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傾斜攝影測量在三維建模中的應(yīng)用探究

2021-03-24 17:05陸永祺
科學(xué)與生活 2021年29期
關(guān)鍵詞:傾斜攝影測量三維建模應(yīng)用方法

陸永祺

摘要:在科技進步的過程中,我國各個領(lǐng)域的發(fā)展也取得了一定的成就,在城市規(guī)劃和建設(shè)的過程中,傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用也逐漸廣泛起來。在城市建設(shè)的過程中,為了改善傳統(tǒng)城市建設(shè)中的問題,就需要利用科技進步的成果——無人機傾斜攝影測量進行城市建設(shè),在建設(shè)過程中傾斜攝影測量能體現(xiàn)出先進性、自動化、信息全面性等特點,將該技術(shù)應(yīng)用到三維建模中,能有效加快城市的發(fā)展速度。

關(guān)鍵詞:三維建模;傾斜攝影測量;應(yīng)用方法

引言

在我國十四五規(guī)劃編制中,實景三維中國成為了重要建設(shè)任務(wù)之一。自然資源部國土測繪司司長吳文忠提出實景三維中國需要分兩步走的戰(zhàn)略?;诖吮尘埃枰诘匦渭?、城市級、部件級三個層次實現(xiàn)實景三維中國,在經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)、生態(tài)環(huán)境保護等方面,使實景三維中國發(fā)揮出其獨特的作用。將傾斜攝影測量運用在三維建模中,能夠?qū)Τ鞘薪ㄔO(shè)起到重要作用。

一、傾斜攝影測量技術(shù)

傾斜攝影又稱實景三維,是通過無人機搭建傾斜攝影相機進行拍攝,通過對于多種角度拍攝內(nèi)容的融合和構(gòu)建,在特定平臺上實現(xiàn)對于特定地點的實景三維構(gòu)建,呈現(xiàn)出更完善的地形、地貌特點,對于城市中的建筑物和3D建模而言,帶來了不少技術(shù)上的革新。

用傳統(tǒng)的方式進行三維城市建造的時候,需要提前在特定的軟件內(nèi)進行建模,實現(xiàn)對于場景的還原,但是這種方式的建模很難實現(xiàn)精細化的操作,在設(shè)計過程中也會出現(xiàn)很多數(shù)據(jù)混亂的問題[1]。在科技進步的過程中,利用無人機進行拍攝,實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的精細化錄入,能夠避免在建模過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂、設(shè)計與實際情況不符合等問題。

在傳統(tǒng)的航拍中,往往會出現(xiàn)某個地區(qū)因為建筑物遮擋等原因,造成拍攝畫面不完整,在進行三維建模的時候,不能完整的反映出當前的建筑情況等問題,需要進行補拍,這種情況下,會導(dǎo)致三維建模過程的停滯,為城市發(fā)展速度帶來一定的不利影響。傾斜攝影測量技術(shù)是搭載了多個不同角度的攝影相機,能夠通過不同的角度實現(xiàn)場景的拍攝,降低拍攝過程或中對于時間、資金的浪費。除此之外,在不同角度拍攝的過程中,能夠?qū)崿F(xiàn)對于現(xiàn)場的精細化反應(yīng),在不同角度拍攝的地形差異等內(nèi)容整合呈現(xiàn)在三維建模中,降低了測繪成本,有效的實現(xiàn)了測量技術(shù)的進步和發(fā)展。

二、傾斜攝影測量技術(shù)的特點

傾斜攝影測量技術(shù)測量的數(shù)據(jù)是在有明確定位信息的基礎(chǔ)上進行傳遞的,有些在進行數(shù)據(jù)輸出、分析、整合的時候,會通過各種已有的應(yīng)用進行整合,在三維整合的過程中能夠節(jié)省時間,實現(xiàn)信息的高效呈現(xiàn)。在人工整合數(shù)據(jù)的時候,需要進行多種資料和內(nèi)容的搜集,才能實現(xiàn)對于建模的精細化呈現(xiàn),并且在呈現(xiàn)的過程中,還會存在很多的錯誤信息;在傾斜攝影測量的過程中,能夠?qū)崿F(xiàn)對于數(shù)據(jù)和圖片的三維處理,通過自動化模式進行處理,降低了成本,提高了效率。

三、傾斜攝影測量在三維建模中的應(yīng)用

(一)城市管理和城市規(guī)劃方面的應(yīng)用

在建設(shè)實景三維中國的過程中,城市管理的三維建設(shè)占據(jù)了很大一部分。在進行實際測量的過程中,能夠?qū)崿F(xiàn)對于各種建筑物各個角度的拍攝,解決了傳統(tǒng)航拍過程中,因為角度問題造成的建筑物遮擋,拍攝畫面不完整等問題,降低了拍攝難度。通過傾斜攝影測量技術(shù),能夠快速的建立城市現(xiàn)狀的實體模型,提高了城市建模的效率。在進行城市規(guī)劃的時候,能夠利用已經(jīng)完成的三維建模進行規(guī)劃,實現(xiàn)對于建設(shè)項目的總體把控,提高了管理效率。

在進行城市管理的過程中,需要依托傾斜攝影測量數(shù)據(jù)進行完整的管理和規(guī)劃,在這個過程中,為了實現(xiàn)對于城市數(shù)據(jù)的高效分析,可以將三維建模技術(shù)與GIS相結(jié)合,實現(xiàn)對于城市整體空間的把控,在進行規(guī)劃的時候,能夠?qū)⒁?guī)劃方案進行更直觀的展示,進而發(fā)現(xiàn)在規(guī)劃過程中出現(xiàn)的問題,減少正式施工中可能出現(xiàn)的問題,降低資源消耗[2]。在進行建模的時候,時下快速高效的自動建模,通過三維數(shù)據(jù)分析,能夠在城市未來規(guī)劃過程中明確規(guī)劃目標,滿足城市規(guī)劃需求,為城市建設(shè)做出貢獻。

(二)城市基礎(chǔ)信息搜集過程

在進行城市規(guī)劃管理的時候必然要在城市基礎(chǔ)信息的基礎(chǔ)上進行規(guī)劃,這就需要對城市基礎(chǔ)信息進行搜集,運用傾斜攝影測量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對于城市基礎(chǔ)信息的高效搜集。在搜集信息的時候,需要進行數(shù)字線劃圖、城市測區(qū)劃分、地物傾斜影像、地物屬性表、結(jié)合表數(shù)據(jù)搜集。其中包括對于城市中房屋的信息、地表走勢、航高、坐標等內(nèi)容的收集。這些信息都是完善城市三維建模的主要內(nèi)容,需要進行精細的記錄和數(shù)據(jù)管控。

(三)測量過程中其他因素分析

1.與測量人員的溝通

在進行測量的時候,需要做好與測量人員的溝通工作,讓其了解到測量區(qū)域的基本特點,如地形地貌、風(fēng)雨狀況、植被、道路等因素,并結(jié)合測量人員繪制測量的線路圖,及時掌握測量過程的動態(tài)。在測量的過程中,為了保障測量結(jié)果的完整性,需要對測量人員提前進行要求說明,明確測量過程中必須要獲取到的內(nèi)容和數(shù)據(jù)信息、坐標系統(tǒng)、高程等內(nèi)容,將最終數(shù)據(jù)的傳輸進行規(guī)劃,保障數(shù)據(jù)格式的準確獲取[3]。

2.空域申請

我國對于空中拍攝的管制是很嚴格的,統(tǒng)一由空軍進行管理,只有經(jīng)過審批才能進行傾斜攝影測量。近些年來,因為沒有申請而進行的“黑飛”事件處理是很嚴格的,所以在正式開始測量之前,要對相關(guān)內(nèi)容進行咨詢,從正規(guī)的渠道進行申請,獲取到空中拍攝的資格。

3.航線規(guī)劃

航線規(guī)劃的過程中,應(yīng)該首先考慮的是光照和天氣因素。一般情況下,會選擇在晴天、沒有霧霾、光照適中的白天,這種天氣在測量過程中能見度高,拍攝的時候也能更清晰的反映出具體的地形地貌,對于無人機的各個攝像裝備都十分友好。在光照太差的時候,很難拍攝出清晰的內(nèi)容,對于整體的呈現(xiàn)也有一定的影響。在拍攝的時候,也需要考慮到航測范圍、重疊度、風(fēng)向等問題,在正中午的時候建筑的影子是最小的,在采集地面影響的時候,受到影子影響的可能性比較小,所以一般選擇在9點到15點進行航測。

4.拍攝相機選擇

在進行測量的過程中,不可避免的會受到光照的影響。在測量任務(wù)緊急的時候,難以保障測量過程在適當?shù)臅r間內(nèi)進行,再加上地面建筑中出現(xiàn)的反光現(xiàn)象等,都會有光照直射進入相機中,影響拍攝質(zhì)量,也會影響到最終呈現(xiàn)出來的效果。所以在進行拍攝相機選擇和無人機本身的角度設(shè)計的時候,要考慮到這個問題。在考慮其結(jié)構(gòu)的時候,需要對其主要結(jié)構(gòu)和調(diào)整方式進行處理,根據(jù)不同的時間段和陽光直射的程度,對無人機搭設(shè)相機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行處理,轉(zhuǎn)換角度,避免因為陽光直射影響拍攝質(zhì)量[4]。

5.檢查數(shù)據(jù)

在拍攝完成之后,最重要的就是對于拍攝數(shù)據(jù)的檢查,只有在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)對數(shù)據(jù)信息進行處理,保障數(shù)據(jù)和建模效果的完善性,防止之后在試用過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)不完善的情況,影響后續(xù)的規(guī)劃過程。在導(dǎo)出數(shù)據(jù)的時候,需要在特定的平臺進行數(shù)據(jù)處理,在進行完整的檢查之后,一旦出現(xiàn)問題要及時補拍,減少后續(xù)出現(xiàn)問題的可能。

四、結(jié)束語

在三維建模的過程中,傾斜攝影測量能夠通過多種角度實現(xiàn)對于實景和數(shù)據(jù)的自動化處理整合,為城市管理和城市建設(shè)提供了很多便利。在進行傾斜攝影測量的時候,要注意測量技術(shù)的合理化使用,在測量之前要與測量人員進行及時溝通,保障測量結(jié)果的有效性。在正式開始測量之前,要做好準備工作,不論是對于控制拍攝資格的申請,還是對于航線的規(guī)劃,都是為了促進測量過程的有效進行,保障測量結(jié)果的準確性、完整性。科技進步帶來的不僅是社會發(fā)展的進步,還有各種技術(shù)帶來的便捷化生產(chǎn)和管理過程,只有不斷的將技術(shù)應(yīng)用于實踐中,才能促進社會的不斷發(fā)展。

參考文獻

[1]葉思遠.旋翼無人機傾斜攝影測量技術(shù)在三維實景建模中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息,2021,44(01):222-224.

[2]羅小孟,周宇文.傾斜攝影測量在三維建模中的應(yīng)用探究[J].智能城市,2020,6(14):53-54.

[3]秦愛梅.試談無人機傾斜攝影測量技術(shù)在三維數(shù)字城市建模中的應(yīng)用[J].電腦編程技巧與維護,2020(02):143-144.

[4]劉金滄,陳嗣超.傾斜航空攝影測量在城市三維建模中的應(yīng)用研究[J].測繪標準化,2019,35(02):13-17.

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