基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模 俞斌

发表时间:2021/6/3   来源:《基层建设》2020年第36期   作者:俞斌
[导读] 摘要:本文介绍了倾斜摄影测量技术的基本内容,分析了基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模方法,并结合相关实践经验,分别从模型优化、质量评定以及精度检测和评价等方面,探讨了优化倾斜摄影测量技术效果的技术方法。
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        摘要:本文介绍了倾斜摄影测量技术的基本内容,分析了基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模方法,并结合相关实践经验,分别从模型优化、质量评定以及精度检测和评价等方面,探讨了优化倾斜摄影测量技术效果的技术方法。
        关键词:倾斜摄影测量技术;三维数字;城市建模;方法应用
        引言
        随着经济社会的持续快速发展,倾斜摄影测量技术迎来了前所未有的重大发展机遇,如何采取科学规范的方法与策略,全面优化提升三维数字城市建模的综合实际效果,提高数字建模质量,备受摄影测量业内关注。本文就此展开了探讨。
        1.倾斜摄影测量技术概述
        当今社会,经济发展质量显著提高,城市建设发展节奏不断加快,城市框架不断拉大,对三维城市建模质量与方法提出了更高要求,使其中倾斜摄影测量技术的应用面临着严峻挑战与考验。当前形势下,有必要精准把握倾斜摄影测量技术的核心应用方法,宏观审视三维数字城市建模的迫切现实需求,综合运用精细化与规范化的测量技术方法,全面提升辅助城市规划与建设的发展进程。近年来,国家相关部门高度重视倾斜摄影测量技术的应用与创新,在传感器设备配置、多层次测绘等方面制定并实施了一系列重大行业规范与标准,优化了三维建模技术流程,为新时期扎实开展三维数字城市建模提供了基本遵循与技术导向,在倾斜摄影测量技术优化应用等方面取得了令人瞩目的现实成就(如图1所示)。同时,广大测绘结构与规划单位同样在创新倾斜摄影测量技术方面进行了积极探索,实现了对单张测绘对象的有效测量,使采集到的建筑物侧面纹理结构更加清晰,所获得的技术测量数据更加准确有效,全面彰显出其灵活性强、经济成本低、测绘效率高等现实优势。
       
        图1  三维建模技术流程示意图
        2.基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模分析
        2.1虚拟现实漫游
        由于倾斜摄影测量技术以无人机为主要设备载体,通过其所携带的摄影设备与传感设备等进行数据采集,并实现与建模设备的直接相连,可确保所采集数据保持连续性、稳定性、覆盖性的即刻传输,因此在推动虚拟现实漫游方面颇具价值。在三维城市数字建模中,倾斜摄影测量技术可充分整合二维和三维技术方法的分别特点,对城市规划区中的各类建筑情况进行精准测量。在和互联网技术与软件技术结合的基础上,倾斜摄影测量技术可向特定对象进行发布摄影结果,使其能够全面详细了解城市全貌,增强立体感与形象感,即实现所谓的虚拟浏览。
        2.2电力线路的三维建模
        电力线路是现代城市建设与发展的重要基础设施,在保证城市电力能源供应,优化城市载体功能等方面发挥着关键作用。通过运用倾斜摄影测量技术方法,可在一定范围内构建其相应的三维模型,为电力线路建设、电力线路整合、电力线路综合优化布局等提供可靠依据与参考,使电力线路建设的精准度大大提升。在当前摄影测量技术领域中,采用倾斜摄影测量技术方法可辅助进行更为精准的电力线路规划与铺设,摒弃传统僵化固化条件下电力线路规划与建设的弊端与不足,提高线路设计与实际建设过程的匹配性。同时,在倾斜摄影测量技术的支持下,还可对以往既有电力线路的客观存在数据进行采集与分析,形成直观化的立体模型。
        2.3智慧型城市建立
        随着我国城市化进程的不断加快,城市建设发展开始实现与网络技术、大数据技术、云计算技术等科学技术方法的融合与衔接,智慧型城市建设节奏加快。在此背景下,若依旧依赖创传统测绘技术进行城市建模,则不仅效率低下,而且经济成本较高,费时费力,因此倾斜摄影测量技术的应用优势凸显。运用倾斜摄影测量技术方法,城市三维模型构建的精确度、系统性以及自动化水平得以大大提升,可满足智慧型城市在城市规划、系统测量、要素布局等方面的现实需求,避免了周围遮挡物对其的干扰,迎合当前智慧型城市建设的基本趋向,是有效推动城市实现未来长远可持续发展的重要推动力。
        2.4城市管理方面的应用
        现代科学技术的快速发展,为三维数字城市建模提供高了更为丰富的技术手段,使测量人员在测量工具与方法选择方面更具灵活性,使得传统模式下难以完成的倾斜摄影测量技术操作任务具备了更强的可操作性。在清晰摄影测量技术的支持下,城市管理可依托于三维数字城市建模成果,精准掌握城市各类资源要素的分布与布局,通过优化摄影测量技术设备的稳定性,使其控制系统与导航系统有机匹配,融合红外传感、智能测量等技术方法,实现对测量高度、测量角度以及测量姿态的动态化调整,即便在遮挡物相对密集的区域依旧能够实现高效稳定的摄影测量。
        3.优化倾斜摄影测量技术应用效果的技术方法探讨
        3.1模型优化
        三维模型是体现城市各项构成要素分布位置、外在形态、纹理特性等信息的重要载体,对其进行优化改进使提高倾斜摄影测量技术应用效果的重要手段。部分情况下,三维模型会存在个别地形表面起伏与实际状况不相吻合等问题,且半空中存在路灯、信号杆塔等地物,这就需要通过特定软件对其中所包含的各项漏洞进行修复,完成模型优化的过程,使建筑物等物体表面纹理趋于合理化。可采用计算机软件自动修复和人工修复相结合的方式,保持参数不变,对建筑物纹理进行重新映射。
        3.2质量评定
        选择最具代表性的质量评定参数指标,对地形模型、交通要素模型、植被要素模型等三维模型的构成要素进行质量评定,对模型表面效果进行优化处理,确保各项要素纹理清晰,分布均匀,样式统一,并具备一定的质感与色彩等,以最大限度上提高三维数字模型的整个构造感。对不同类型的三维模型构成要素进行质量评定,因选择不同的评定方法,对构成要素的整体特征与细节特征进行比对,使最终形成的三维数字模型基本反映出建筑物的色调、质地、图案等特征。
        3.3精度检测和评价
        三维数字城市模型的数据精度检测和评价主要包括位置精度、表现精度、属性精度,以中完整型和逻辑一致性等,因此应有针对性地实施评价分析。通过检测和评价,应使模型整体效果、色调、光影关系衔接有序,尽量降低数据冗余现象的存在,确保不同类型、不同细节层次数据的拓扑关系完整有效。合理布设检测点,对倾斜摄影测量获取到的数据与三维坐标模型数据进行校对,满足大比例尺摄影测量建模要求。
        结语
        综上所述,受摄影技术方法体系等方面要素的影响,当前三维数字城市建模中倾斜摄影测量技术的应用依旧存在诸多薄弱环节,有关人员应该从三维城市建模的客观实际需求出发,遵循倾斜摄影测量技术基本规则,全面提升建模质量。
        参考文献:
        [1]李英民,谢姣岚,崔英豪.面向城市基础数据更新的无人机倾斜摄影三维建模技术探讨[J].建筑设计与装饰,2019(31):155-157.
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