)面的輪廓和紋理信息。

近幾年，傾斜攝影技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，傾斜攝影測量的快速發(fā)展，三維自動(dòng)建模是目前的主流方向，也是目前研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，該方法是通過對獲得的傾斜影像進(jìn)行幾何處理、多視匹配、三角網(wǎng)構(gòu)建、提取出典型地物紋理特征，并對該紋理進(jìn)行可視化處理，最終得到三維模型，因?yàn)檫@種方法和以前的人工建模完全不同，可以精細(xì)表達(dá)建筑物的側(cè)面紋理，模型真實(shí)，可有效降低城市三維建模成本，但也存在著密集房屋底部粘連，獨(dú)立地物懸空等問題，如何檢查和評價(jià)傾斜攝影建成的三維模型成果是目前的難點(diǎn)。

在大量傾斜航攝三維建模的檢查實(shí)踐中，根據(jù)傾斜三維模型的特點(diǎn)，不斷總結(jié)、修改、完善檢查方法，逐漸形成一套完整的評價(jià)體系，包括三維模型的平面精度、高程精度、模型精細(xì)度、紋理精細(xì)度、邏輯一致性、場景效果等各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，并針對傾斜三維模型檢查中一些難點(diǎn)和重點(diǎn)，提出自己的一些看法。

1.機(jī)載傾斜攝影三維模型檢查方法研究目的和意義

傾斜攝影的三維模型成果，模型完整，紋理真實(shí)，尤其對立面細(xì)節(jié)表現(xiàn)良好，能夠?qū)⒔ㄖ年柵_及廊房等部分構(gòu)建出來，完全真實(shí)地反映了地物地貌特征。同時(shí)，在快速實(shí)景三維建模的過程中，自動(dòng)化程度高，無須人工干預(yù)，大大提高了三維建模的效率，適合大規(guī)模中心城市三堆模型的構(gòu)建。其中也存在一些不足。例如局部區(qū)域出現(xiàn)建筑物或道路、樹木紋理失真等情況，因此，如何檢查和評價(jià)傾斜攝影建成的三維模型成果是我們研究的重點(diǎn)，在CH/T 9015-2012《三維地理信息模型數(shù)據(jù)產(chǎn)品規(guī)范》的基礎(chǔ)上，進(jìn)行研究和分析，形成一套適合傾斜攝影三維模型的質(zhì)量評價(jià)體系，引導(dǎo)傾斜攝影三維模型的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

科學(xué)的數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)方法能夠客觀精確地評價(jià)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，對數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。由于數(shù)據(jù)受影響的因素很多，那么對其質(zhì)量的合理控制就尤為重要。從多角度來綜合評價(jià)數(shù)據(jù)質(zhì)量，構(gòu)建合理科學(xué)的傾斜攝影三維模型質(zhì)量評價(jià)體系是本文的意義所在。

2.機(jī)載傾斜攝影三維模型檢查評價(jià)體系的構(gòu)成

2.1質(zhì)檢方法

檢查方法主要是：

2.1.1采用人機(jī)交互檢査，在軟件系統(tǒng)環(huán)境下，將要檢査的數(shù)據(jù)可視化，以圖形、圖像、文件等形式顯示在計(jì)算機(jī)的屏幕上，通過人工判斷其完整性、模型紋理的協(xié)調(diào)性、場景表現(xiàn)效果、屬性的準(zhǔn)確性與完整性、數(shù)據(jù)存儲格式和空間位置的一致性等

2.1.2通過外業(yè)實(shí)地抽樣巡查的方法檢查模型要素的完整性，檢查模型精細(xì)度和紋理的準(zhǔn)確性、協(xié)調(diào)性，檢查場景效果的符合性、現(xiàn)實(shí)性；使用全站儀極坐標(biāo)法對建筑物高度進(jìn)行套合檢測，檢查模型高度精度的準(zhǔn)確性；使用同精度地形圖比較的方法和GPS RTK接收機(jī)進(jìn)行套合檢測，檢查模型平面和地形精度的準(zhǔn)確性。

2.2評價(jià)體系構(gòu)成

空間參考系檢查：設(shè)定的坐標(biāo)系是否正確。

單位產(chǎn)品：一幅

位置精度要求：模型的平面位置中誤差不超過0.6m，模型的高度中誤差不超過0.75m（特殊困難區(qū)域可適當(dāng)放寬至2倍），建筑物模型的高度與平面尺寸應(yīng)與實(shí)際保持一致的比例，通過導(dǎo)入外業(yè)實(shí)測散點(diǎn)坐標(biāo)與三維模型同名點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行檢查驗(yàn)證。

表達(dá)精細(xì)度檢查：在Skyline平臺下鎖定視角高度為400m，（重要和次重要建筑根據(jù)需要降低至200m），通過瀏覽方式對實(shí)景三維模型展示效果（結(jié)構(gòu)、紋理、懸?。┻M(jìn)行檢查，當(dāng)模型刷新到最高LOD后，要求場景色彩合理，模型無破洞、紋理無明顯扭曲、場景內(nèi)無明顯不合理懸浮。

邏輯一致性檢查：檢查概念、格式和表現(xiàn)一致性，其模型格式、模型編碼命名（城中村不要求按自然幢為單位組織）、模型表現(xiàn)規(guī)則等是否一致。

場景效果檢查：在Skyline平臺下鎖定視角高度為400m，瀏覽場景，場景（水面、道路、綠地等）不應(yīng)存在破洞、場景內(nèi)無明顯不合理懸浮。

附件質(zhì)量檢查：檢查元數(shù)據(jù)以及附屬文檔的完整性和正確性。

3.機(jī)載傾斜攝影三維模型質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)

3.1質(zhì)量元素及權(quán)重

質(zhì)量元素包括三維模型的平面精度、高程精度、模型精細(xì)度、紋理精細(xì)度、邏輯一致性、場景效果等各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)。質(zhì)量元素及權(quán)重如下：

3.2質(zhì)量元素錯(cuò)漏分類

質(zhì)量元素的錯(cuò)漏依據(jù)模型的重要程度、錯(cuò)漏的嚴(yán)重程度等可劃分為嚴(yán)重的錯(cuò)誤（A類）、次嚴(yán)重的錯(cuò)誤（B類）和一般錯(cuò)誤（C類）

重要模型建筑指示范區(qū)內(nèi)的地標(biāo)性建筑，包括如區(qū)級以上政府所在地建筑、一江兩岸風(fēng)景區(qū)、著名風(fēng)景名勝等重要建筑物。次重要建筑模型指15層以上高大建筑。一般性建筑模型為單體的獨(dú)立性的15層以下的多層建筑模型。其他建筑指臨時(shí)建筑、在建建筑、棚戶房、城中村建筑物。

嚴(yán)重的錯(cuò)漏（A類），指對三維模型數(shù)據(jù)使用和瀏覽展示效果有嚴(yán)重影響的錯(cuò)漏，或是重要模型的精度、表達(dá)、屬性等存在錯(cuò)誤或與設(shè)計(jì)要求不一致，或次重要、一般、其他模型的系統(tǒng)性錯(cuò)誤或與設(shè)計(jì)要求不一致。次嚴(yán)重的錯(cuò)漏（B類），指對三維模型使用和瀏覽展示有較大影響的錯(cuò)漏，或是次重要模型的表達(dá)、屬性等存在錯(cuò)誤或與設(shè)計(jì)要求不一致，或一般、其他模型的錯(cuò)誤或與設(shè)計(jì)要求不一致的數(shù)量已超過8個(gè)。一般錯(cuò)漏（C類），指一般或其他模型的錯(cuò)誤或與設(shè)計(jì)要求不一致，表示對三維模型使用和瀏覽展示有輕微瑕疵，但不影響整體效果的錯(cuò)漏。詳見下表：

3.3質(zhì)量評定

三維模型單位產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)行優(yōu)級品、良極品、合格品、不合格品評定制。三維模型產(chǎn)品檢驗(yàn)批質(zhì)量實(shí)行批合格、批不合格評定制。

4.結(jié)語

本文通過對傾斜航攝三維建模的檢查方法的研究，根據(jù)傾斜三維模型的特點(diǎn)，總結(jié)、修改、完善檢查方法，逐漸形成一套完整的評價(jià)體系，包括三維模型的平面精度、高程精度、模型精細(xì)度、紋理精細(xì)度、邏輯一致性、場景效果等各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，是傾斜攝影未來的研究熱點(diǎn)，也是傾斜攝影實(shí)踐應(yīng)用的評價(jià)技術(shù)，尤其隨著數(shù)字城市和智慧城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，對數(shù)據(jù)獲取和質(zhì)量提出更高的要求，傾斜攝影的三維建模檢查方法具有很好的應(yīng)用前景。

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