攝影測(cè)量的高精度三維城市建筑物建模技術(shù)

現(xiàn)代數(shù)字城市是基于城市空間構(gòu)筑的虛擬化城市信息平臺(tái),而傾斜攝影測(cè)量技術(shù)則是通過(guò)遙感設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市地貌數(shù)據(jù)的快速采集、獲取,并滿(mǎn)足工程測(cè)量、城市三維建模的需要。探討了傾斜攝影測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù),并結(jié)合三維城市建模項(xiàng)目開(kāi)展影像數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用。

現(xiàn)代數(shù)字城市是基于城市空間構(gòu)筑的虛擬化城市信息平臺(tái),而傾斜攝影測(cè)量技術(shù)則是通過(guò)遙感設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市地貌數(shù)據(jù)的快速采集、獲取,并滿(mǎn)足工程測(cè)量、城市三維建模的需要。探討了傾斜攝影測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù),并結(jié)合三維城市建模項(xiàng)目開(kāi)展影像數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用。

建筑物是地震災(zāi)害的重要受災(zāi)體,準(zhǔn)確的建筑物空間分布信息是災(zāi)害評(píng)估、應(yīng)急救援及震后重建的重要依據(jù)。建筑物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取主要靠野外調(diào)查,耗時(shí)耗力,為更好的獲取建筑物的高精度數(shù)據(jù),本文中采用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行區(qū)域建筑物三維模型構(gòu)建,為研究區(qū)建筑物數(shù)據(jù)的獲取提供支持。以無(wú)人機(jī)低空影像采集平臺(tái)采集的吐魯番市主城區(qū)影像信息為基礎(chǔ),基于軟件平臺(tái)進(jìn)行航片信息與pos信息的空三解算,計(jì)算出密集的三維點(diǎn)云、數(shù)字正射影像及不規(guī)則三角網(wǎng),進(jìn)而完成研究區(qū)建筑物三維模型的構(gòu)建。結(jié)果表明:此方法構(gòu)建的三維模型能夠反映區(qū)域真實(shí)地物地貌,數(shù)據(jù)處理過(guò)程全自動(dòng)化,大大提高了生產(chǎn)效率。建立的研究區(qū)建筑物三維模型精度較高,可用于區(qū)域建筑物基本信息的識(shí)別,補(bǔ)充了現(xiàn)有數(shù)據(jù)獲取主要依靠野外調(diào)查的不足,數(shù)據(jù)獲取方式簡(jiǎn)單、省時(shí)省力。

探討了一套以無(wú)人駕駛飛行器遙感影像為基礎(chǔ),在現(xiàn)有二維gis數(shù)據(jù)支持下的三維城市建模技術(shù)方案。根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)三維建模的基本原理,結(jié)合已完成并通過(guò)驗(yàn)收的“數(shù)字威?！比S地理空間基礎(chǔ)框架,詳細(xì)論述了數(shù)字城市中紋理建模和幾何建模的關(guān)鍵技術(shù)及建模方法。

近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,航天航空技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)呈現(xiàn)飛速發(fā)展,遙感數(shù)據(jù)獲取能力得到了有效提升,形成了以多源(多平臺(tái)、多角度、多傳感器)、高分辨率(光譜、時(shí)間、空間、輻射)為特點(diǎn)的高效、多樣、快速的空天地一體化數(shù)據(jù)獲取手段。本文以拓普康獵鷹8號(hào)八旋翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)為例,通過(guò)分析該平臺(tái)獲取的低空攝影測(cè)量數(shù)據(jù),利用smart3d軟件對(duì)建筑物進(jìn)行建模,為智慧城市的三維系統(tǒng)建設(shè)提供有力的技術(shù)保障。

三維建模已經(jīng)成為測(cè)繪數(shù)字化過(guò)程中不可缺少的重要一環(huán)。smart3d軟件在快速低成本實(shí)現(xiàn)精細(xì)三維模型的構(gòu)建、大比例尺dom的制作以及三維模型的可視化展示等方面擁有巨大優(yōu)勢(shì)。本文借助傾斜攝影測(cè)量技術(shù)和smart3d軟件實(shí)現(xiàn)精細(xì)三維模型的快速構(gòu)建,規(guī)范和分析了數(shù)據(jù)獲取的主要流程和數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù),對(duì)比和探討了利用點(diǎn)云和影像數(shù)據(jù)建模的精度和優(yōu)缺點(diǎn),總結(jié)了三維建模過(guò)程中相關(guān)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。最后指出了影像建模仍面臨的一些問(wèn)題,仍需要進(jìn)一步研究。

三維建模已經(jīng)成為測(cè)繪數(shù)字化過(guò)程中不可缺少的重要一環(huán)。smart3d軟件在快速低成本實(shí)現(xiàn)精細(xì)三維模型的構(gòu)建、大比例尺dom的制作以及三維模型的可視化展示等方面擁有巨大優(yōu)勢(shì)。本文借助傾斜攝影測(cè)量技術(shù)和smart3d軟件實(shí)現(xiàn)精細(xì)三維模型的快速構(gòu)建,規(guī)范和分析了數(shù)據(jù)獲取的主要流程和數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù),對(duì)比和探討了利用點(diǎn)云和影像數(shù)據(jù)建模的精度和優(yōu)缺點(diǎn),總結(jié)了三維建模過(guò)程中相關(guān)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。最后指出了影像建模仍面臨的一些問(wèn)題,仍需要進(jìn)一步研究。

以河南省鄭州市上街區(qū)為例,基于傾斜攝影的三維建模技術(shù)原理,采用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的多旋翼無(wú)人機(jī)作業(yè)平臺(tái),對(duì)于研究區(qū)進(jìn)行無(wú)人機(jī)傾斜攝影三維建模。研究表明采用本作業(yè)方案提高了建模精度,同時(shí)大大降低了三維模型數(shù)據(jù)采集的經(jīng)濟(jì)代價(jià)和時(shí)間代價(jià),為今后開(kāi)展類(lèi)似城鎮(zhèn)區(qū)域建模提供了參考和依據(jù)。

在城鎮(zhèn)地區(qū)開(kāi)展重力調(diào)查時(shí),建筑物對(duì)重力測(cè)量的影響往往被忽視。為了解決城市建筑物重力影響的校正問(wèn)題,首先采用直立長(zhǎng)方體來(lái)模擬建筑物模型,計(jì)算了單一建筑物的重力校正值隨建筑物高度和校正半徑的變化趨勢(shì),結(jié)果表明校正值在校正半徑為0~250m之間時(shí)急劇增加,在校正半徑達(dá)到250m以后逐漸趨近一常數(shù)。隨后,以1∶25萬(wàn)區(qū)域重力調(diào)查為例,對(duì)比校正半徑為50m、250m和1000m的建筑物影響值,發(fā)現(xiàn)250m的校正范圍既能滿(mǎn)足近中區(qū)地形校正精度要求,又便于野外操作,要減小250m的校正范圍以外建筑物的影響,采用簡(jiǎn)單易行的理論計(jì)算方法即可實(shí)現(xiàn)。最后給出了城市建筑物重力校正的野外觀測(cè)方法和繪圖式記錄方式。該校正方法和方案能夠消除城市建筑物對(duì)重力測(cè)量影響,有助于提高城鎮(zhèn)地區(qū)重力異常精度。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,加速推動(dòng)了我國(guó)數(shù)字化城市的建設(shè)。傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)成為當(dāng)前熱門(mén)的城市三維建模研究和應(yīng)用內(nèi)容,極大提升了三維建模的效率,同時(shí)也降低了建模的生產(chǎn)成本。本文以校園實(shí)景三維建模為例,重點(diǎn)介紹傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制網(wǎng)布設(shè)及數(shù)據(jù)處理的原理和方法,并對(duì)實(shí)景三維建模技術(shù)流程進(jìn)行總結(jié)。

采用攝影測(cè)量方法獲取規(guī)則建筑物的幾何模型與表面紋理，重建其真三維圖形?？捎靡詳U(kuò)展攝影測(cè)量制圖系統(tǒng)，以適應(yīng)現(xiàn)代規(guī)劃、設(shè)計(jì)領(lǐng)域決策可視化要求，產(chǎn)生較大比例尺的大區(qū)域景觀圖。

采用攝影測(cè)量方法獲取規(guī)則建筑物的幾何模型與表面紋理，重建其真三維圖形。可用以擴(kuò)展攝影測(cè)量制圖系統(tǒng)，以適應(yīng)現(xiàn)代規(guī)劃、設(shè)計(jì)領(lǐng)域決策可視化要求，產(chǎn)生較大比例尺的大區(qū)域景觀圖。

采用車(chē)載移動(dòng)激光掃描車(chē),以郴州市某單位建筑物為例,詳細(xì)介紹了高精度三維建模的技術(shù)流程,闡述了利用mapstationv8i的三維建模功能實(shí)現(xiàn)建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)三維重建的結(jié)果和精度。

自2006年國(guó)家測(cè)繪地理信息局啟動(dòng)數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)試點(diǎn)工作以來(lái),數(shù)字城市建設(shè)的社會(huì)化應(yīng)用取得了豐碩的成果,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮了重要的作用。作為數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)工程的重要組成部分,三維數(shù)字城市模型能較好地從多角度體現(xiàn)城市的立體景觀,較直觀且真實(shí)地還原城市風(fēng)貌,為城市的規(guī)劃、建設(shè),以及民眾出行帶來(lái)便利。其中,在數(shù)字城市三維建模過(guò)程中,傾斜攝影測(cè)量技術(shù)得到了國(guó)內(nèi)外大量研究學(xué)者的關(guān)注,其在我國(guó)數(shù)字城市的建設(shè)和發(fā)展中具有重要意義。本文較為系統(tǒng)地總結(jié)了現(xiàn)階段傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在我國(guó)數(shù)字城市三維建模過(guò)程中的應(yīng)用概況,深入探究了其在數(shù)字城市建設(shè)過(guò)程中的具體案例,并對(duì)基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的三維數(shù)字城市建模在城市信息化建設(shè)中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

提出了一種用攝影測(cè)量方法獲取的規(guī)則建筑物幾何模型和表面紋理，重建真實(shí)感３ｄ圖形的方法，用以擴(kuò)展攝影測(cè)量制圖系統(tǒng)，適應(yīng)現(xiàn)代規(guī)劃，設(shè)計(jì)領(lǐng)域決策的需要，產(chǎn)生較大比例尺的大區(qū)域景觀圖。

提出了一種用攝影測(cè)量方法獲取的規(guī)則建筑物幾何模型和表面紋理，重建真實(shí)感３ｄ圖形的方法，用以擴(kuò)展攝影測(cè)量制圖系統(tǒng)，適應(yīng)現(xiàn)代規(guī)劃，設(shè)計(jì)領(lǐng)域決策的需要，產(chǎn)生較大比例尺的大區(qū)域景觀圖。

基于三維激光掃描技術(shù)的建筑物三維建模 [摘要]本文介紹了地面三維激光掃描的工作原 理，研究了點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波去噪、點(diǎn)云拼接、曲面重構(gòu) 等數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及三維建模，實(shí)例結(jié)果表明，基于 地面三維激光掃描技術(shù)建立的建筑物三維模型可以較 好地表達(dá)建筑物的幾何特征。 [關(guān)鍵詞]點(diǎn)云數(shù)據(jù)三維激光掃描點(diǎn)云拼接三 維建模 [中圖分類(lèi)號(hào)]p208[文獻(xiàn)碼]b[文章編號(hào)] 1000-405x（2014）-5-203-1 1引言 三維激光掃描技術(shù)是一門(mén)新興的測(cè)繪技術(shù)，該技 術(shù)可以真正做到直接從實(shí)物中進(jìn)行快速的逆向三維數(shù) 據(jù)采集及模型重構(gòu)，無(wú)需進(jìn)行任何實(shí)物表面處理，快 速獲得完整的原始測(cè)繪數(shù)據(jù)并高精度地重建掃描實(shí) 物，為獲取空間信息提供了一種全新的技術(shù)手段。它 是一種先進(jìn)的全自動(dòng)高精度立體掃描技術(shù)，又稱(chēng)為“實(shí) 景復(fù)制技術(shù)”，是繼gps空間定位技術(shù)后的又一項(xiàng)測(cè) 繪技術(shù)革新。目前，激光三維

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，二維數(shù)據(jù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足需要，作為城市的最基本單位，建筑物的三維空間數(shù)據(jù)所能反映的信息更加豐富、直觀。本文從三維空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、建筑物三維數(shù)據(jù)模型建立和建筑物表面紋理獲取三個(gè)方面對(duì)建筑物三維數(shù)據(jù)模型構(gòu)建進(jìn)行了闡述，對(duì)提高城市信息管理與服務(wù)具有一定的意義。

針對(duì)當(dāng)前數(shù)字城市三維精細(xì)模型建設(shè)方法的特點(diǎn)和成本,本文提出一種城市三維快速建模方法,作為對(duì)精細(xì)三維模型建模的補(bǔ)充。該方法的主要思路和技術(shù)特點(diǎn)是在充分利用現(xiàn)有城市測(cè)繪信息資源的前提下,通過(guò)研究各種模型要素的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出一種自動(dòng)化程度非常高的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)城市建筑的三維快速建模。該方法保證城市三維模型的逼真效果和瀏覽速度,極大地提高了三維城市建模的效率,在城市三維建模中具有很好的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

城市三維建模即用來(lái)描述城市地上景觀及其空間信息的三維模型，是現(xiàn)代城市信息表達(dá)的重要載體，并且在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)管理以及應(yīng)急響應(yīng)等方面都有著重要作用，發(fā)展?jié)摿薮?。文章從無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的基本內(nèi)容出發(fā)，首先分析了基于無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的3d建模及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，而后具體論述了該技術(shù)下城市三維建模的技術(shù)路線(xiàn)，以供參考

基于三維激光掃描數(shù)據(jù)的建筑物三維建模 作者：吳靜，靳奉祥，王健，wujing，jinfeng-xiang，wangjian 作者單位：山東科技大學(xué),地球信息科學(xué)與工程學(xué)院,山東,青島,266510 刊名：測(cè)繪工程 英文刊名：engineeringofsurveyingandmapping 年，卷(期)：2007，16(5) 被引用次數(shù)：7次 參考文獻(xiàn)(11條) 1.李清泉.楊必勝三維空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取建模與可視化2003 2.盧秀山.李清泉.馮文灝車(chē)載式城市信息采集與三維建模系統(tǒng)[期刊論文]-武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版）2003(03) 3.王健.靳奉祥.盧秀山動(dòng)態(tài)激光測(cè)圖數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[期刊論文]-山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2005(04) 4.鄭德華三維激光掃描數(shù)據(jù)處理的理論與方法[學(xué)位論文]2005

設(shè)計(jì)了一個(gè)考慮城市建筑物動(dòng)力作用和人為熱量影響的城市邊界層參數(shù)化方案(ubp),并將之耦合到新一代中尺度模式wrf中。利用wrf/ubp模式對(duì)北京地區(qū)夏季晴空下邊界層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,并與不考慮建筑物及人為熱源影響的myj方案的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,ubp方案模擬的邊界層結(jié)構(gòu)反映了城市下墊面作用下的邊界層結(jié)構(gòu)特征,近地面層風(fēng)場(chǎng)和溫度場(chǎng)的模擬與自動(dòng)氣象站的觀測(cè)結(jié)果更為接近。人為熱源使得城市熱島效應(yīng)增強(qiáng),診斷分析顯示由于夜間為穩(wěn)定邊界層,而白天邊界層發(fā)展,湍流輸送加強(qiáng),熱島效應(yīng)的日變化與人為熱源的日變化有明顯的反相關(guān)。另外,對(duì)湍流動(dòng)能和邊界層高度也進(jìn)行了對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)城市建筑物使得湍流動(dòng)能增加,夜間邊界層高度有明顯升高。研究表明,考慮了建筑物影響的ubp方案大大改善了模式對(duì)于城市近地面要素的模擬能力,對(duì)城市邊界層的描述更為合理。