Smart 3D在风景园林测绘中的应用

李亚星

摘要：随着无人机航拍技术的快速发展，诸多领域都慢慢糅合了无人机技术。无人机航空影像获取照片的快速高效、直观全面、高分辨率、宏观性的优越性，保证了前期资料的准确性和全面性，结合后期实景三维建模软件的处理，实景三维建模更快的被人们所认知。本文主要介绍Smart 3D在风景园林中利用无人机获取航空影像后的处理方法，以及实景三维建模的应用。

关键词：Smart 3D；实景三维建模；无人机；风景园林

在风景园林规划中，不仅可以通过无人机技术进行简单的影像制作和数据采集的传统二维mile，还能进行实景三维建模。Smart 3D就是针对无人机航拍影像的实景三维建模软件。传统的三维建模周期时间长，在经济快速发展的今天，时效性滞后的缺点无疑成为了传统三维建模的最大阻力，而通过航空影像进行的实景三维建模不仅克服了这些缺点，而且还更加具有真实性。

1 Smart 3D技术简介

Smart 3D是基于图形运算单元GPU的快速三维场景运算软件，它能无需人工干预地从简单连续影像中快速、简单、全自动地生成最逼真的实景真三维场景模型。Smart 3D可运算生成基于真实影像的超高密度点云，并以此生成基于真实影像位纹理的高分辨率实景真三维模型，对真实场景在原始影像分辨率下的全要素级别的还原达到了无限接近真实的极致。

在对照片的要求上，现在的国内无人机航拍，基本上是正射和倾斜角度集成在一起，这样能很好地提高工作效率，并且增加精确性。在对同一事物的同一个点的拍摄时，要求至少要3张以上<15°角的不同角度的照片覆盖，而且重叠度越大，处理出来的三维模型精确度更高，效果更好，但是所消耗的时间也越多。综合考虑，一般要求航向的重叠度>70%，旁向重叠度>50%，效果最佳。

2 Smart 3D在风景园林测绘的应用方法

Smart 3D实景三维建模主要包括工程准备、空三加密、加入控制点和模型建立贴图四个步骤。

工程准备主要是把无人机拍摄的数据按照拍摄相机的不同放入不同的文件夹（一般拍摄时采用的都是一种相机），并且要把文件夹的路径改成非中文路径，最后创建一个新的工程jobs，再创建一个Block，把图片分组加载到里面。

空三加密就是对导入的照片进行大量的特征点计算和分析，同个特征点不同角度的匹配，最终确定照片之间的关系，生成点云图。空三完成后，就可以在图中看出各个航带的飞行情况，照片的位置、密度和覆盖的范围等信息。但是空三生成的过程并不一定能一次成功，有时可能因为照片的拍摄问题，包括清晰度，重叠度和角度等问题，或者是运行过程中出现的问题导致空三出来的点云有漂移和沉浮的问题，根据问题出现的严重程度，有时必须重新进行一次空三运行。课题来源：本论文由北方工业大学学生科技活动项目资助。

然后就是加入控制点，控制点加入后还要再进行一次空三的运行，控制点的加入能让生成的模型具有精确性。这样2次进行空三的运行要比直接加入控制点进行空三要节省时间，而且还能检测出更多的问题。

最后模型建立贴图，对生成的白膜进行纹理的贴合，处理模型中有空洞的地方，特别是水域，因为水域的纹理不明显，所以生成模型时可能会出现问题，必须进行切块，然后把每块修复好再整合在一起。

3 Smart 3D在风景园林测绘中的优缺点

Smart 3D在风景园林测绘中有很多的优越性。

一是Smart 3D技术能同时处理大量的数据，这要比以前更方便，更省时。特别是在风景园林行业，往往需要大量的照片处理，这要比传统的三维建模更加简单。

二是此技术生成的成果更加精确，因为不管是前期数据的收集还是后期的处理都不需要人为的干涉，减少了中间的误差，使得生成的模型更具有准确性和价值性。

三是Smart 3D技術具有兼容性，它可以结合其它建模软件，使模型处理和修改更具方便性，也更适合于风景园林测绘。

但是Smart 3D技术也存在着一些有待改进的缺点，如对于图像有一定的要求，图像必须具有很好地纹理性才能被很好地识别，对于水面、镜子、光滑的墙面等都不能很好地处理，必须经过后期的处理与修复。还有就是采集的图像比较多，导致在处理中可能会因为一些图像影响到生成的成果，要求在生成点云的过程中需要几次的修改和检查。

4 结论

目前，实体三维建模主要应用于山地的测绘和规划、城镇建设规划、古建筑保护等方面。实体三维建模技术具有的诸多优越性能让它得到很快的认可，这也让它能够慢慢取代传统的三维建模，而且能够在风景园林测绘中解决很多传统建模难以解决的问题。

（责任编辑 禾初）