浅谈倾斜摄影测量技术在数字城市建设中的应用

徐健淋

摘  要：人们所生活的世界是一个三维空间，如今伴随着测绘地理信息技术的逐渐发展和国家对数字城市、智慧城市建设的具体需求，越来越多的人开始了解三维数字技术，知道其为我国经济与科技发展所提供的帮助有多大。所以，倾斜摄影三维影像获得以及倾斜实景三维模型数据被社会各个领域所重视。目前，三维数字城市模型可以全方位地展现出城市的景观，可以轻松还原出城市以往的面貌，为城市的规划、建设以及民众出行带来便利。

关键词：经济发展  分析研究  城市建设  计算机

中图分类号：TB86   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（a）-0025-02

在数字城市建设过程中，应用到的技术有很多，其中主要是对计算机技术和多媒体技术的应用，并以此为基础，再以网络作为其中的纽带，利用一些遥感和定位系统、地理信息的系统、仿真虚拟现实等一些现代化技术来对部分的城市进行一系列的三维描述。例如在各种尺度上，多种时空、多重分辨率以及更多种类上去展开的描述。也就是说，可以利用这个现代化的信息技术将城市的过去、现在，以及未来所出现的所有内容都通过使用网络上的数字化虚拟做到完全实现。

1  三维建模技术的现状

现如今数字城市都在迅速发展当中，因此在城市环境上一系列的三维信息要做到被表达出来、处理出来就变成了一件至关重要的事情。若想真正实现这些，首先需要相关人员对建筑表达时认真、仔细，此外还需要建立一个完善的城市景观模型。以便于利用这个模型去进行一些相关联的城市规划，可以在建筑、规划、国土、交通指挥、信号站如何布置等方面提供一些指导性的作用。当然，正因如此，可以清晰地发现，采集和处理数据尤为关键。因为城市地物与景观的信息量大，已经不仅仅是局限在几个小建筑上或者是某个城市的小区里了，而是变成了需要整理整个城市。

传统三维城市数字建模的基本方法，首先要让外业人员通过实地走访考察拍照来得到一些建筑物的外形、结构、纹理等，相关工作人员经过后期处理，再加上正射影像以及测区平米的图片等专业数据，来建立白模，然后把摄影后的纹理分析结果以及一些小部分的结构，附在白模之上。这样的采集方式缺点不仅是生产工艺复杂，生产的成本和工作强度高，工期长。最重要的是无法满足特大城市和大型城市对大范围快速建模的需要。

2  倾斜摄影技术

近几年，该技术早已风靡海内外，一些发达国家在该项技术的建树上可谓完美，我国是近两年才引进该技术，虽然与国外一些发达国家相比较还有很大差距，但是在一些关键部分已经取得重要突破。它不但推翻了之前正射影只可以从垂直方向进行拍摄的这个局限性，并且还通过一些高科技传感器在各个角度可以采集高分辨率的影像。此项技术既可以将地理的全部情况映射出来，还能够利用一些新的定位技术，我们可以简单地输入地理信息和影像信息来感受到高端用户的体验感，同时也大大提高了航空摄影影像处理上的速度问题。

该项技术首先可以全方位体现出地表事物的具体现状，其次通过应用一些高新技术，来获取精准的地理信息。除此之外，还极大程度提升了遥感的适用领域，可以将遥感技术全面应用在该项技术中。值得一提的还有倾斜的摄影影像系统主要包含了5个相机的角度，有一个角度是用来获取在底部区域范围的影像的，其余的4个相机角度都是在同一时间用来获取东西南北4个方位的倾斜影像的。这个系统有几个特点：第一点，可以做到通过单张影像量测来通过一些配套软件的应用，可以直接在成果上对高度、长度、面积等方面的一些测量，并将该项技术在行业领域中的应用范围完全展开。第二点，可以对地表事物周边的一些真实发生的情况如数反映到相对应的正射影像上，如此一来，能够真正实现，在该项技术的应用下，用户从全方位观察地表事物条件，将各种真实情况全部反映出来。正是可以弥补一些正射影像应用的不足之处。第三点，在建筑物的侧面纹理中能够采集到一些針对数字城市应用的，再利用上航空摄影的特点，和对该项技术的应用，可以大部分获得提取信息，如此便可以极大程度地减小城市三维建模的经济成本。最后，由于该项技术可以得到影像数据，并能够展现出所有细节部分。除此之外，用户还能从不同角度上去浏览视图，也可以共享一些信息。就从一些相关的细节上来看，倾斜摄影还是有非常大的优势的。而这些优势便能使这个系统在数字城市三维建模当中得以广泛应用。可以通过网络发布，运用共享手法来进行分享。通过倾斜摄影技术获取的影像，与不同拍摄角度对比能展示更多的细节，用户可以从不同的角度浏览视图，并且找到相关的细节等。倾斜摄影测量的优势可在数字城市三维建模中得到更好的应用。

3  倾斜摄影测量在数字城市三维建模中体现的优势

该项技术的数据采集，所应用的最重要方式是，倾斜摄影进行加工的关键技术，通过这些技术来得到对地表数据的另外一些侧面信息，以此来获取数据的三维模型。

倾斜摄影通过测量得出的数据在本质上来说就是一个模型，主要是一个网格面的模型，一般来说是需要通过一些算法而得出来的，有时候使用区域增长法、八叉树算法或者是玻前算法等。具体使用哪一个方法，还是要具体模型具体分析。

根据倾斜摄影测量完成的城市模型，提供了一个缩小版现实世界的非常真实的环境，不但还原基础设施，连施工场所等也都提供了，还原性非常高。建筑信息模型这个技术可以从开始就贯彻到结尾，在建设的每个阶段都可以做到提供建设性的作用和帮助。它所可以提供的详细的数据信息也是让信息化、智能化更加深入到工作当中去。系统地理信息系统里的数据更是一个很重要的关键点，可以直接用来生成数字城市的三维模型，空间数据更是可以用在建筑信息的建筑模型上面。现如今倾斜摄影建模技术和BIM技术已经是可以完美地融合在一起了，可以实现的作用也就更大了，简直就是一个集数字化、信息化的强大的三维数字城市系统。

4  倾斜实景三维mesh模型数据生产

三维建模采用国内主流的倾斜摄影自动建模系统Context Capture Center Master进行真三维模型的制作，该系统是基于摄影测量原理与计算机视觉技术，对大重叠度的倾斜影像进行空三加密、密集匹配等过程，最终生成真三维模型。整个过程无需人工干预，具有快速、简单、全自动等特点，广泛的数据源兼容性和多种数据输出格式使其优势明显。在模型成果中的全部建筑物空间关系以及纹理，务必应用分层显示技术，据统计可知，分层可以达到25层以上，这样一来可以确保所有配置的计算机都可以很清晰地展示地物模型，将建筑物的所有细节全部表达出来。

5  三维模型单体化制作

三维精细化建模以自动化生成的格网模型为基础，对三维场景内的建筑模型、地形模型、道路桥梁模型、交通附属模型、植被水系模型等进行二次加工，使模型单体化独立化，以便后期应用扩展;同时对模型进行精细化编辑，消除格网模型产生的拉花、变形、扭曲及遮挡，使三维模型的效果得到大幅度提升。

6  结语

通过上文分析与研究可知，该项技术在我国的应用时间虽然不长，但是在数字城市的三维建模上，已经取得重大突破，真正实现了让全国的大数据进行实时共享的愿景，非常精细、准确的模型建筑不但可以让每个专业或者是每一个工程之间进行一些交流探讨，还更是让数字化城市的管理上真正可以做到拥有更加强大准确的数据。倾斜摄影测量技术广泛运用，节省了时间，提高了效率，对三维模型单体上的制作以及三维mesh模型数据生产上都提供了不可或缺的重要帮助。

参考文献

[1] 郝增.倾斜摄影测量在智慧城市中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2017（7）：56-57.

[2] 倪自强.无人机倾斜摄影测量在城市三维建模中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2017（9）.

[3] 孙宏伟.基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模[J].现代测绘，2014，37（1）：18-21.