基于摄影测量的三维城市建模PPT课件
利用摄影测量技术进行城市三维建模
利用摄影测量技术进行城市三维建模摄影测量技术是一种通过摄影机拍摄城市建筑物，利用计算机图像处理和空间数据处理方法，生成城市三维模型的技术。
在过去的几十年里，随着计算机技术的飞速发展，摄影测量技术逐渐成为城市规划、土地管理和物业开发的重要工具。
为了进行城市三维建模，首先需要获取城市建筑物的图像数据。
这一过程通常使用航空摄影或卫星遥感技术来实现。
航空摄影利用专门的航空摄影机在特定高度上拍摄城市地区的照片，而卫星遥感则利用卫星上的传感器获取地面图像数据。
无论使用哪种方法，我们都需要保证图像的质量和准确性，以便后续的数据处理和分析。
一旦获取了城市建筑物的图像数据，接下来的步骤就是数据处理和建模。
首先，我们需要对图像进行校正和配准，以确保各个图像之间的一致性。
然后，利用计算机视觉技术和图像处理算法，对图像进行特征提取和点云生成。
这一步骤可以通过自动化软件完成，也可以通过人工辅助进行。
随着点云的生成，我们就可以开始进行城市三维建模了。
建模的目的是根据点云数据和图像信息，创建出城市建筑物的准确三维模型。
这一步骤通常使用计算机辅助设计（CAD）软件或三维建模软件来完成。
通过根据点云数据进行建模，我们可以生成高度、宽度和深度准确的建筑物模型。
模型的精度和细节可以根据需要进行调整和改进。
除了建立静态的城市三维模型，摄影测量技术还可以用于创建动态的城市模拟。
通过使用计算机图形学和动画技术，我们可以将三维建模与真实的城市环境相结合，创建出高度真实感的城市模拟。
这种模拟可以用于城市规划和交通仿真，帮助政府和规划师更好地理解城市的发展需求和交通状况。
除了在城市规划和土地管理方面的应用，摄影测量技术还可以在物业开发和建筑设计中发挥重要作用。
通过使用摄影测量技术，建筑师可以更好地理解和利用建筑物周围的环境条件，提高建筑物的风格和功能性。
此外，摄影测量技术还可以用于测量建筑物和土地的几何形状和尺寸，帮助设计师更好地进行施工和工程管理。
航空摄影测量与城市三维快速建模技术
• DTM 450 Km2 • True Ortho Photo 450 Km2 • 3D Model
① Ground information
② Photo Index
7295 images, 59 strips 450 Km2
③ Control Points
④ Sub-Block (For AT)
航向重叠度： 75~80% （传统60%）
旁向重叠度： 40~50% （传统30%）
飞行方向
航向重叠
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4.城市三维快速建模数据生产解决方案
➢ 数字城市空间数据生产解决方案，就是针对 数字城市中三维数据应用所定义的基础信息 数据（DLG/DEM/DOM，各种属性建库信 息 ）而进行快速生产的解决方案。
• BUD3DV
—基于航空影像的模型顶部及侧面纹理多片自动提取软 件技术；
• XyzFix
—矢量采集数据的整理工具软件（包含剔除多余点、剔 除单点、自动闭合等矢量整理及编辑功能）
• 3DV2X、3DV23DS、3DVOpt；
—建筑物模型自动提取，数据转出成公共三维格式软件
• ShpxView、3DVBrow、ShpCmb
⑤ Date - Features
⑥ Date - True Ortho Photos
⑦ Date - Overlay
谢谢
航空摄影测量[aerial photogrammetry]指的是 在飞机上用航摄相机对地面连续摄取有一定 重叠度像片，结合地面控制点测量、调绘和 立体测绘等步骤，绘制专题地图的作业
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1.航空摄影测量
航空摄影测量为数字城市提供了以下重要数据：
•建筑物三维重建模型（DLG） •数字高程模型 （DEM ) •数字正射影像 ( DOM )
《摄影测量测》课件
4 其他应用领域
摄影测量测可用于测量建筑物的尺寸、 形态和变形等，为建筑设计和维护提供 便利。
摄影测量测还广泛应用于城市规划、环 境保护、灾害监测等各行业领域。
结论
摄影测量测对我们的意义不可忽视。它为我们提供了准确的地理信息，支持各行业的决策和规划。
未来，随着技术的不断发展，摄影测量测将在更多领域得到应用，为人类的发展做出更多贡献。 感谢大家参与本次摄影测量测的PPT课件学习，希望对大家有所启发和帮助。
《摄影测量测》PPT课件
欢迎大家来到本次摄影测量测的PPT课件。今天我们将介绍摄影测量测的基础 知识、方法、数据处理以及应用领域。让我们一起探索摄影测量测在地理信 息领域的重要性和未来发展前景。
介绍
什么是摄影测量测？摄影测量测是利用相机、经纬仪、测距仪等设备通过测量影像几何信息来推 算实地地物位置和形态的一门高科技技术。
基本原理
摄影测量测基于相机的 光学成像原理，通过测 量影像中的几何信息推 算地物位置和形态。
主要内容
摄影测量测的主要内容 包括摄影测量测仪器、 方法和数据处理等方面。
摄影测量测的仪器和设备
相机
航空摄影机是摄影测量测中最常用的工具，用 于获取地物的影像。
经纬仪
经纬仪用于测量相机在空间中的姿态，为影像 几何校正提供基础。
测距仪
测距仪用于测量地面上地物与相机的距离，为 影像测量提供距离信息。
其他仪器和设备
除相机、经纬仪和测距仪外，还有其他辅助设 备，如航空平台、GPS等。
摄影测量测的方法
1
后方交会法
2
通过已知地物的三维坐标和对应影
像上的投影坐标，调整相机的姿态
参数。
3
尺法，还有其他影像处理和几何推
基于数字摄影测量技术的城市三维的观建模
本科毕业设计说明书题目：基于数字摄影测量技术的城市三维景观建模院（部）：土木工程学院专业：测绘工程班级：测绘082姓名：学号：2008011045指导教师：完成日期：2012年6月10日目录摘要·ⅢABSTRACT·Ⅳ1 前言·11.1 摄影测量··11.2 三维建模技术··11.3 本设计的研究内容··22 三维景观建模的制作原理及应用·32.1 概述··32.2 基于Imagis的城市三维景观建模方法的实现··3 2.2.1创建简单的三维模型··42.2.2创建复杂的三维模型··42.3纹理采集和纹理粘贴··52.3.1三维建筑物纹理采集与处理··52.3.2三维建筑物纹理粘贴··62.4 三维建模中遇到的问题总结··73 数字摄影测量数据处理·93.1JX—4C简介··93.2测区介绍··93.3数据采集··93.3.1数据预处理··93.3.2DLG的制作··183.3.3DEM的制作··203.3.4等高线生成及TIN的生成··223.3.5DOM制作及镶嵌··244 基于数字摄影测量的城市三维建模·28 4.1 建模所需数据和软件··284.2 Imagis环境下三维数字模型的建立··29 4.2.1数据的输入和转换··294.2.2生成DEM·304.2.3楼房道路建模和纹理贴图··314.2.4树木建模··355 结论·37谢辞·39参考文献·40摘要信息时代的城市规划与数字城市的建设是密切相关的。
基于倾斜摄影测量技术构建三维模型
校 正。预处 理后 的大 数据 基于 Ｓｍａｒｔ ３Ｄ软件 进行空三加密 ，其步骤主要分为将控制 点数据 、 ＰＯＳ数 据 、 影 像 区 块 导 入 ，删 除 ３Ｄ ｖｉｅｗ 中飘 离点，设置影 响特征点选取 的参数 ，进行连接 点 （即特 征点）提取和匹配等 。在连接 点匹配
先 决 条件 ， 缩 短 节 省 建 模 时 间 ，节 约 劳动 力 成 本；直接获取建筑物多面信息，减少航拍 次数 ， 降低 仪器 损 耗 。 ２．２．４具有较大的视场 角
增 添 倾斜 角度 的航 摄相 机 后，可根 据 倾 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ摄 影相机 安放 角度不同，可适 当调节视场角 。
青 区西 北 部 ， 西 部 与 天 津 工 业 大 学 紧 邻 ， 东 部 与 天 津 理 工 大 学 接 壤 ，学 校 占地 面 积 ３５００亩 、 建 筑 面 积 ８４万 平 方 米 。 地 理 坐 标 位 于 东 经 Ｅ１１７。０６’４６”．１１７。０７’３４”， 北 纬 Ｎ３９。０３’１２”一
３．２ 实验
２．２：３成 本 低
在 相 同 的 拍 摄 时 长 中获 取 五 倍 数 据 ，大 量 ３．２．１测 区概 况
１ 引言
数 据 为批 量 进 行 特 征 点 提 取 和 同名 点 匹配 提 供
测 区 定 于 天 津 师 范 大 学 ， 位 于 天 津 市 西
数 字 城 市 的 提 出 ， 将 人 们 对 地 球 的探 索 引向三维 的表达 方法。随着社会对地理信息精 度和可视化要求 的增高，原有基于高程和地物 顶部信息合成三 维模型的手段不能满足更高层 次 的需求 。近年来提出的倾斜摄影测量技术 ， 通 过 多角 度 倾 斜 拍 摄 ，获 得 地 物 侧 面 纹 理 信 息 ，
如何使用全景摄影测量技术进行三维地形建模
如何使用全景摄影测量技术进行三维地形建模全景摄影测量技术是一种利用高分辨率相机和地形特征点识别算法，通过拍摄一系列连续的图像来获取地形信息的方法。
它结合了摄影测量和计算机视觉技术，可以用于三维地形建模、遥感影像处理、环境监测等领域。
本文将介绍如何使用全景摄影测量技术进行三维地形建模的步骤和注意事项。
首先，进行地形建模前需要选择适当的全景摄影测量设备。
常见的设备包括全景相机、无人机和车载摄像设备。
选择设备时需要考虑到拍摄范围、分辨率、精度、便携性等因素。
第二，确定地形建模的区域和范围。
根据需求和实际情况，确定地形建模的范围，可以是一个特定的山岳地区、一座城市或一个园区。
根据建模范围的大小和复杂程度，决定选择合适的摄影参数和拍摄策略。
第三，进行地形拍摄的前期准备。
这一步包括确定拍摄时间、天气条件、地形特征点的标定等。
选择适当的拍摄时间和天气条件可以提高图像质量和地形特征点的识别效果。
地形特征点的标定是为了提供参考点和坐标系，方便后期处理。
第四，进行现场拍摄。
根据预先确定的拍摄策略，使用设备进行拍摄工作。
全景摄影测量一般采用连续拍摄的方式，即相机以一定的角度和位置进行连续拍摄，然后通过图像处理算法进行特征点的识别和重建。
第五，进行图像处理和地形重建。
将拍摄得到的图像传输到计算机中，利用图像处理算法和地形重建软件进行数据处理和模型构建。
图像处理包括图像校正、去除噪声、特征点提取等步骤，地形重建包括点云生成、三角网格建模、纹理映射等步骤。
第六，进行地形建模的验证和优化。
通过与实际地形进行对比，进行建模结果的验证，并根据需要进行优化。
验证的方法可以是对地面特征进行实地测量，对地物边界进行对比等。
最后，进行地形建模结果的应用。
地形建模的应用包括地质勘探、城市规划、环境监测、军事模拟等领域。
根据实际需求，将建模结果应用到相应的领域中，为决策和规划提供支持。
需要注意的是，全景摄影测量技术虽然可以获取高分辨率的地形信息，但在使用过程中还是存在一些问题和限制，如遮挡问题、光线条件不佳等。
摄影测量技术在城市三维模型制作中的应用
摄影测量技术在城市三维模型制作中的应用摄影测量技术是指利用摄影设备对地面上的对象进行观测和测量，从而获取有关地物空间位置、形状、大小和位置关系等信息的一种测量方法。
随着数字化技术的不断发展和应用，摄影测量技术在城市规划、土地管理、建筑设计以及环境监测等领域中扮演着重要的角色。
本文将探讨摄影测量技术在城市三维模型制作中的应用，并介绍相关技术的发展和前景。
首先，摄影测量技术在城市规划中的应用主要体现在城市三维模型的制作和更新方面。
城市规划师可以通过采集地面上的影像数据，利用摄影测量技术进行建模和分析，从而得到真实的城市地形和建筑物的信息。
这些三维模型可以用于规划街道、公园、建筑物和其他基础设施，帮助规划师更好地理解城市的空间布局和环境条件。
其次，摄影测量技术在土地管理领域也起着重要作用。
通过摄影测量技术，土地管理者可以对土地利用和土地变化进行监测和评估。
例如，在土地用途规划和土地利用变更审批中，摄影测量技术可以提供详细的土地利用类型、用地面积以及用地的空间布局等信息，为决策者提供科学依据和参考。
此外，摄影测量技术在建筑设计领域也发挥着重要作用。
设计师可以利用摄影测量技术获取建筑物的真实尺寸、形状和位置信息，从而进行更准确的设计和布局。
摄影测量技术可以帮助设计师快速建立建筑物的三维模型，并进行可视化分析，提高设计效率和效果。
在环境监测方面，摄影测量技术也有广泛的应用。
例如，通过对城市空气质量、水体污染和噪音等环境指标的监测，可以利用摄影测量技术获取空间分布和变化趋势的信息。
这些信息可以用于环境评估和环境管理，为环境保护提供科学依据。
近年来，随着无人机技术的迅猛发展，摄影测量技术在城市三维模型制作中的应用也得到了进一步拓展。
无人机配备的摄影设备可以快速采集高分辨率的航空影像，并通过后期处理生成精确的三维模型。
这种便捷和高效的数据采集方式，为城市规划和土地管理等领域带来了诸多便利。
摄影测量技术在城市三维模型制作中的应用前景广阔。
三维城市建模
三维城市建模三维城市建模技术流程技术⽅法数据信息典型案例1.三维城市建模技术流程三维城市建模的技术流程2.三维城市模型的数据与信息三维城市模型的信息来源三维城市模型的数据与信息三维城市模型的4D产品三维城市信息编辑与管理三维场景地形点云与建筑物模型根据航拍影像⾃动提取建筑物模型航拍的城市像⽚⾃动或半⾃动提取的建筑物模型⾃动或半⾃动提取的建筑物模型⾃动或半⾃动提取的建筑物模型倾斜摄影测量⽅法建⽴的城市街景3.主要技术⽅法3.1 卫星遥感遥感技术是从⼈造卫星、飞机或其他飞⾏器上收集地物⽬标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。
⽬前利⽤⼈造卫星每隔18天就可送回⼀套全球的图像资料。
利⽤遥感技术，可以⾼速度、⾼质量地测绘地图。
3.2 航空遥感航空遥感从19世纪末⾮动⼒飞⾏平台的航空摄影、经过20世纪30年代⾄80年代初的胶⽚航空摄影，发展到⽬前的基于POS系统（Positioning Orientation System）对地定位的光学/数字、激光⼿段，⽆论在飞⾏平台，还是在成像、导航、定位定向等传感器上都发⽣了巨⼤的变化，使航空遥感技术朝着⾼空间分辨率、⾼光谱分辨率、全谱段和多传感器集成应⽤⽅向发展，呈现出蓬勃的⽣机。
1. 胶⽚航空摄影航空摄影作为遥感信息获取的重要⼿段之⼀，由于具有机动灵活、⾼空间分辨率、成像机理简明、易于进⾏图象处理、信息提取、信息综合等特点，被⼴泛应⽤于农业、林业、交通、国防、城乡规划、制图等领域。
航空摄影技术的发展最早可追朔到1839年⼈类利⽤“摄影术”成功获取的第⼀张像⽚。
⼆⼗世纪初，由于航空航天技术的发展，航空摄影开始兴起。
早期的航摄仪以⼿持式为主。
⼆⼗世纪五⼗年代，带坐架和导航设备的航摄相机开始问世并投⼊⽣产作业，其典型的代表有：RMK、RC8、AφA等。
受技术所限，其像幅均为18×18cm，⾊差消除多限制在可见光范围内，物镜畸变差较⼤（⼤于10um）。
七、⼋⼗年代，推出了新⼀代航摄仪RC10、RC20、RMK A、MRB、LMK，像幅扩⼤到23×23cm，⾊差消除范围达400-900nm，物镜畸变差均⼩于7um，并具有影像位移补偿功能。
摄影测量PPT
1、数字摄影测量技术 2、数字城市 3、数字摄影测量技术的应用
一、数字摄影测量技术
数字摄影测量（Basic concept of digital photogrammetry）是基于数字影像和摄影测量的 基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像 匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄 对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量 学的分支学科。美国等国称之为软拷贝摄影测量 （Softcopy Photogrammetry），我国王之卓教 授称为全数字摄影测量（Full Digital Photogrammetry）。这种定义认为，在数字摄影 测量过程中，不仅产品是数字的，而且中间数据的 记录以及处理的原始资料均是数字的。
二、数字城市
• 随着数字城市技术的发展，以二维数据为肢体的 GIS应用，已经不能满足城市专业应用的空间数 据表现形式； • 一种更加直观的，所见既所得的三维空间数据逐 渐成为一种崭新的，客户热衷的数据表达方式， 它将成为数字城市乃至数字地球的核心数据。
三维数字城市建设中的关键及问题
• • • • 三维数字城市中 1、数据是数字城市的核心物质基础 数据标准 数据生产工艺 2、软件平台是系统运行的基础保障: • E都市、都市圈、城市猎人到Google Earth, Skyline、 World Wind • 国内:京国遥新天地信息技术有限公司开发的EV-Globe、 适普软件有限公司的IMAGIS，灵图软件技术有限公司的 VRMaP、武汉地大信息科技发展有限公司的 InfoEarth,TelluroMap、高德等。 • 3、行业应用是系统的生命力所在
3.2建立数字正射影像图(DOM)
1.2.2城市建模
• 随着城市信息化的发展，数码城市与城市建模越来越受到重视。其基本原还是利用 DSM与相应的影响结合，实现城市建模。 • 三维城市模型，又称为城市三位模型，它的构建与应用是目前国际遥感。地理信息系 统及相关学科研究的热点，目前三维建模大致有如下解决方法：一是直接使用三维制 作软件，比如计算机辅助绘图设计软件（AUTOCAD）、三维动画设计软件 （3DMAX）等建模，这种方法能逼真地表达城市的精细结构和材质特征，基本上能 够满足虚拟现实技术的3I（immersion、interactive、imagination，即沉浸、交互、 构想）的要求，特别是对于那些自然景物和不规则建筑物等效果比较好，但是对于大 范围的区域，如果每个模型都这样建立，不仅费时费力，而且也不经济；而是直接利 用传统GIS的二维线划数据及其相应的高度属性进行三维建模，各建筑物表面还可以 加上相应的纹理， • 但是采用此方法只局限于较规则建筑物的三位模型，此外还有一种方法就是利用数字 摄影技术进行三维建模，这种方法具有自动化程度高、建模速度快、 • 易于实时更新等特点，利用数字摄影测量技术能方便快捷地进行数字线划矢量图 （DLG）的测绘、数字高程模型（DEM）的建立、数字正摄影像图（DOM）的制作、 3DCM的建立，甚至还可以提取建筑物的纹理，建立纹理库等。
基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模
基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模摘要：为解决以往在城市三维建模中的传统方法成本高、时间长且精度低的弊端，则结合先进信息技术形成了无人机倾斜摄影测量技术，适用于城市规划、建设以及管理等众多工作中。
本文将结合实际中的无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用进行分析，以期为相关行业的应用提供相应参考。
关键词：无人机；三维实景模型；倾斜摄影测量引言城市发展逐渐从以往的数字城市向智慧城市发展转型，在城市规划中二维矢量数据GIS应用则难以满足更加精准且高标准的城市测绘工程。
构建更加直观的真实的且精准度相对较高的城市三维实景模型则受到了社会广泛热议。
无人机倾斜摄影技术的出现，则能够解决以往在城市三维实景建模中存在的问题，借助于多个传感器结构，更加便捷地获取地物数据，具有广泛的应用前景。
1.城市三维实景建模中的无人机倾斜摄影技术概述1.1倾斜摄影技术原理作为遥感测绘工程领域近年来在国际环境中创新发展的技术成果，无人机倾斜摄影测量技术的问世为国内外的测绘工程领域提供了更加鲜明的助力条件。
作为高新测绘技术，我国在2010年将其引进到国内，并且在10年间迅猛发展形成成果。
充分结合我国的地理环境特征以及先进科学技术的应用，融合了以往航空测绘技术的传统成果优势，借助于近景测量的优势效果，又突出了作为创新技术表现的先进性内涵。
1.2基于无人机倾斜摄影测量城市实景三维建模的流程在无人机倾斜摄影测量构建城市实景三维模型的工程中，主要是应用到当前最为先进的无人机飞行器作为搭载平台，从而实现更加精准稳定的安全飞行测量工作。
由智能无人机携带5镜头数码高清摄影相机，在空中进行航测飞行拍摄采集地物数据。
而完成基于城市整体的三维实景模型的工件，还需要完成以下流程，首先来讲，则是需要在无人机的航测飞行过程中采集倾斜影像数据。
包括外业航飞以及像控测量等，形成更加完善的数据采集工作，完成多视角状态下的三维空中三角测量，并结合真三维自动模型生产，形成完整的城市实景三维模型。
基于数字摄影测量的城市建筑三维快速建模方法
基于数字摄影测量的城市建筑三维快速建模方法收稿日期：２０１７０３０１；修订日期：２０１７０４２４；编辑：陶卫卫作者简介：张智安（１９６１ ），男，山东泰安人，工程师，主要从事遥感与地理信息系统工程工作；Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｄｒｓ７２６０＠１２６．ｃｏｍ张智安１，赵燕２，颜秉军３，吴萱桥４（１．山东省遥感技术应用中心，山东济南㊀２５００１３；２．龙口矿业集团有限公司，山东龙口㊀２６５７０１；３．龙口市国土资源局，山东龙口㊀２６５７０１；４．山东黄金金创集团有限公司大柳行金矿，山东烟台㊀２６５６１５）摘要：数字城市的基础地理数据库正在由传统的二维形式向三维形式转变，建设城市三维模型已成为数字城市工程的重要基础工作㊂作为城市三维模型的核心构成部分，建筑模型的数量巨大，生产成本高㊂数字摄影测量技术为建筑矢量数据的采集提供了有效途径，但要进一步缩减三维建模的工作量，需要对基于矢量线条的建筑结构识别㊁建筑体面构造以及各种复杂建筑构型等方法和算法进行研究，并开发辅助人工的建筑三维建模软件系统㊂该文以数字城市测量提取的建筑结构线为基础，对计算机三维建模中涉及的关键算法进行研究，提出了一种城市建筑三维快速建模的方法㊂关键词：快速建模；三维模型；测绘技术；数字城市中图分类号：Ｐ２３１㊀㊀㊀㊀文献标识码：Ｂ引文格式：张智安，赵燕，颜秉军，等．基于数字摄影测量的城市建筑三维快速建模方法［Ｊ］．山东国土资源，２０１７，３３（８）：７５７９．ＺＨＡＮＧＺｈｉ＇ａｎ，ＺＨＡＯＹａｎ，ＹＡＮＢｉｎｇｊｕｎ，ｅｔｃ．ＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＭｏｄｅｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄｏｆＵｒｂａｎＢｕｉｌｄｉｎｇｓＢａｓｅｄｏｎＤｉｇｉｔａｌＰｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ［Ｊ］．ＳｈａｎｄｏｎｇＬａｎｄａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，２０１７，３３（８）：７５７９．０ 引言当前，数字城市工程建设正在我国各地㊁各级城市大量展开，城市真实三维场景的搭建是这一工程的重要基础和主要工作内容，建筑三维模型又是城市三维场景的核心构成部分㊂因此，城市建筑的三维建模工作便成为当前数字城市建设中最主要的内容，各地的测绘数据生产部门均投入了较大的人力和精力来构建城市建筑的三维模型㊂在建筑三维建模工作中，首先是根据建筑表面或内部的几何形体信息，构建出表达建筑外观或内部结构的三维模型㊂由于模型表面完全由统一的颜色填充或叠加一致的纹理图案，与真实建筑在外观上不一致，因此，创建的模型被称为 白模 ，即不包含真实建筑纹理的建筑三维模型㊂然后将获得的建筑现场照片通过裁剪㊁校正和纹理映射等步骤，使其叠加到建筑 白模 上，获得与真实建筑非常相似的三维模型㊂建筑体 白模 的构建是三维建筑建模的基础，也是最复杂的核心步骤，是建筑三维建模的核心㊂不论是采用精细建模还是粗建模，目前的方法决定了建筑三维建模成为一项 劳动密集型 工作㊂从建筑 白模 的构建，到建模表面纹理的获取与贴图，都需要大量的人力参与，并耗费大量的时间㊂对于结构稍微复杂的一栋建筑而言，构建精细模型经常需要一个熟练建模人员数天的时间才能完成，而即使是建立粗模型，也需要近一天时间㊂这种方式使得建筑模型构建的经济成本变得较高，数字城市工程的建设费用也因此被抬升㊂更为重要的是，这种繁琐的工作其生产效率并不高，因为大量的人工操作都在完成重复性劳动㊂而如果要提升建模的效率，引入计算机系统并由程序来完成重复的建模工作将是必然之路㊂目前，国内外对于建筑三维建模的自动构建都处于探索阶段，每项研究均有各自的侧重点，采用的方法也有所不同㊂例如，利用激光雷达（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃ⁃ｔｉｏｎＡｎｄＲａｎｇｉｎｇ，ＬＩＤＡＲ）点云数据来提取建筑轮廓信息并构建线框模型［１］，使用形态学尺度空间的㊃５７㊃第３３卷第８期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东国土资源㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１７年８月图像处理方法来从影像中提取建筑参数化信息进而构建模型［２］，以及利用倾斜影像来快速提取建筑４个方向纹理特征的方法［３］㊂综上采用的自动建模方法对比，激光雷达点云建模可批量进行大范围扫描建模，但是只能构建建筑的表面模型，无法对复杂结构体进行细化；基于倾斜摄影的快速提取建筑结构体方法即拥有大规模建模的优点，另外也增加了对复杂建筑体精细建模的能力㊂该文以利用数字城市测量技术提取的建筑结构矢量线为基础，对计算机三维 白模 构建中涉及的关键算法进行了研究，系统提出了一种基于倾斜摄影测量的城市建筑三维快速建模方法㊂１㊀城市建筑快速建模方法１．１㊀方法设计在数字摄影测量系统的辅助下，利用立体像对技术和人工交互，可以提取建筑顶部的轮廓线，再由人工依据影像和实景照片，创建出建筑的三维模型㊂与传统依据城市地形图的 自底向上 的建模方式相比，这种方式是一种 自顶向下 的方法，而且可以不依赖城市地形图，建模周期极大缩短，因此成为一种重要的城市建筑快速建模方法㊂现有的一些数字摄影测量工作站已经具有了根据建筑顶部矢量线和地面ＤＥＭ自动生成建筑体模型的功能，例如适普公司的ＶｉｒｔｕｏＺｏ数字摄影测量系统㊂这些系统的实现中，用户需要对建筑顶部的每个面分别进行采集，系统将多边形垂直投影到地面ＤＥＭ上，并从投影覆盖范围内提取ＤＥＭ最高点或最低点作为建筑底面的高程，再利用三维体造型方法创建出建筑三维模型㊂这个过程存在的一个问题是过多依赖人工操作，包括当建筑顶面由相邻多个面构成时，每个平面都要独立采集，这样面间的分割线将被多次重复采集㊂另外，当多次采集的边界线不能准确吻合时，每个创建的体模型间或存在夹缝或存在交叠㊂这不仅使人工数据采集的工作量增大，而且为后期模型修饰和纹理映射带来了麻烦㊂为解决以上问题，对现有工作流程进行了重新设计，增加了建筑结构的跟踪与识别功能，以及针对各种复杂建筑的体模型合并等算法㊂新的流程要求用户可以以线段形式采集建筑顶部的结构线，避免了分割线被多次采集，创建的体模型也不会有缝隙等问题㊂图１给出了新的建筑快速建模流程，包括识别建筑结构面㊁创建建筑体模型和重构建筑体模型３个主要步骤，屋顶结构线为输入，建筑体为输出，顶部结构面和独立体模型为中间结果㊂图１㊀建筑快速建模流程１．２㊀识别建筑结构面根据数字摄影测量提取的表示建筑屋顶结构的矢量线，通过线段间的相互连接关系，设计算法对可构成建筑屋顶面的线段进行跟踪和识别，生成建筑的各个顶面㊂每个顶部结构面是一个闭合且共面的三维多边形，屋顶结构线可以是三维的线段㊁多段线或者多边形㊂这一过程又划分成以下３个步骤㊂（１）提取相关线相关线指在三维空间中彼此相互接触或相交的线段或多边形，提取过程是以随机获取的种子线开始，使用深度优先的递归搜索算法实现㊂种子线是指在所有结构线中还未被纳入相关线集合的线段或多边形㊂提取算法的过程如下所示：ＱＲＬ（种子线ｅ，相关线集合Ａ）ｅ加入Ａ选择ｅ的相交线构成集合ＴＦｏｒｉ＝１ｔｏＴ的元素数㊀ＱＲＬ（Ｔ［ｉ］，Ａ）ＥｎｄＦｏｒ图２显示了使用以上算法提取一个种子线的所有相关线的过程，红色为输入的种子线，每个递归依次获取一条相关线，待递归结束时所有相关线被提取㊂（２）重构相关线相关线集合构成了一个建筑顶部的结构面㊂由于算法的输入可以为线段㊁多段线和多边形，因此，㊃６７㊃图２㊀相关线的提取图集合中也会包含以上类型的矢量线㊂为方便识别处理，需要对相关线进行重构㊂首先，相关线可以根据是否可直接参与构面而划分为３类：确定的㊁参与的和未确定的相关线㊂确定的相关线指自身已经满足构面条件（三维空间中闭合且共面），且不参与其他线的构面过程的线㊂参与的相关线指自身可构面并且可能还会参与到其他线的构面过程中（与其他相关线相交）㊂未定的相关线指自身不能构面，但可能会与其他线共同构面㊂图３ａ中红色线指示了３种类型的相关线㊂其次，对于确定的相关线直接提取用于构面，而其他两类相关线则构成了待构面线的集合㊂为便于后续构面算法的处理，将待构面线在每个结点和交点处进行打断，形成只包含首尾结点的简单线段㊂图３ｂ给出了打断待构面线的结果㊂ａ 相关线的类型；ｂ 待构面线的打断结果图３㊀相关线的类型及其重构图（３）识别顶部结构面为识别出顶部的结构面，将重构后的线依据连接拓扑关系创建为一个有向图㊂其中，线段表示为图的边，线段的首尾结点表示为图的顶点，每个顶点保存一个链集合来记录与该顶点相连的所有边㊂图４给出了有向图的一个例子㊂ａ 线段集合；ｂ 创建的有向图图４㊀有向图的创建图依据有向图，设计了一个提取面边界线和创建多边形的深度优先递归搜索算法㊂算法以任意一条边为起始，沿线段某一方向进行搜索，不断将可共面的边加入集合，当加入边与起始边形成闭合多边形时，记录该集合并继续搜索其他路径㊂当所有边均被作为起始边完成搜索后，所有的多边形均已找到㊂最后，对于找到的多边形，对其顶点进行重新排序，使其按照逆时针排列㊂对于可能搜索出的竖直多边形（图４ａ），在拉伸生成建筑体模型时是无用的，因此需要进行剔除㊂判断竖直面可以求取多边形的法向量，如果法向量处在［－Ѳ，Ѳ］内（Ѳ为设定的接近０的一个值），则多边形为竖直，否则不为竖直㊂１．３㊀创建建筑体模型利用提取出的结构面，通过三维构型中的拉伸方法可以创建出建筑体模型㊂这主要由２个步骤构成㊂（１）查询建筑基底面高程㊂垂直投影每个结构面到地面的ＤＥＭ上，从其覆盖范围内查询出基底面的高程值㊂在此，采用该范围内的最低高程作为基底面的高程㊂（２）拉伸创建体模型㊂根据基底面高程，对结构面向下拉伸，创建建筑体模型㊂此时，得到的体模型是独立构成的，因此，需要进行进一步合并和加工来获取最终复合要求的体模型㊂图５ａ是一个通过拉伸创建体模型的例子㊂１．４㊀重构建筑体模型重构体模型将独立的体模型通过加工形成完整㊃７７㊃ａ 创建的独立体模型；ｂ 体模型的重构图５㊀建筑体模型的创建和重构图的体模型㊂由于现实中存在很多复杂的建筑形式，重构时并不能简单使用体的合并操作㊂通过对多种类型建筑样式的分析，设计了以下的体重构方法：首先，对于独立的建筑体集合，按照体的顶部最大高程进行排序，合并时按照由高到低的顺序进行两两处理㊂其次，当处理２个体模型时，依据体间的干涉（相交）和包含关系，采用以下规则将体合并为一个整体：①干涉但不包含的进行并操作㊂②干涉且包含的进行差操作㊂图５ｂ中有５个独立的体模型ａ ｅ，干涉但不包含的共有３对：（ａ，ｃ）（ａ，ｄ）和（ａ，ｅ），干涉且包含的共有２对：（ａ，ｃ）和（ａ，ｅ）㊂依据以上结果重构后的体模型如图５ｂ所示，其中ｃ和ｅ均在ａ的内部形成未贯穿的空洞㊂通过以上重构操作，建筑体模型被完整创建出，而且对于塔式㊁连体㊁岛状等建筑都能够得到正确模型㊂在取得模型后，还需要进行底面的删除，因为在三维数字城市中，建筑需要坐落在由ＤＥＭ和ＤＯＭ共同构成的景观层上，因此建筑底面是无用的㊂２㊀实验与验证根据以上方法，设计并开发快速建模系统㊂然后，选取了多种类型的建筑物来对其进行验证㊂对于基于数字摄影测量的快速建模而言，所获取的建筑信息是建筑顶部的结构线㊂因此，当建筑立面出现凹陷等特征时，要获取建筑的精细模型，或者由人工对采集的结构线进行加工，或者对创建出的体模型进行修改㊂根据 自顶向下 的特点，制定测试数据时主要考虑建筑顶部结构的差异，并对于立面存在凹陷的情况，由人工修改采集的结构线㊂测试选取的建筑类型包括：普通的平顶建筑㊁斜顶建筑㊁尖顶建筑，岛状 建筑，普通的连体建筑和具有复杂连廊结构的连体建筑，以及拱形建筑㊂图６给出了各种类型建筑采集或加工的结构线，以及由系统自动创建出的建筑三维模型㊂图６㊀采集的测试建筑结构线和系统创建的三维模型通过对测试建筑的建模，证实系统可以正确创建出各种常见建筑的三维模型，用户在采集结构线时完全可以采用线段形式，对于共用边也只需采集一次，这为用户的数据采集提供了方便，使建筑三维建模的效率得以提升㊂该文算法的核心思想是 自上而下 的空间自动构建方法，能够对建筑体进行整体性和细节两方面兼顾，对于复杂的古建筑的三维模型也有较好的应用㊂３㊀结论城市建筑的三维建模已成为数字城市建设的重要内容之一㊂较传统建模方法相比，基于数字摄影测量的方法具有周期短㊁投入低等优点，因此已在实际生产中被大量应用㊂该研究以数字摄影测量提取的建筑结构矢量线为基础，设计了一种计算机创建建筑体模型的方法，目的是解决当前现有建模系统中存在的一些局限性㊂通过使用各种类型的建筑对所设计方法和系统的检验，研究成果能够实现各类建筑三维模型的自动创建，而且可以降低人工数据采集的工作量，避免因重复采集建筑边沿线而可能导致的模型夹缝等问题，对于提升建筑三维建模的工作效率具有作用㊂参考文献：［１］㊀李影，冯仲科，王海平，等．基于ＬＩＤＡＲ点云的建筑物的三维建模［Ｊ］．林业调查规划，２０１１，３６（６）：２９－３１．［２］㊀杨淼．基于图像的城市建筑物三维自动重建参数化建模方法㊃８７㊃研究［Ｄ］．青岛：中国海洋大学，２００９．［３］㊀桂德竹，林宗坚，张成成．基于倾斜航空影像的城市建筑物三维模型构建研究［Ｊ］．测绘科学，２０１２，（４）：１－８．［４］㊀马东洋，蓝朝桢，周杨，等．一种面向对象的数字城市三维空间数据模型［Ｊ］．地理空间信息，２００５，３（１）：４－５．［５］㊀张燕芳．基于遥感图像的大规模城市建模中的建筑物轮廓提取［Ｄ］．西安：西安电子科技大学，２０１４．［６］㊀袁红星．多视目标重构和绘制方法研究［Ｄ］．合肥：中国科学技术大学，２０１０．［７］㊀ＡｄｉｖＧ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｒｏｍｏｐｔｉｃａｌｆｌｏｗｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｓｅｖｅｒａｌｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓ⁃ａｃｔｉｏｎｓｏｎＰａｔｔｅｒｎＡｎａｌｙｓｉｓ＆ＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，１９８５，７（４）：３８４．［８］㊀张龙．基于多幅图像的建筑物三维建模［Ｄ］．合肥：中国科学技术大学，２０１５．［９］㊀张秀敏．基于轮廓匹配的单幅图像中建筑物三维重建算法研究［Ｄ］．北京：北京师范大学，２０１２．ＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＭｏｄｅｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄｏｆＵｒｂａｎＢｕｉｌｄｉｎｇｓＢａｓｅｄｏｎＤｉｇｉｔａｌＰｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙＺＨＡＮＧＺｈｉ＇ａｎ１，ＺＨＡＯＹａｎ２，ＹＡＮＢｉｎｇｊｕｎ３，ＷＵＸｕａｎｑｉａｏ４（１．ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉｎａｎ２５００１３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｌｏｎｇｋ⁃ｏｕＭｉｎｉｎｇＧｒｏｕｐＬｉｍｉｔｅｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｄｏｎｇＬｏｎｇｋｏｕ２６５７０１，Ｃｈｉｎａ；３．ＬｏｎｇｋｏｕＢｕｒｅａｕｏｆＬａｎｄａｎｄＲｅ⁃ｓｏｕｒｃｅ，ＳｈａｎｄｏｎｇＬｏｎｇｋｏｕ２６５７０１，Ｃｈｉｎａ；４．ＤａｌｉｕｈａｎｇＧｏｌｄｍｉｎｅｏｆＳｈａｎｄｏｎｇＧｏｌｄＪｉｎｃｈｕａｎｇＬｉｍｉｔｅｄＣｏｒｐｏｒａ⁃ｔｉｏｎ，ＳｈａｎｄｏｎｇＹａｎｔａｉ２６５６１５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｉｃｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｄａｔａｂａｓｅｏｆｄｉｇｉｔａｌｃｉｔｙｉｓｃｈａｎｇｉｎｇｆｒｏｍｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｏｒｍｔｏｔｈｒｅｅ－ｄｉ⁃ｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｏｒｍ．Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆ３Ｄｍｏｄｅｌｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｂａｓｉｃｗｏｒｋｉｎｕｒｂａｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ａｓｔｈｅｃｏｒｅｐａｒｔｏｆ３Ｄｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｍｏｄｅｌｉｓｈｕｇｅ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔｉｓｈｉｇｈ．Ｄｉｇｉｔａｌｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｆｏｒｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｂｕｉｌｄｉｎｇｖｅｃｔｏｒｄａｔａｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｗｏｒｋｌｏａｄｏｆ３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇｆｕｒ⁃ｔｈｅｒｌｙ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｖｅｃｔｏｒｌｉｎｅｓｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｄｅｃｅｎｔｂｕｉｌｄｉｎｇｓｗｉｔｈｃｏｍｐｌｅｘｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｕｘｉｌｉａｒｙｂｕｉｌｄｉｎｇａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｍａｎｕａｌｓｈｏｕｌｄｂｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｕｉｌｄｉｎｇｌｉｎｅｏｆｄｉｇｉｔａｌｃｉｔｙｓｕｒｖｅｙ，ｔｈｅｋｅｙａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎ３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒａｐｉｄｍｏｄｅｌｉｎｇ；３Ｄｍｏｄｅｌ；ｓｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄｍａｐｐｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｉｇｉｔａｌｃｉｔｙ㊃９７㊃。
如何利用倾斜摄影测量进行三维建模
如何利用倾斜摄影测量进行三维建模倾斜摄影测量是一种先进的技术，可以通过摄影仪器获取斜视影像，利用这些影像进行三维建模。
倾斜摄影测量在城市规划、建筑设计、地理信息系统等领域有着广泛的应用。
本文将介绍如何利用倾斜摄影测量进行三维建模。
首先，倾斜摄影测量的基本原理是通过摄影机的多个视角拍摄同一目标，通过影像间的特征匹配和测量处理，得到目标的三维坐标信息。
倾斜摄影机具有大视场角、高分辨率和高精度的特点，能够提供高质量的影像数据。
其次，倾斜摄影测量的实施过程需要进行一系列的步骤。
首先是准备工作，包括地面控制点设置、目标区域的选择和摄影机参数的设定等。
其次是影像采集，通过飞行器、卫星或其他载体进行影像的获取。
然后是影像预处理，包括图像对准、畸变校正等操作，以保证影像的准确性和一致性。
最后是特征提取和三维重建，通过特定算法和模型，将影像转化为三维模型。
倾斜摄影测量的三维建模应用广泛。
在城市规划方面，可以利用倾斜摄影测量获取城市的地貌、建筑物的高度和形状等信息，为城市规划提供依据。
在建筑设计中，可以通过倾斜摄影测量获取建筑物的实际模型，为建筑设计师提供参考。
在地理信息系统中，倾斜摄影测量可以用于制作数字地图、导航和遥感等应用。
值得注意的是，倾斜摄影测量的过程中需要注意数据的处理和精度控制。
特别是在进行影像处理和三维模型重建时，需要使用专业的软件和算法，保证数据的准确性和可靠性。
此外，倾斜摄影测量还需要进行数据的后期处理和分析，以满足实际应用的需求。
在使用倾斜摄影测量进行三维建模时，还应注意一些技术要点。
首先是摄影机的选择，不同场景和应用需要不同类型的摄影机进行数据采集。
其次是地面控制点的设置，通过地面控制点可以提高影像的定位和精度。
此外，还应注意数据的存储和管理，以便后续的分析和应用。
总之，倾斜摄影测量是一项重要的技术，可以用于三维建模和空间信息获取。
在实际应用中，我们需要了解其基本原理和操作流程，并注意数据的处理和精度控制。
倾斜摄影测量与三维城市建模(武汉大学 江万寿_肖雄武)
s
s s t
1
3 3 3
2 3
s t
the reconstructed surface the tetrahedron labeled as t
t (a)
t
t
t (b)
t
构网结果
2-Manifold Mesh模型
表面三角网的简化
• 基于半边数据结构和Edge Collapse算法简化
• 依据边的Collapse代价，最大限度的保持模型的几何形状，突出边缘信
SGM算法改进
2值CENSUS
3值CENSUS
和
SURE结果对比（下视影像）
我们的结果
SURE结果
和
SURE结果对比(下视影像）
我们的结果
SURE结果
和
SURE结果对比（倾斜影像）
我们的结果
SURE结果
PMVS算法加速
四、点云构网——Poisson算法
泊松表面重建算法是通过隐式曲面的重建来解决表面重建问 题，它具有全局调整和局部调整的优势。 Poisson重建 基于一个重要假设：实体表面的法向量 能够用 某一个指示函数的梯度 表示。 Poisson构网步骤：
• 点云数据存在噪声，图割法可以去掉离真实表面较远的噪声点，但离表
面较近的噪声被保留，四面体被优化标记后存在以下问题：
the reconstructed surface the tetrahedron the tetrahedron labeled as s labeled as t
s
s t
s s
t
采用多个方向的1D优化近似2D优化
Lr ( p, d ) C ( p, d ) min( Lr ( p r , d ), Lr ( p r , d 1) P 1, Lr ( p r , d 1) P 1 , min Lr ( p r , i ) P 2)
《摄影测量基础知识》课件
摄影测量基本原理包括相对定 向、绝对定向、影像立体模型 构建、影像测量及精度分析。
摄影测量的数据获取
摄影测量的设备 摄影测量的数据处理流程
摄影测量中的摄影参数
航空及卫星遥感影像、数字相机、扫描影像仪等。
包括相对定向、绝对定向、立体模型构建、三维 测量以及误差分析和精度评价。
包括焦距、主距、透镜畸变、像点坐标等。
摄影测量的数据处理
数据处理方法
数字摄影测量使用计算机对影像 进行处理，包括同名点测量、影 像匹配、立体三角测量、DEM生 成等。
错误分析和精度评价
摄影测量中的误差来源包括影像 畸变、摄影量测误差和DEM精度 误差等，需要进行错误分析和精 度评价。
摄影测量的应用
摄影测量在地图制图、建筑设计、 环境监测、城市规划等领域上都 有广泛的应用。
摄影测量基础知识
本PPT课件将介绍摄影测量的基础知识，包括定义、基础原理、数据处理、应 用以及未来趋势和影响。
什么是摄影测量
1 定义
2 作用
摄影测量是一种基于摄影 的测量方法，用于从影像 中测量物体的坐标、形状、 大小和位置等特征。
摄影测量可用于制作高精 度地图、评估路网、监测 建筑物变形、计算土地利 用、测量水体面积等众多 领域。
3 应用
摄影测量广泛应用于地理 信息、测绘、城市规划、 环境监测、农业等领域。
摄影测量的基础知识
光学基础知识
摄影测量需要了解光学基础知 识，例如相机的光学结构、感 光几何基础知 识，例如坐标和距离的计算、 三角形成像原理、投影变换等。
摄影测量的基本原理
1
最新进展
数字化、智能化、自动化、精确化是摄
未来趋势
2
影测量技术的最新趋势，立体匹配和对 象提取等技术将得到更广泛的应用。
使用摄影测量技术进行三维建模的方法
使用摄影测量技术进行三维建模的方法引言近年来，随着科技的迅猛发展，摄影测量技术在三维建模领域展现出巨大的潜力。
通过使用摄影测量技术，可以快速、准确地获取地理信息，进而实现高精度的三维建模。
本文将探讨使用摄影测量技术进行三维建模的方法及相关应用。
一、摄影测量技术概述1.1 摄影测量技术的定义摄影测量技术是基于影像数据进行测绘和建模的一种技术。
它通过对航空摄影或遥感影像进行解析与处理，提取地物的空间位置和形状等信息，实现对三维建模的描述和分析。
1.2 摄影测量技术的原理摄影测量技术主要基于摄影学和测量学原理，包括相机定向、像片测量、立体测量等流程。
通过对影像和地面控制点的准确定位与匹配，可以获得地物的几何信息，进而生成三维模型。
二、2.1 影像采集与处理在进行三维建模前，首先需要进行影像的采集和处理。
常用的采集方式包括航空摄影、无人机摄影、卫星遥感等。
通过对采集到的影像进行预处理，如图像增强、几何校正等，可提高数据质量和建模精度。
2.2 相机定向与标定相机定向与标定是三维建模的关键步骤之一。
通过对摄影过程中相机的内外参数进行确定，可以将影像转化为地面物体的几何信息。
常用的相机定向方法包括航向摄影、位姿估计和相机标定等。
2.3 影像匹配与配准影像匹配与配准是将多幅影像拼接成整体三维模型的重要步骤。
通过对多幅影像进行特征点提取、图像配对和匹配，可以实现不同视角影像的准确对应。
此外，采用配准算法如SIFT、SURF等，可提高匹配的准确性和效率。
2.4 模型生成与编辑在影像匹配完成后，可以利用所得到的控制点和影像信息生成初始的点云。
根据点云生成三维模型的算法可有三角化、体素化和拓扑构建等。
通过对生成的模型进行编辑和优化，可以获得真实、逼真的三维建模结果。
三、摄影测量技术在实际应用中的案例3.1 文化遗产保护与数字重建摄影测量技术在文化遗产保护和数字重建方面有着广泛应用。
通过对古建筑、雕塑等文物进行摄影测量，可以生成高精度的数字模型，为文化遗产的保护、修复和研究提供可靠数据支持。
基于倾斜摄影测量与BIM技术的室内外一体化三维场景建模及可视化
三、案例分析与实践
1、项目背景与需求
1、项目背景与需求
本次演示以某城市规划项目为例，该项目旨在建立城市核心区的三维场景模 型，包括建筑物、道路、绿化等要素。通过倾斜摄影测量与BIM技术的结合，实 现模型的精细化构建与可视化展示，为城市规划与管理提供决策支持。
2、效果与不足之处
2、效果与不足之处
2、数据处理与编辑
2、数据处理与编辑
获取数据后，需要对其进行处理和编辑。这个阶段主要包括数据预处理、地 形建模、建筑建模等步骤。数据预处理包括对图像的校正、去噪和纹理映射等操 作，以提升数据质量。地形建模主要根据倾斜摄影测量数据建立地形三维模型， 而建筑建模则需要对建筑物的几何形状、纹理信息等进行建模。
内容摘要
一、倾斜摄影测量与BIM技术结合的室内外一体化三维场景建模
1、获取倾斜摄影测量数据
1、获取倾斜摄影测量数据
倾斜摄影测量技术是近年来发展迅速的一种立体测绘技术，能够从不同的角 度获取地物的纹理信息和高精度几何形状。在室内外一体化三维场景建模中，我 们首先需要获取高质量的倾斜摄影测量数据。
四、总结与展望
然而，目前这两种技术仍存在一些不足之处，例如数据获取与处理难度较大， BIM技术在复杂建筑物建模方面的限制等。因此，未来需要进一步研究和优化倾 斜摄影测量与BIM技术的方法和算法，提高其应用范围和实用性。可以探索将其 他先进技术如、机器学习等与倾斜摄影测量和BIM技术相结合，以实现更加智能 化、自动化的三维场景建模与可视化。总之，倾斜摄影测量与BIM技术的结合在 室内外一体化三维场景建模及可视化方面具有广阔的应用前景和发展潜力。
四、总结与展望
四、总结与展望
本次演示通过分析倾斜摄影测量与BIM技术在室内外一体化三维场景建模及可 视化中的应用，强调了这两种技术的重要性和价值。实践证明，将倾斜摄影测量 与BIM技术相结合能够提高数据获取和处理效率，降低项目成本，并为城市规划、 建筑设计等领域提供了更加精细化、全面化的数据支持。
测绘技术中的摄影测量与三维建模技术
测绘技术中的摄影测量与三维建模技术摄影测量与三维建模技术是现代测绘技术中的两个重要组成部分。
它们在地理信息系统、城市规划、建筑设计、土地管理等领域有着广泛的应用。
本文将从摄影测量与三维建模技术的基本原理、应用范围、发展趋势等方面进行论述，以揭示其在测绘领域的重要性。
摄影测量技术是利用光学相机对地面进行影像采集，并通过对影像进行几何和物理分析，获取地面实体的位置、形状和尺寸信息的一种测量方法。
它主要包括摄影测量基本理论、相机标定、空间重建等内容。
其中，相机标定是将图像坐标与实际物理坐标相互联系的过程，它是摄影测量的基础。
通过相机标定，我们可以获得相机的内外参数，从而实现对地面实体的精确定位和形状还原。
空间重建是指通过对影像进行三维几何分析，获取地面实体的三维位置和形状信息的过程。
通过对影像的立体测量，可以实现对地面实体的测绘和三维建模。
在测绘领域，摄影测量技术可以应用于各种测绘任务，如地形测量、遥感影像处理和制图等。
地形测量是指对地面地形进行测量和分析的过程，它是地理信息系统和城市规划的基础。
通过摄影测量技术，可以获取地面地形的高程数据，从而实现对地表地貌和地势的精确描述。
遥感影像处理是指对遥感影像进行分析和解译的过程，它是土地利用和环境保护的重要手段。
通过对遥感影像进行几何和物理分析，可以获得土地利用类型、土壤质量、植被覆盖等有关信息。
制图是指将地理信息转化为地图的过程，它是地图制作和导航系统的基础。
通过摄影测量技术，可以获取地面实体的几何和拓扑关系，从而实现对地图的制作和更新。
三维建模技术是将地面实体的三维位置和形状信息转化为三维模型的过程。
它主要包括三维数据采集、三维数据处理和三维数据可视化等内容。
其中，三维数据采集是指通过激光雷达、摄影测量等手段对地面实体进行三维扫描和重建的过程。
通过激光雷达和摄影测量技术，可以快速、高精度地获取地面实体的三维位置和形状信息。
三维数据处理是指对三维数据进行滤波、配准和拼接等处理的过程。
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MultiGen建模主要是为了做视觉仿 真，对于建筑物的屋顶等复杂对象， 提供了丰富的模型库供选择。它做 出的模型可以根据需要进行实时简 化，并且可以将任意的多边形数据 以一种高效率的结构组织，还能保 存视觉仿真的控制元素。它的缺点 是建模周期大，成本高。
MultiGen-Paradigm公司和ESRI公司 联合推出的产品SITEBUILDER 3D， 可以根据Arc/Info二维数据以及建筑 物的高度属性自动的重建三维模型， 不过目前SITEBUILDER 3D自动建 立的模型还只是平顶的立方体式的 模型，不能有效的表达屋顶的各种 复杂形态。
DEM采集与编辑 数字微分纠正
数字正射影像镶嵌
存盘或建库
质量检查与元数据文件记录 全数字摄影测量方法生产数字正射影像
遥感数据
灵图公司的VRMap主要目的是三维 景观的再现，注重场景实时漫游速度 和仿真效果，但建模手段比较简单， 目前只能生成一些立方体式的模型， 比较复杂的模型要通过3DMAX和 AutoCAD制作，只有一些很简单的模 型编辑功能。
适普公司的IMAGIS 可以自动建立比 较简单的模型，也有一些编辑功能， 可以做出比较复杂的模型，并有100 多种建筑物的屋顶模型。
城
其他多媒体属性数据或者直接插入
市
其他已有的三维设计模型，从而形 成逼真的三维城市景观模型。
建
模
摄影负片
像片扫描
控制点数据
像对定向或方位元素安置
自动相关获取DEM DEM编辑
多模型DEM镶嵌
存盘或建库
质量检查与元数据文件记录
全数字化摄影测量生产DEM的工作流程
摄影负片
像片扫描
控制点数据
像对定向或方位元素安置
基
利用解析测图仪或全数字摄影测量
于
工作站可以非常便利地从高分辨率
摄
航空影像上获取三维城市模型数 据．包括数字地面模型、数字正射
影
影像、城市固定地物的三维模型数
测
据，所以目前摄影测量方法是获取 三维城市模型数据主要方法．
量
的
在建模时候，利用建模软件根据三
三
维编码数据和数字高程模型建立起
维
每一个城市目标的三维几何模型， 并在此基础上整合表面真实纹理和
三维城市模型不仅以三维的形
式表示城市景观，而且还能逼 真地描述表面特性。因此，表 面特征和材质参数的描述如几 何形状、相片纹理与属性等都 将是三维城市模型的数据内容。
三维城市模型作为数码城市的骨架，不仅仅包
括地形、地物（建筑物、交通网络，植被等） 的三维空间几何表达，而且还包括这些地物的 纹理特征（对地形来说，其纹理特征就是相对 应的DOM）以及其他的相关属性信息。
使用高分辨率卫星影像进行建筑物的自动 提取。高分辨率影像卫星的出现，使得人 们很容易快速获取一个实时的，不低于 1m分辨率的城区影像图，对于高分辨率 卫星影像目前可用要素法非常有效地判别 建筑物，因而是最有发展潜力的一种方法。
三维建模有很多，而且相关的新软件
不断出现，目前比较通用的建模软件 有国外的AutoCAD、3DMAX、 MultiGen等。
将 2D GIS中的建筑物轮廓线与建筑物 高度（由层数计算或其他方式得到） 结合，用简单几何体表达建筑物外形 特征。这种方法最简便，同时三维数 据量最少，但也与实际相差最大。
使用航空影像进行交互式获取。由于 航空影像真实地反映了城市建筑的所 有顶部信息，同时也反映了建筑物的 部分侧面信息以及大部分建筑物附属 信息，因而可以运用数字化结合人工 交互的方式获取建筑物的外形特征。 这种方法能较真实地获取所需要的信 息，但由于需要人工干预，工作量也 是相当大的。
三维城市模型
DEM
DOM
地物三维模型数据 多媒体属性数据
三维城市模型数据生产的内容
三维 城市 模型 数据 的获 取与 建模 方法
在城市环境中尽管很多建筑物具有相似
的外形，但往往不同的建筑物具有不同 的几何外形特征。在 2D GIS中一般只用 建筑物的地面轮廓线来表达建筑物，这 种表达只反映了建筑物本身很少部分的 信息。在三维城市模型中除了建筑物的 基本平面位置及高度信息外，还需表达 建筑物的色彩纹理与几何外形特征，这 些几何外形特征往往体现三维对象特别 是建筑物对象的独特风格。由于城市环 境中建筑物成百上千，如果采用传统测 量方法，其工作量之大令人难以忍受。 因而有许多学者在如何获取建筑物的几 何外形特征（或要素方面）进行了深入 研究，具代表性的工作有如下几种：
使用航空影像以及地面摄影对建筑物特征 线进行自动提取。这种方式获取速度最快， 但获取几何信息不够完整，需要人工做大 量后续处理，目前还难以达到实用。
在地面使用激光扫描仪与GPS，通过测距 求算获取。这种方式获取速度也较快，且 所获取几何信息相当精确，但工作量相当 大，是一种具有发展前景的方法。
基于摄影测量的三维城市建模
三维城市模型数据内容
主
三维城市模型数据的获取与
要 内
建模方法
基于摄影测量的三维城市模 型数据的获取与建模方法
容
三维 城市 模型 数据 内容
数码城市(Cy市模型（3D City Model, 简称3DCM）。
国内也出现了类似的产品，如灵图公 司的VRMap、适普公司的IMAGIS等。
AutoCAD致力于模型的精细和机械的完整， 它做出的数据是目前的工业标准，有精确的 材质定义和大量的属性数据。AutoCAD绘图 的目的是通过模拟复杂的数据设计规则来生 成工程图，广泛用于工业设计制造行业。
3DMAX目前的主要用途在制作动画方面， 由于它的交换格式3ds文件能有效的描述大 多数三维模型，所以已经很多软件都支持这 种格式，有的还把3DMAX模型作为自己的 主要数据源。但3DMAX模型没有属性信息， 也不支持自动建模。
三维城市模型数据生产的内容包括数字地面模 型（Digital Elevation Model，简称DEM）、数 字正射影像（Digital Orthoimage Map，简称 DOM）、城市固定地物的三维模型数据（3D City Model Data，简称CMD）、材质、纹理和 相关的多媒体属性数据。