城市三維建模中無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量分析

劉得斌

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅蘭州 730000）

在我國(guó)城市化建設(shè)的新時(shí)期，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在城市三維建模中得到了充分應(yīng)用，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化高程建模。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)包括可視化三維處理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化數(shù)字處理，提升城市三維建模的效率與水平，為我國(guó)城市化建設(shè)提供技術(shù)支持。

1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的優(yōu)勢(shì)

1.1 精確性

借助無(wú)人機(jī)的特殊攝影技術(shù)與視野優(yōu)勢(shì)，無(wú)人機(jī)傾斜攝影可對(duì)城市建筑物、地形地貌、道路交通等情況進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，輕松獲取與城市建筑物相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如建筑物的高度、位置、尺寸、外觀等，進(jìn)而真實(shí)反映城市物體的實(shí)際參數(shù)[1]。

與傳統(tǒng)的攝影技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)具有較大不同，主要體現(xiàn)在無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)可快速、高效完成城市三維模型的建模任務(wù)。

1.2 低成本性

以往城市三維模型的構(gòu)建，需要工作人員對(duì)地面物體參數(shù)進(jìn)行逐一測(cè)量，工作人員需要將實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為城市三維模型建模過(guò)程中需用到的數(shù)據(jù)。地面物體參數(shù)的測(cè)量工作需要耗費(fèi)大量的人力、物力，且會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)工作。在此過(guò)程中，若出現(xiàn)信息采集有誤的情況，需要重新對(duì)地面物體參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，加大了工作的重復(fù)性，增加了經(jīng)濟(jì)成本。無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用，可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)攝影技術(shù)的不足，可在城市三維模型建模的過(guò)程中，同時(shí)完成地面物體參數(shù)測(cè)量與城市三維模型建立等工作，節(jié)約了大量的人力與物力[2]。

在測(cè)量地面物體空間的基礎(chǔ)上，無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)可獲取其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)，可為城市三維模型建模工作的橫向發(fā)展與縱向延伸奠定良好的基礎(chǔ)。

1.3 高效率性

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的高效性，可提高城市三維建模的效率，并可簡(jiǎn)化建模流程。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量可精簡(jiǎn)傳統(tǒng)的城市三維建模過(guò)程，簡(jiǎn)化建模步驟，可為建模后的工作開(kāi)展提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。

2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)要點(diǎn)

2.1 多視影像聯(lián)合平差

在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，多視影像聯(lián)合平差技術(shù)發(fā)揮重要的作用。該技術(shù)可有效解決傳統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理不靈敏的問(wèn)題，能夠有效處理影像間的遮擋關(guān)系，并快速確定合理的連接線與連接點(diǎn)，提升成像結(jié)果的精確度。

2.2 多視影像密集匹配

多視影像密集匹配技術(shù)作為無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的主要組成部分，在具體實(shí)踐中，可提高攝影測(cè)量的分辨率，擴(kuò)大攝影覆蓋的面積范圍[3]。與此同時(shí)，多視影像密集匹配技術(shù)的應(yīng)用可對(duì)各類(lèi)信息實(shí)施系統(tǒng)進(jìn)行整理與研究，確定坐標(biāo)點(diǎn)的具體位置，進(jìn)而更全面、精準(zhǔn)地獲取地面物體三維信息。

借助多元影像密集匹配技術(shù)、無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可有效提取建筑物側(cè)面的多種信息，充分利用建筑物的文理信息與邊緣信息，在完善二維數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上形成三維數(shù)據(jù)，為提取建筑物高度與輪廓信息提供便利。

2.3 模型生成和影像糾正

在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量中，多視影像技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)地面建筑物各項(xiàng)數(shù)據(jù)的掃描與表達(dá)，有利于建立系統(tǒng)的數(shù)字表面模型。在實(shí)際測(cè)量工作中，受尺度與角度的影響，建筑物會(huì)出現(xiàn)被遮擋與陰影等情況。

為了減少概率因素對(duì)數(shù)字表面模型造成的不利影響，匹配設(shè)計(jì)工作需要應(yīng)用到影像外的方位元素，以便工作人員利用當(dāng)前比較相對(duì)算法有序開(kāi)展各項(xiàng)計(jì)算工作，提高計(jì)算效率，提升三維建模數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。工作人員獲取高密度數(shù)據(jù)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行濾波處理等工作，以實(shí)現(xiàn)不同匹配單元間的相互融合，形成整體統(tǒng)一的數(shù)據(jù)[4]。

工作人員在應(yīng)用多視影像技術(shù)開(kāi)展各項(xiàng)測(cè)量工作時(shí)，應(yīng)充分重視屋頂重建等信息的提取工作，借助其他相關(guān)技術(shù)對(duì)提取的信息進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而制定更科學(xué)的優(yōu)化措施，確保各項(xiàng)工作有序、高效開(kāi)展。

3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

3.1 打造真實(shí)的城市漫游體驗(yàn)環(huán)境

應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，工作人員可為人們打造真實(shí)的城市三維環(huán)境，對(duì)城市建筑與景觀進(jìn)行虛擬化，借助網(wǎng)絡(luò)使人們觀賞到各區(qū)域的城市景觀，并完成虛擬漫游體驗(yàn)等工作。該技術(shù)的應(yīng)用可加深人們對(duì)城市的理解，滿足人們不出門(mén)便可觀賞各地景觀的實(shí)際需求。

3.2 為智慧型城市建設(shè)奠定基礎(chǔ)

在國(guó)家發(fā)展的新時(shí)期，智慧型城市是對(duì)城市建設(shè)提出的新要求。應(yīng)不斷創(chuàng)新三維建模技術(shù)，提高三維建模水平，同時(shí)其會(huì)降低城市建設(shè)速度。應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可推動(dòng)城市建設(shè)三維建模。

（1）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用可幫助工作人員快速提取與城市相關(guān)的各類(lèi)信息，構(gòu)建精確的城市三維模型影像，為后續(xù)工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持；

（2）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)定時(shí)定向搜索，可充分滿足智慧型城市的定向建設(shè)需求，進(jìn)一步提高我國(guó)智慧型城市的建設(shè)水平[5]。

3.3 優(yōu)化EPS建模

EPS是PostScript語(yǔ)言描述的一種ASCII圖形文件格式，在PostScript圖形打印機(jī)上可打印出高品質(zhì)的圖形圖像。該格式主要分為PhotoShopEPS格式與標(biāo)準(zhǔn)EPS格式，標(biāo)準(zhǔn)EPS格式又可分為圖形格式、圖像格式。

在PhotoShop中只能打開(kāi)圖像格式的EPS文件，在cdr中可打開(kāi)矢量圖，文字不可編輯，但圖形可以提供曲線方式進(jìn)行編輯[6]。

將EPS軟件的應(yīng)用到城市3D建模工作中，可提升測(cè)量區(qū)域內(nèi)物體信息的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，促進(jìn)工作人員全面掌握不同類(lèi)型數(shù)據(jù)的多樣化特征，提高數(shù)據(jù)測(cè)量的有效性，減少后續(xù)工作中因信息錯(cuò)誤引發(fā)的問(wèn)題[7]。與此同時(shí)，將EPS軟件應(yīng)用到區(qū)域測(cè)量與三維模型的建設(shè)工作中，以圖形可進(jìn)行曲線編輯的特點(diǎn)為核心，可提升生成實(shí)體模型的有效性，提高測(cè)量的精確度與測(cè)量效率。

3.4 應(yīng)用于城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的三維建模

（1）在城市規(guī)劃管理中應(yīng)用三維建模，通過(guò)城市規(guī)劃三維輔助審批系統(tǒng)，可提供各類(lèi)管理數(shù)據(jù)，并可對(duì)城市街道分布情況、民居拆遷進(jìn)行輔助分析。

通過(guò)合理應(yīng)用規(guī)劃管理可對(duì)各類(lèi)建筑物或地形情況進(jìn)行全面量測(cè)，在城市拆遷輔助分析過(guò)程中，通過(guò)建筑基本屬性可幫助技術(shù)人員對(duì)計(jì)算拆遷實(shí)際成本[8]。在街道坡面圖中可掌握不同街道建筑物在不同方向中的實(shí)際情況、各建筑物之間的關(guān)系，可為城市規(guī)劃建設(shè)、樓道美化建設(shè)等提供多項(xiàng)參考數(shù)據(jù)。

（2）三維建模在城市建筑物合理性審批中應(yīng)用廣泛，也可有效應(yīng)用在現(xiàn)代化城市應(yīng)急指揮工作中，在交通管理、城區(qū)改建、土地資源管理等城市管理工作中具有應(yīng)用價(jià)值[9]。

（3）隨著城市化建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)電力資源的需求量在持續(xù)增加，同時(shí)增加了城市電力路線的規(guī)劃與測(cè)量難度。

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)電力路線的三維模型進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與建設(shè)，準(zhǔn)確提取與電路相關(guān)的基礎(chǔ)信息。

通過(guò)與其他線路設(shè)計(jì)方案的對(duì)比，確定合理的電力路線方案，進(jìn)而有效規(guī)避電力路線建設(shè)問(wèn)題，可幫助工作人員避開(kāi)林區(qū)等特殊區(qū)域，優(yōu)化現(xiàn)有的電力路線設(shè)計(jì)方案。在城市環(huán)保建設(shè)與規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，廣泛應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可有效提升城市環(huán)保建設(shè)與發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)的質(zhì)量與水平[10]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在城市建設(shè)與發(fā)展過(guò)程中，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)以其自身測(cè)量精準(zhǔn)度高、性?xún)r(jià)比高等多種優(yōu)勢(shì)，在城市三維建模中得到了充分應(yīng)用，該技術(shù)在其他行業(yè)領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價(jià)值。為了充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在城市三維建模的優(yōu)勢(shì)與作用，相關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的重視程度，并將其應(yīng)用到三維建模過(guò)程中，提高測(cè)量質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)城市建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。