高精细实景三维模型
实景三维模型构建标准
实景三维模型构建标准
实景三维模型构建标准主要包括以下步骤：
1. 数据采集：利用无人机等设备采集地表、建筑物、道路等目标的三维坐标信息，以及纹理、颜色等细节信息。
2. 数据处理：对采集的数据进行预处理，包括数据格式转换、坐标系统转换、噪声去除等。
3. 三维建模：根据采集的数据建立三维模型，包括地物表面模型、建筑物模型等。
4. 纹理映射：将纹理图片映射到三维模型上，使得三维模型更加真实。
5. 模型优化：对三维模型进行优化，包括删除冗余的顶点、优化模型的拓扑结构等，以提高模型的渲染效率。
6. 质量检查：对构建的三维模型进行质量检查，包括模型的几何精度、纹理映射的准确性等。
7. 数据发布：将构建好的实景三维模型发布到地理信息公共服务平台或云平台上，供用户浏览和查询。
在实景三维模型构建过程中，需要注意以下几点：
1. 数据的准确性和完整性：采集的数据应该准确、完整，以保证三维模型的精度和质量。
2. 模型的几何精度和纹理质量：三维模型的几何精度和纹理质量是影响模型质量的关键因素，需要采取有效的技术手段进行优化和控制。
3. 数据的保密和安全：在数据采集和处理过程中，需要注意保密和安全问题，不得泄露国家机密、个人隐私等信息。
4. 数据的可维护性和可扩展性：构建好的实景三维模型需要能够进行维护和更新，同时也要考虑到未来数据和模型的扩展和升级。
实景三维中国建设的认识与实践
实景三维中国建设的认识与实践摘要：随着5G网络、云计算、大数据、人工智能等新技术的飞速发展，我们已经具备了用3D技术描述和管理现实世界的各种条件。
自然资源部成立后，将国家测绘工作纳入“两委”自然资源管理模式，在立体中国建设的实阶段中逐步推进。
2018年4月，自然资源部部长陆浩在回答行业调研时明确表示，要把自然资源登记系统由二维系统转变为三维系统，解决自然资源调查、实物识别、土地利用等方面的问题。
2019年2月，在全国地形图工作会议上，提出2020年启动“四五”基本测绘计划，确定“立体中国”建设目标。
自然资源部的一系列举措表明了建设真正立体中国的愿望。
关键词:实景三维中国;建设;认识与实践前言实景三维模型是指通过激光、摄像机等手段采集地面各个点的空间、纹理等信息,再通过专用软件进行构造,是对高精度 GIS数据的集中展示,与其它 GIS产品相比,具有真实、准确等特点。
我国的实景三维建筑是指在全国范围内进行立体立体建模与应用的一体化规划与实施,其建设成果将为我国的经济、社会发展、自然资源的一体化管理提供三维GIS数据基础。
一、国内实景三维模型建设和应用中存在的问题一是没有一个统一的施工计划,没有一个统一的应用方案。
长期以来,由测绘、规划、国土、住建等多个部门共同负责,造成了大量的资源浪费。
由于各单位的建设目的和用途的差异,数据采集、存储、传输等标准和数据公布的服务平台都很薄弱,很多数据仅仅是一个单位的数据,采集后"束之高阁",难以与其它单位进行全面的分享和集成。
二是缺少一个稳定、多来源的资金来源。
由于缺乏有关部门的支持,没有制定统一的建设计划,不同规模的实景三维模型建设不能得到持续的资金支持,也不能建立常态化、周期性的数据采集与更新机制。
而实景三维建模的造价普遍偏高,仅依靠政府的资金很难满足不断增加的应用需求,尤其是实体层次的三维模型,根据需求划分,应该是市县牵头,但是市县目前还没有足够的资金来承担这一工程,迫切需要引进市场化的施工方式来拓宽投资渠道。
实景三维建模技术及应用分析
实景三维建模技术及应用分析摘要：实景三维模型能够直观、准确、清晰地展示地物、地貌信息，通常具有可测量的属性，从而为城乡规划、不动产管理、工程建设、文物保护、违建查巡等各行业工作开展提供依据。
实景三维模型的表达效果和数学精度通常取决于其数据源的获取方式及数据的处理方式。
本文主要探讨实景三维建模的关键技术及其主要应用场景。
关键词：倾斜摄影；三维建模；无人机；摄影测量引言传统三维建模以平面图、剖面图及立面图作为参考，用3DSMax、MAYA、SketchUp等建模软件，根据个人经验从基础的三维几何体开始制作模型，不断调整细化，最终做出目标形态，这种方式存在许多局限：（1）建模效率低。
建模人员需要先读图，了解目标的整体以及细部结构，然后再根据对物体逐个建模。
（2）对建模人员的要求较高。
建模人员对建模软件非常的熟悉，需要大量训练。
（3）人工建模缺乏细节与地理定位。
因此亟需找到新型建模方式。
实景三维建模是近些年出现的新技术，早期通过地面设站获取连续的照片或者激光点云，然后通过后处理软件，自动、半自动生成表面模型。
一般只能模拟较小的场景，常用于文物、古迹保护建模。
倾斜摄影航空测量的出现，解决了传统摄影测量只能垂直观测的缺陷，通过摇摆镜头或者多个镜头能获取地物地貌主要的侧面纹理信息，然后经过空中三角测量与三维重建生成实景三维模型，能获取大范围场景三维模型，常用于城市建设、地籍管理等方面。
倾斜航空摄影平台有载人飞机、直升机、固定翼无人机、动力三角翼、旋翼无人机等，除旋翼无人机外，其它飞行平台速度快，航高大，获取影像分辨率不是特别高，通常用于地形级三维建模，勉强能用于城市级三维建模。
这里主要探讨旋翼无人机的实景三维建模技术及其应用。
1 倾斜摄影测量建模流程倾斜三维建模主要步骤包括：倾斜航空摄影、控制测量、空三处理、三维建模、模型编辑等步骤。
(1)倾斜航空摄影包含以下内容：无人机及相机选择，常用无人机品牌为大疆、飞马、成都纵横等，5镜头相机主要有赛尔、睿博等品牌，硬件的智能化与集成度较高。
三维模型精细化建模介绍
三维模型精细化建模介绍
三维模型精细化建模是指在已有的基础模型上进行细节增加和优化的过程。
通常情况下，基础模型是由简单的几何体组成的，而精细化建模则通过添加更多的几何细节和细节纹理来使模型更加逼真和精确。
在进行三维模型精细化建模时，需要考虑以下几个方面：
1. 几何细节：包括形状、曲线和曲面等几何特征的细微调整，如调整曲线的弧度、曲面的光滑度等。
这些细节的调整可以使模型更加真实，并且更好地反映真实世界中的物体。
2. 纹理细节：包括添加材质和纹理等细节，如添加皮肤的纹理、木材的纹理等。
通过添加这些纹理，可以使模型更加逼真，并且增加观看模型时的视觉效果。
3. 灯光和投影：通过调整模型的灯光和阴影，可以使模型更加逼真，并且增加模型的体积感。
适当的灯光和阴影投射可以增加模型的层次感，并更好地反映真实世界中的光影效果。
4. 特效和动画：在模型中添加特效和动画可以增加模型的视觉效果和交互性。
特效可以包括粒子效果、雾效果、火焰效果等，而动画则可以使模型具有动态展示的效果，增加模型的吸引力。
总之，三维模型精细化建模是通过对几何、纹理、灯光、特效和动画等细节进行调整和优化，使模型更加真实、逼真和有趣的过程。
它是三维模型制作中不可或缺的环节，能够提高模型的观赏性和实用性。
高精度三维重建技术研究
高精度三维重建技术研究随着计算机技术、传感器技术、图像处理技术的不断发展，三维重建技术已经有了很大的进步和发展。
三维重建技术是将现实世界的三维场景数字化，使之成为电脑模型，在虚拟空间中进行分析、设计和交互。
高精度三维重建技术是实现这一目标的重要手段之一。
一、高精度三维重建技术是什么？高精度三维重建技术是指利用高精度的设备和技术，对目标场景进行三维数据采集、处理和重建，以获取尽可能真实、精确的三维模型。
这种技术可以广泛应用于建筑、城市规划、文化遗产保护、汽车、机器人、医学等领域。
二、高精度三维重建技术的主要技术手段高精度三维重建技术包含三个主要技术手段：三维数据采集、三维数据处理、三维模型重建。
其中，三维数据采集是获取第一手数据，包括光学测量、激光测量、重力测量等技术；三维数据处理是将数据进行清洗、分类、配准、纠正等处理，保证数据质量；而三维模型重建是将处理后的数据进行拼接、填补、光照、纹理等处理，以获得高质量的三维模型。
三、高精度三维重建技术的发展现状高精度三维重建技术已经具有广泛的应用前景和市场潜力，因此各国的研究机构、大学和企业都在进行相关的研究和开发。
目前，全球的三维重建技术正在向数码化、高精度化和自动化方向发展。
在三维数据采集方面，激光雷达、立体摄像头、结构光等设备正逐渐取代传统的测量设备，实现了更高效、更高精度的三维数据采集。
在三维数据处理方面，计算机算法的进步使得数据的自动化处理变得更加容易和高效。
在三维模型重建方面，逐渐采用了深度学习等技术，使得三维模型的质量得到了进一步的提升。
四、高精度三维重建技术的应用高精度三维重建技术在建筑、文化遗产保护、机器人、汽车、医学等领域都有广泛的应用。
在建筑领域，可以利用三维重建技术实现建筑模型的精细化设计、制造和施工管理。
在文化遗产保护领域，可以对文物、古建筑等进行精确的三维数据采集和模型重建，从而做到保存和传承的一体化管理。
在机器人和汽车领域，可以利用三维重建技术进行自动导航和避障。
实景三维建设方案
实景三维建设方案一、建设目标实景三维建设的主要目标是构建一个高精度、高真实感、多维度的地理空间模型，能够全面、准确地反映现实世界的地理环境和物体特征。
具体目标包括：1、实现对大面积区域的高精度三维建模，包括地形、地貌、建筑物、道路、植被等。
2、提供丰富的地理信息，如坐标、高程、材质、纹理等，以便进行各种分析和应用。
3、支持实时数据更新，保证模型的时效性和准确性。
4、具备良好的交互性，方便用户进行浏览、查询、测量等操作。
二、建设流程1、数据采集利用航空摄影测量技术获取大面积的高分辨率影像数据。
运用地面激光扫描技术获取建筑物、地形等的高精度点云数据。
收集相关的地理信息数据，如地图、地形图等。
2、数据预处理对影像数据进行校正、拼接、调色等处理，提高影像质量。
对点云数据进行去噪、滤波、分类等处理，提取有用信息。
将地理信息数据进行格式转换、坐标统一等处理，以便与其他数据融合。
3、三维建模基于处理后的影像和点云数据，采用自动化建模软件或人工建模的方式构建三维模型。
对建筑物进行精细化建模，包括外观、结构、内部布局等。
对地形、植被等进行自然景观建模，营造真实的环境效果。
4、纹理映射将采集到的纹理图像映射到三维模型表面，增强模型的真实感。
对纹理进行优化处理，如调整亮度、对比度、色彩等，使其与实际场景相符。
5、数据融合将三维模型与地理信息数据进行融合，赋予模型地理属性。
整合不同来源、不同精度的数据，实现优势互补。
6、质量检查对构建好的实景三维模型进行质量检查，包括模型精度、完整性、准确性等方面。
发现问题及时进行修正和完善。
7、数据发布与应用将实景三维数据发布到网络平台或相关应用系统中，供用户访问和使用。
开发基于实景三维的应用功能，如规划设计、应急指挥、旅游展示等。
三、技术要点1、数据采集技术选择合适的航空摄影测量设备和飞行方案，确保影像的分辨率和覆盖范围。
合理设置地面激光扫描站点，保证点云数据的完整性和精度。
2、建模算法采用先进的建模算法，提高建模效率和精度。
实景三维mesh模型处理流程
实景三维mesh模型处理流程一、引言实景三维mesh模型处理是指对实际场景进行建模、处理和优化，以生成高质量的三维模型。
本文将介绍实景三维mesh模型处理的流程，包括数据获取、数据预处理、建模和优化等环节。
二、数据获取1. 激光扫描：通过激光扫描仪采集实际场景的点云数据，获取场景的几何信息。
2. 照片测量：使用相机拍摄实景照片，通过图像处理算法获取场景的纹理信息。
3. 其他传感器：如GPS、陀螺仪等传感器获取场景的位置、姿态等信息。
三、数据预处理1. 数据对齐：将不同传感器获取的数据进行对齐，保证几何信息和纹理信息在空间上一致。
2. 数据滤波：对点云数据进行滤波处理，去除噪声和孤立点，提高数据质量。
3. 数据配准：将不同视角的点云数据进行配准，生成一个完整的场景点云。
4. 图像校正：对照片进行校正，消除镜头畸变和透视效果，保证图像质量。
四、建模1. 点云重建：通过点云数据进行重建，生成初始的三维模型。
常用的方法有体素化、法向量估计等。
2. 纹理映射：将照片上的纹理信息映射到三维模型上，提高模型的真实感和细节。
3. 拓扑重建：对初始模型进行拓扑优化，消除不必要的三角面片，减少模型的复杂度。
4. 补洞修复：对模型的缺失部分进行修复，保证模型的完整性和连续性。
5. 细节增强：通过细节增强算法，对模型进行细节增强，提高模型的真实感。
五、优化1. 网格优化：对模型的网格进行优化，减少三角面片数量，提高模型的性能和渲染效果。
2. 纹理压缩：对模型的纹理进行压缩，减少纹理数据的大小，提高纹理映射的效率。
3. LOD生成：根据模型的重要程度和观察距离，生成不同层次的细节模型，提高渲染效率。
4. 光照计算：根据场景的光照条件，进行光照计算，提高模型的真实感和光照效果。
六、应用经过上述处理流程，实景三维mesh模型可以应用于多个领域，如虚拟现实、游戏开发、建筑设计等。
通过对真实场景的建模和优化，可以提供更真实、更精细的虚拟体验。
空地数据融合在建筑物精细化实景建模中的应用
第30期2023年10月江苏科技信息Jiangsu Science and Technology InformationNo.30October,2023作者简介:于华颖(1990 ),女,山东东营人,工程师,学士;研究方向:地理信息系统的研究与应用㊁工程测量㊂空地数据融合在建筑物精细化实景建模中的应用于华颖(山东新汇建设集团有限公司,山东东营257091)摘要:随着科技的进步和数据获取方式的多样化,传统的倾斜摄影建筑物实景三维模型由于受视场角限制,近地部分模型变形㊁扭曲严重已经无法满足对真实环境的精细化需求㊂文章结合实际工程案例,应用空地数据融合技术将无人机影像与地面近景影像数据进行融合处理,以期生成高精度㊁真实性强的建筑物实景模型,为城市规划和建筑设计提供准确㊁全面的基础数据支持㊂关键词:实景建模;空地数据融合;无人机影像;近景影像中图分类号:P258㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀建筑物精细化实景建模是当今城市规划和建筑设计领域的热点及难点问题之一㊂传统的倾斜摄影测量由于无人机航拍图像分辨率较低㊁飞行角度受限等限制,往往会导致模型表面纹理特征丰富性不足㊁点云数据缺失等问题,使得建筑物模型无法准确地反映真实的地理环境和建筑细节,制约了规划和设计的精细化水平㊂然而,随着空地数据融合技术的快速发展,以航空影像㊁激光扫描㊁近景影像等方式获取的空地数据可以被高效地融合为精细化的建筑物实景模型㊂无人机倾斜摄影与地面近景摄影的融合原理主要通过特征点云数据匹配算法,以实现多源数据的精确融合,生成具有丰富纹理的三维模型㊂这种空地数据融合技术不仅可以提供准确㊁真实㊁高精度的建筑物模型,还能够为城市规划和建筑设计提供全面的基础数据支持,帮助设计师和规划者更好地理解和分析城市环境,优化规划设计方案,提高城市的可持续发展水平㊂本文结合实际工程应用,对空地数据融合在建筑物精细化实景建模中的应用进行论述[1-2]㊂1㊀空地数据融合相关理论㊀㊀空地融合实景三维建模是一种将空中和地面数据进行集成和融合,从而创建真实且精细的三维建筑物模型的方法㊂其实质是通过多数据源进行建筑的三维空间数据信息采集,从而构建实景三维模型㊂ 空 和 地 分别指无人机通过云台拍摄的空中图像和近地面非测量相机拍摄的影像数据(见图1),这些数据提供了目标物影像数据和地理空间信息㊂然后利用图像处理和计算机视觉算法,从影像和扫描数据中提取出建筑物的边界线㊁轮廓和纹理等特征㊂最后根据二者各自的互补性,通过数据融合技术将无人机航拍影像与近景影像数据进行配准和融合,生成高精度实景三维模型[3]㊂图1㊀倾斜摄影及近景摄影示意2㊀工程应用2.1㊀测区概况㊀㊀实验测区位于D 市的一座历史文化古城门,建于明代中期(公元1368 1644年)的明成化年间,修于明隆庆年间㊂门楼建筑为重檐歇山式,高约15m,深约8m,门框由花岗石打造,整体建筑气势雄伟,造型复杂,古朴典雅㊂作为D 市的历史遗产,该建筑见证了D 市从一个古老村庄到现代化城市的历史发展,因此对其建立实景三维模型具有重要意义㊂由于整体较为复杂,仅应用倾斜摄影测量技术难以构建建筑物精细化实景三维模型,因此本项目拟进行空地数据采集,空中部分应用无人机搭载相机采集多视角影像数据,地面部分应用人工手持相机进行拍照,采集复杂区域特征细节数据㊂2.2㊀整体技术流程分析㊀㊀本文整体技术路线如图2所示,首先,需要获取空中图像数据和地面数据㊂空中图像数据可以通过无人机拍摄的影像数据以及地面人工近景拍摄的数据获得,这些数据源提供了建筑物的外部形状和地理空间信息;主要在空三结果的基础上通过多视密集匹配算法计算出物方空间中每个点的三维坐标,以此来重建整个测区的实景三维模型;再通过构建TIN 三角网生成白膜,经过自动纹理映射后生成带有真实色彩的三维模型[3-4]㊂图2㊀整体技术路线2.3㊀外业影像数据采集㊀㊀为空中采集目标建筑影像数据,外业应用的是大疆(DJI)经纬M300RTK 测绘行业级无人机㊂镜头倾斜角设置为90ʎ,与主航线方向平行,航线重叠设置为80%,旁向重叠设置为70%,设置无人机航摄相对高度为150m,地面分辨率为8.5cm /px,以此获取目标体航测影像数据㊂利用DJIGO4中的航点分型模式,进行环绕飞行,飞行高度从150m 到10m㊂近景影像数据采集应用无人机搭载的同款类型相机对可能出现遮挡㊁视角盲区采集影像数据,调整无人机进行3s 定时拍照,并保证与空中采集影像具有70%以上重叠㊂2.4㊀实景三维模型重建㊀㊀本文实景三维建模主要应用的是ContextCapture三维实景建模软件,首先将外业获取的两种影像数据分别进行空中三角测量计算,生成带有地理坐标的倾斜影像与无地理坐标的近景影像稀疏点云结果;再在无人机空三结果上生成带有地理坐标信息的初始三维模型,从初始模型上选取坐标点作为近景影像的控制点,采用手工添加连接点的方式来增加匹配点对,并对添加连接点后的数据进行空三计算,从而生成带有坐标信息的空三计算成果;最后通过计算机视觉和图像处理算法,从影像数据中提取建筑物的轮廓线㊁纹理信息等,并利用地面数据提供的地形高程信息,重建出真实且精细的三维建筑物模型,整体效果如图3所示[5-6]㊂3㊀建模效果对比及验证分析3.1㊀整体效果对比㊀㊀为验证 空地 实景建模效果,本文还通过普通倾斜摄影测量建立实景三维模型,通过图4画圈部分对比可以发现,与单体化建模相比,经过数据融合后的模型在细节纹理处理方面更加清晰㊁完整,有效弥补了无人机倾斜摄影中拍摄角度单一和获取影像分辨率低的缺陷㊂通过数据融合建模生成的实景三维模型,在整体和细节上都有显著改善,有效解决了建筑物自身遮挡和光照因素所导致的点云数据孔洞㊁局部模型变形等问题[7]㊂图3㊀目标建筑实景三维模型图4㊀模型细节特征对比3.2㊀精度验证㊀㊀为检验三维模型的数据精度是否符合规范要求,本次共选取25个校对点位进行数据的比对检验㊂将模型提取的坐标成果与后期全站仪实测结果进行对比,如表1所示[8]㊂表1㊀校对点精度统计单位:m校对点号三维建模采集坐标校对点实测坐标误差X 1Y 1H 1X 2Y 2H 2ΔXΔYΔH1∗∗18.205∗∗22.173∗∗10.256∗∗18.137∗∗22.245∗∗10.1840.068-0.0720.0722∗∗17.413∗∗38.568∗∗22.315∗∗17.369∗∗38.634∗∗22.2120.044-0.0660.1033∗∗45.612∗∗39.868∗∗20.452∗∗45.685∗∗39.802∗∗20.537-0.0730.066-0.085............................................................25∗∗35.815∗∗47.828∗∗52.542∗∗35.747∗∗47.755∗∗52.4520.0680.0730.090σx =ʃ[ΔXΔX ]n =0.0753m ;σy =ʃ[ΔYΔY ]n=0.0727m;σH =ʃΔHΔHn=0.103m㊀㊀根据‘三维地理信息模型数据产品规范“(CH/T 9015 2012)中的模型评价标准,对融合后的模型进行了精度评定㊂结果显示,融合后模型的平面中误差均不超过10cm,高程中误差为10.3cm㊂这符合I级平面中误差不超过0.3m和I级高程中误差不超过0.5m的外业精度要求㊂结果表明,通过空地数据融合建模能够在保证模型精度的前提下获得更真实的模型效果,整体精度远高于相关标准㊂4 结语㊀㊀综上所述,本文通过结合无人机倾斜摄影和地面近景摄影的方法,针对不同的地物目标选择了相应的影像采集方式,将不同分辨率㊁不同角度的影像进行融合,以构建实景三维模型,并对模型进行了精度评估㊂研究结果表明,倾斜摄影和近景摄影的融合能提高模型质量,可为复杂建筑的纹理特征和局部细节的呈现提供优化方案,同时可为城市规划㊁建筑设计和文化遗产保护等领域的实践提供较好的技术支持㊂参考文献[1]周靖鸿,邓勇,向朝,等.一种倾斜摄影测量空地融合三维高精度建模方法[J].测绘与空间地理信息,2022(10):27-30.[2]赵伟山,李治明,胡天明,等.基于倾斜摄影空地一体单体化建模技术的研究[J].地理空间信息,2022 (6):102-105.[3]段芸杉,吴献文,刘玲玲.基于空地影像融合的实景三维建模研究[J].地矿测绘,2023(1):18-22. [4]张茂正,燕宁娜,赵振炜.基于空地影像联合的精细化三维建模应用研究[J].工程建设,2022(5): 1-5.[5]陈丽琼,王亚军. 倾斜航摄+地面拍照 空地融合实景三维建模技术[J].城市勘测,2019(5):93-95. [6]周林辉.无人机三维建模在地质调查中的应用研究[J].工程勘察,2022(6):57-62.[7]卜全民,赵小乔,李涛.无人机倾斜摄影三维实景建模及其优化技术研究[J].江苏警官学院学报,2022 (3):122-128.[8]刘建程.倾斜摄影测量面向城市实景三维建模与质量评价[D].阜新:辽宁工程技术大学,2022.(编辑㊀李春燕)Application of open space data fusion in building fine reality modelingYu HuayingShandong Xinhui Construction Group Co. Ltd. Dongying257091 ChinaAbstract With the development of science and technology and the diversification of data acquisition methods the traditional3D model of tilting photography building real scene has been unable to meet the fine requirements of real environment due to the serious deformation and distortion of the near-earth model due to the limitation of the field angle.In this paper combined with actual engineering cases air-ground data fusion technology is applied to fuse aerial image and ground close-up image data in order to generate high-precision and high-authenticity building reality model and provide accurate and comprehensive basic data support for urban planning and architectural design. Key words real scene modeling air-ground data fusion aerial image close-up image。
基于多源数据融合的高精细实景三维建模技术
基于多源数据融合的高精细实景三维建模技术张小宏;马立华;陈丰田;韦树刚;王娜【摘要】针对大面积错综复杂的油气管道建立高精细实景三维模型,常规的倾斜摄影数据获取方法对于复杂构件及微地貌,在后期建模效果上精细度得不到保证.多源数据融合建模是对倾斜摄影建模方法的进一步探索,此方法有效解决纹理细节、模型逼真等方面存在的问题,并且在实际生产中达到了\"高精细、高效率、低成本\"的目的.【期刊名称】《测绘工程》【年(卷),期】2019(028)004【总页数】4页(P68-71)【关键词】倾斜摄影;油气管道;微地貌;多源数据融合;高精细【作者】张小宏;马立华;陈丰田;韦树刚;王娜【作者单位】青海省地质测绘地理信息院 ,青海西宁 810012;青海省高原测绘地理信息新技术重点实验室 ,青海西宁 810012;青海省地质测绘地理信息院 ,青海西宁810012;青海省高原测绘地理信息新技术重点实验室 ,青海西宁 810012;青海省地质测绘地理信息院 ,青海西宁 810012;青海省高原测绘地理信息新技术重点实验室 ,青海西宁 810012;青海省地质测绘地理信息院 ,青海西宁 810012;青海省高原测绘地理信息新技术重点实验室 ,青海西宁 810012;青海省地质测绘地理信息院 ,青海西宁 810012;青海省高原测绘地理信息新技术重点实验室 ,青海西宁 810012【正文语种】中文【中图分类】P23;P208利用无人机搭载多镜头传感器进行倾斜摄影并快速生成实景三维模型是近几年航空摄影测量行业的技术延伸，也是相关三维建模技术领域中的一项革命性突破。
但是由于无人机所采集到的数据源与三维建模软件解算方面的相辅关系，对被测物相对较小、较复杂而且面积较大的微地貌而言，常规的数据获取方式及建模方法最终生成的模型效果不太理想。
青海省的油气输送管道分布地域广、拓扑结构复杂，并且涵盖多种地貌特征。
在管道输送途中，分布着多种类型的场站、阀室等重要关键点，并且场站内除了厂房以外，附着在地面上的大小管道、阀门错综复杂。
实景三维建设方案
实景三维建设方案一、建设目标本次实景三维建设的主要目标是构建一个高精度、高分辨率、高真实感的三维地理空间模型，实现对特定区域的全面、精细、动态展示和分析，为相关应用提供可靠的数据基础和技术支撑。
二、建设范围根据实际需求，确定本次实景三维建设的范围，涵盖城市核心区域、重点建设项目区域、自然保护区等。
三、数据采集1、航空摄影测量利用无人机或有人机搭载高精度相机，进行航空摄影，获取高分辨率的影像数据。
在飞行前，需精心规划航线，确保影像的重叠度和分辨率满足要求。
2、地面测量在重点区域和复杂地形区域，采用全站仪、GPS 等测量设备进行地面控制点测量，提高模型的精度。
3、激光扫描使用地面激光扫描仪或车载激光扫描仪，获取物体表面的点云数据，用于构建精细的三维模型。
四、数据处理1、影像预处理对获取的航空影像进行辐射校正、几何校正、影像拼接等处理，提高影像质量和一致性。
2、点云处理对激光扫描获取的点云数据进行去噪、分类、精简等处理，提取有用信息。
3、模型构建利用处理后的影像和点云数据，采用建模软件构建三维模型。
可以采用自动建模和人工干预相结合的方式，提高模型的精度和质量。
五、模型优化1、纹理映射将采集的纹理图像准确地映射到三维模型表面，增强模型的真实感。
2、模型简化对复杂的三维模型进行简化，在不影响视觉效果的前提下，减少数据量，提高模型的渲染和分析效率。
3、模型修复检查和修复模型中的漏洞、错误和不连续部分，确保模型的完整性和准确性。
六、数据管理与存储1、建立数据库构建专门的实景三维数据库，对采集和处理后的数据进行统一管理，包括影像数据、点云数据、模型数据等。
2、数据存储采用分布式存储或云存储等技术，确保数据的安全可靠存储，并具备良好的扩展性。
七、系统开发1、开发三维展示平台基于 WebGL 等技术，开发一个易于使用的三维展示平台，支持用户在浏览器中进行三维场景的浏览、查询、分析等操作。
2、功能模块设计（1）浏览功能：实现多角度、多尺度的三维场景浏览，支持缩放、旋转、平移等操作。
无人机倾斜摄影技术下的三维精细模型建构
无人机倾斜摄影技术下的三维精细模型建构摘要：倾斜摄影技术与无人机技术结合，可以对地面静态目标进行三维地理信息建模，即DEM建模，而且通过无人机巡航路线，可对静态目标提供多角度倾斜摄影原始数据。
一般倾斜摄影需要足够多的倾斜摄影角度，而无人机倾斜摄影恰好可以提供足够多的倾斜摄影角度。
所以，当前无人机倾斜摄影工程量占到全部倾斜摄影工程量的绝大部分。
关键词：无人机;倾斜摄影;高精度建模;图像预处理;神经网络引言无人机倾斜摄影三维建模是近些年才发展起来的一项“引领产业变革的颠覆性测绘新技术”,其带来的技术创新和模式创新,将引领测绘地理信息产业的变革,也是今后普遍采用的测量和三维建模方法。
由于目前无人机倾斜摄影三维建模并不为大多数从业者了解和掌握,笔者下面将具体谈一谈,希望能够对大家更好地认识这门技术提供帮助。
1无人机倾斜摄影三维建模技术简介1.1 适合倾斜摄影的无人机倾斜摄影是相机倾斜角度在25°-45°之间,影像最远边缘无天际线。
由于倾斜摄影三维建模要求有较高的影像地面分辨率和较大的航向及旁向重叠度,因此,倾斜摄影飞行平台应具备低空、慢速、小型(低慢小)的特点。
电动多旋翼、超轻型固定翼(手抛起飞)、垂直起降固定翼等无人机低速性能好,价格低,易维修,比较适合倾斜摄影。
而有人驾驶飞机出于安全考虑,不能进行低空飞行,也就难以获取三维建模所需的优于5cm地面分辨率的倾斜影像。
油动固定翼无人机和无人直升机由于操作和维护难度大、飞行危险性较大,也不适宜进行倾斜摄影。
1.2消费级数码相机消费级数码相机的成像质量、像素数量等接近专业级数码相机的指标。
以各类无人机作为飞行平台、使用消费级相机制作的轻型和微型倾斜摄影系统层出不穷。
而倾斜摄影对飞行平台和相机物理参数的不敏感性,使得普通消费级数码相机完全可以胜任。
2无人机倾斜摄影测量三维建模2.1影像匹配影像匹配是三维模型生成的基础，匹配精度将会影响到后续成果的质量。
实景三维建模的流程和方法英语
实景三维建模的流程和方法英语## Reality Capture 3D Modeling: Workflow and Methods.Introduction.Reality capture 3D modeling is a technique for creating accurate, high-resolution 3D models of real-world objects and environments. By leveraging advanced imaging and data processing methods, reality capture technology can produce digital representations that are highly faithful to the original source.Workflow.The workflow for reality capture 3D modeling typically involves the following steps:1. Data Acquisition: Capturing data about the target object or environment using various methods such as photogrammetry, laser scanning, or structured lightscanning.2. Data Processing: Preprocessing raw data to enhance image quality, remove noise, and align multiple scans.3. Reconstruction: Creating a 3D mesh from the processed data, which represents the shape and geometry of the target object.4. Texture Mapping: Adding textures to the 3D mesh using captured images or photographs.5. Optimization: Refining and optimizing the 3D model for specific applications or requirements.Methods.There are several methods used in reality capture 3D modeling:1. Photogrammetry:Utilizes overlapping photographs taken from different angles to reconstruct a 3D model. It is cost-effective and versatile, suitable for creating models of small and large objects.2. Laser Scanning:Employs a laser scanner to emit pulses of light and measure the time taken for them to bounce back. It provides highly accurate geometry data, but can be time-consuming and expensive.3. Structured Light Scanning:Projects patterns of light onto the target object and analyzes the deformation to generate a 3D model. It is non-contact and can capture intricate details, but requires specialized equipment.Applications.Reality capture 3D modeling has numerous applicationsin various industries, including:Architecture and Engineering: Creating digital twins of buildings and structures for planning, design, and renovation purposes.Manufacturing: Reverse-engineering existing products, designing new prototypes, and improving production processes.Archaeology and Cultural Heritage Preservation: Documenting historical sites, artifacts, and cultural landmarks for preservation and research.Healthcare: Planning and executing surgeries, creating custom prosthetics, and studying human anatomy.Entertainment and Gaming: Developing realistic models for movies, video games, and virtual environments.## 实景三维建模，流程和方法。
全国首个省级全域实景三维模型系统上线最高分辨率达3厘米
2019/5 5全国首个省级全域实景三维模型系统上线最高分辨率达3厘米4月12日，重庆首次实现了全市域不同数据源、不同尺度实景三维模型的全覆盖，全市山水林田湖草、村庄、城市风貌可以在实景三维模型上一览无余。
该模型覆盖8.24万平方公里，最高分辨率达0.03米，是全国首个省级全域实景三维模型系统。
据悉，实景三维模型建设工作由重庆市规划和自然资源局于2016年启动，历时三年完成。
与民用卫星影像最高分辨率0.5米相比，实景三维模型的最高分辨率达到了0.03米，画面更为清晰、准确，地上大于5厘米的物体都能在模型上清晰可见。
目前，重庆市全域范围都有了0.4米分辨率的实景三维模型，可用于大范围的自然资源调查监测；主城九区5473平方公里范围内实景三维模型分辨率为0.2米，可以为精细的违法建筑监管、规划选址、工程进度监督提供支持。
在高精度的实景三维模型中，山水林田湖草尽收眼底，将为自然保护区内的违法建设调查、生态修复、保护以及规划设计等工作提供重要的参考依据。
测绘地理信息行业5项国家职业技能标准颁布日前，人力资源和社会保障部与自然资源部共同颁布了大地测量员、摄影测量员、地图绘制员、不动产测绘员4项国家职业技能标准。
人力资源和社会保障部与自然资源部、交通运输部共同颁布了工程测量员国家职业技能标准。
此次颁布的5项国家职业技能标准体现了创新、协调、绿色的新发展理念，将进一步规范测绘地理信息行业相关职业行为，引导从业人员弘扬劳模精神和工匠精神，营造劳动光荣的社会风尚和精益求精的敬业风气。
据了解，测绘地理信息行业可以依据新颁布的国家职业技能标准开展职业技能培训，组织职业技能鉴定评价，开展职业技能竞赛等相关职业能力建设工作。
测绘地理信息行业技能人才、高等院校和职业院校测绘地理信息类相关专业学生可以依据相应的国家职业技能标准，参加职业技能鉴定或职业技能等级认定，合格后取得相应的国家职业资格证书或职业技能等级证书。
同时，在技术技能岗位工作的专业技术人才也可以申请参加相应的职业技能评价，合格后取得相应的国家职业资格证书或职业技能等级证书。
三维实景中国 成果要求标准
三维实景中国成果要求标准一、概述三维实景中国是一项旨在构建全面、精确和实时中国三维实景模型的重大项目。
本标准旨在为参与该项目的各单位或个人提供明确、可操作性的成果要求，以确保最终生成的三维实景模型符合项目要求，并能在实际应用中发挥最大价值。
二、成果内容三维实景中国的成果主要包括以下几部分：1.三维实景数据：包括但不限于地形地貌、建筑物、道路、植被、水体等各类地理信息。
2.三维实景影像：包括高分辨率的三维实景照片和视频，用于更直观地展示中国各地的地理风貌。
3.三维模型：包括建筑物、道路、植被等各类地理对象的精细三维模型。
4.空间分析工具：提供基于三维实景模型的各类空间分析工具，如距离测量、面积计算、路径规划等。
5.报告文档：包括项目实施过程中的各类文档和报告，用于记录和总结项目成果。
三、数据精度与质量三维实景中国成果应具备高精度和高质量，具体要求如下：1.数据精度：应能准确反映地理对象的细节，如建筑物的结构、道路的纹理等。
2.数据质量：应无明显的数据错误或异常，如扭曲、变形、模糊等。
3.误差范围：应符合相关行业标准，如地形高程误差应在±5cm范围内。
4.图像质量：应具备高分辨率和清晰度，以真实反映地理对象的色彩和纹理。
四、数据格式与存储三维实景中国的成果应以特定格式进行存储和传输，具体要求如下：1.文件格式：应以易于处理和共享的格式进行存储，如OBJ、FBX、JPG、PNG 等。
2.数据压缩：对于大规模数据，应采用合适的压缩算法以减少存储空间。
3.传输协议：应以安全、快速的网络传输协议进行数据传输，如HTTPS。
4.存储介质：应以稳定的存储介质进行数据保存，如硬盘、固态硬盘等。
五、成果提交与验收参与三维实景中国的单位或个人应按照以下要求提交成果并接受验收：1.提交成果时应确保数据的完整性和准确性，并提交相关文档和报告。
2.提交成果时应遵循数据版权和隐私保护等相关法律法规。
3.验收时应按照项目要求进行全面测试和评估，确保成果符合项目要求。
无人机倾斜摄影在实景三维模型生产中的优化研究
无人机倾斜摄影在实景三维模型生产中的优化研究作者：***来源：《电脑知识与技术》2024年第13期摘要：针对城区影像倾斜摄影空三解算易失败、自动化三维模型存在瓦片接边色差大、悬浮物、建筑底部结构变形、纹理错位等问题，文章在研究摄影测量技术的基础上，对上述问题给出可行的解决方案。
文章介绍了倾斜摄影技术，给出了优化空三加密的几种措施，简要描述了自动化建模流程，重点分析了模型存在问题的原因，并提出了可行的解决方案。
最后，采用实际案例对优化前后的模型进行了比较。
通过比较可知，优化后的模型表征质量更好，模型结构更完整，模型精度更高，可以满足城市三维建模的要求。
文章的研究可以为城市精细化实景三维模型的制作提供借鑒。
关键词：无人机；倾斜摄影；空三加密优化；实景三维模型；精细化三维模型中图分类号：P231 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2024）13-0116-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：0 引言无人机倾斜摄影技术近年来被广泛用于农村、城市实景三维模型生产[1]。
农村倾斜摄影作业面积小，航摄影像数量少，空三解算通过率高，而且由于树木等遮挡少，一般模型完整度高[2-3]。
三维模型成果主要用来生产高精度地形图，对模型表征质量要求不高，因此倾斜摄影技术用于农村实景三维模型的生产，其自动化程度高，无须过多地对模型进行优化[4]。
城市倾斜摄影一般作业面积大，建筑较高，互相遮挡严重，太阳阴影比较深；低空飞行，影像畸变大，在空三解算时，容易出现空三解算失败的问题[5]。
由于航摄影像的特点，导致城区自动化建模成果易出现瓦片接边色差大、悬浮物多、建筑底部结构变形、纹理错位等问题[6-7]。
一般而言，城市三维模型的建设，其用途更广，对模型要求更高，因此自动化三维模型无法满足城市建模要求，须对模型进行精细化处理。
本文从上述问题出发，首先介绍了无人机倾斜摄影技术，对空三加密易失败的原因进行了分析，并提出了几种优化措施；对自动化建模流程进行了简述，重点分析了模型存在问题的原因，并给出了解决方案。
三维模型精度等级划分
三维模型精度等级划分一、低精度三维模型低精度的三维模型一般用于快速原型制作、虚拟现实和游戏开发等领域。
这类模型的特点是模型的细节和几何形状较为简单，不需要高精度的模型表达。
低精度的三维模型可以通过简化几何形状、减少面片数量和降低纹理分辨率等方式实现。
二、中精度三维模型中精度的三维模型一般用于建筑设计、工程分析和产品渲染等领域。
这类模型的特点是模型的细节和几何形状较为复杂，需要较高的模型表达精度。
中精度的三维模型可以通过准确建模、细致调整模型的曲面和纹理等方式实现。
三、高精度三维模型高精度的三维模型一般用于医学影像、工业设计和艺术创作等领域。
这类模型的特点是模型的细节和几何形状非常复杂，需要极高的模型表达精度。
高精度的三维模型可以通过精确采集数据、精细建模和高分辨率纹理等方式实现。
四、超高精度三维模型超高精度的三维模型一般用于科学研究、精细雕刻和数字化保护等领域。
这类模型的特点是模型的细节和几何形状极其复杂，需要极其高的模型表达精度。
超高精度的三维模型可以通过精密扫描设备、高精度建模和超高分辨率纹理等方式实现。
五、不同精度等级的应用不同精度等级的三维模型在不同领域中有着各自的应用。
低精度的三维模型适用于快速原型制作和虚拟现实游戏的开发，能够提供较好的交互体验。
中精度的三维模型适用于建筑设计和产品渲染等领域，能够提供较为逼真的视觉效果。
高精度的三维模型适用于医学影像和艺术创作等领域，能够提供精细的模型表达和真实感。
超高精度的三维模型适用于科学研究和数字化保护等领域，能够提供极高的模型精度和细节表达。
六、三维模型精度的提升方法提高三维模型的精度可以通过多种方法实现。
首先，可以通过提高模型的分辨率来增加模型的细节表达能力。
其次，可以通过使用更精确的建模工具和算法来提高模型的几何形状精度。
此外，还可以通过增加模型的纹理分辨率和使用更高质量的纹理图像来提高模型的质感和真实感。
另外，可以通过使用更高精度的扫描设备和数据处理算法来获取更精确的模型数据。
三维模型数据产品标准
三维模型数据产品标准
一、数据生产标准
（一）精细模型生产标准
精细模型生产如下图所示：
精细模型
1、建模范围包括大于1米的建筑轮廓、主体结构和顶层结构，如下图所示：
2、模型精度高，模型结构比例正确，高度恰当。
3、模型材质精细化制作，外观清晰、布局合理、贴图的色彩、质感、光照等信息与现实对比相近，如下图所示：
4、建模要素包括城市建筑物、道路、地面、绿化、桥梁、公交站点、火车站点、路灯、交通信号灯、加油站、高压变电站、天网摄像头、交通监控摄像头、独立大型广告牌。
（二）一般精度模型生产标准
一般精度模型生产如下图所示：
一般精度模型
1、建模范围包括大于2米的建筑轮廓、主体结构和顶层结构，如下图所示：
2、模型须描述建筑物的基本结构并且结构比例正确，高度正确。
3、模型材质较精细化制作，布局合理、贴图外观与现实对比相近，如下图所示：
4、建模要素根据需求，按城市现状和规划成果进行制作，包括城市建筑物、道路、地面、绿化、桥梁、路灯、交通信号灯、路牌。
5、建筑本身地表制作可采用同一种或几种地表材质进行统一制作。
（三）建模制作规范
1、命名：建筑、绿化贴图命名不得出现中文，建筑命名项目名称-区块名-建筑序号。
如：青岛崂山项目中B区域建筑：QDLS_B_001JZ。
2、贴图分辨率：贴图最大不得超过1024，常用贴图格式：jpeg。
透
明贴图采用：PNG、TGA。
3、注意事项：模型不要出现错面、重面等情况，尽可能减少面。
实景三维的建模技术及现实应用研究
实景三维的建模技术及现实应用研究
王双;张悦婷;王晨
【期刊名称】《浙江测绘》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】实景三维建模在推动传统测绘技术更新的同时,也逐渐成为服务经济社会发展和生态文明建设的重要支撑。
当前实景三维建模技术已逐步取代传统人工建模,三维自动化建模在构建精细化实景模型方面发挥着极为关键的作用,无人机倾斜摄影测量技术具有覆盖面广、作业效率和精度高等优势,激光雷达建模则抗干扰性强,三维效果好,多用于历史古建筑的三维建模。
本文对倾斜摄影三维建模和激光雷达建模技术进行了深入探讨,并对实景三维建模技术在自然资源调查、国土空间规划和智慧城市建设与管理等方面的应用给出了相应思考。
【总页数】6页(P50-55)
【作者】王双;张悦婷;王晨
【作者单位】余姚市规划测绘设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.城市实景三维建模中无人机倾斜摄影技术的应用研究
2.实景三维建模技术在数字城市中的应用研究
3.实景三维建模技术在数字城市中的应用研究
4.贴近摄影测量
技术在古建筑实景三维建模中的应用研究5.无人机实景三维建模技术在矿山智能测绘与规划应用研究
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倾斜摄影 自动化建模
行业现状
单次航飞 极少量像控 完全自动化建模 成果质量不可控 应用平台少
行业现状
可远观， 不可近看
行业现状
遮挡区域和弱纹理区域无解决方案
行业现状
数据应用较弱
我们的解决方案 多层次的 摄影方案
多源数据 的应用平
台
我们的 解决方
完整的数据后处理技术
多种软件联合处理 针对不同情况分类处理
弱纹理区域 遮挡区域
碎片区域
3dmax
编辑模型并贴图的方 式实现、或
DOM+DEM进行替换
Microstation&&DPModeler
对模型或者点云进行 编辑，或者快速重新
建模
Microstation&&DPModeler
对模型或者点云进行 编辑，或DOM+DEM
进行替换
主要处理内容 对大型幕墙建筑镜面反射处理。 对测区边缘进行优化处理。 对大面积严重失真区域的处理。 对大面积阴影部分的处理 对建筑物屋顶弱纹理区域处理 对建筑物屋顶结构的合理处理
对道路进行合理处理。包括去除移动的车、人，处理一些严 重的凹凸区域。
对交通设施包括桥梁、匝道等进行合理性处理。 对建筑立面严重失真部分进行合理性处理。 对其它严重失真部分进行合理性处理 。。。。。。。。。。
案
灵活的场 景拼接技
术
完整的后 处理技术
高精度的 像控及空
三技术
多层次的摄影方案
固定翼无人机 旋翼无人机 地面照相机
灵活的场景拼接技术
多源场景的高精度控制 统一的坐标系统 强大的拼接软件 完整的拼接工艺和技术
高精度的像控及空三技术
突破传统摄影测量的像控布点方案 整体的控制布点 局部的加密布点 大量局部的人工链接点 迭代空三技术
效果图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
效果图
效果图
多源数据的应用平台
传统模型和实景模型的融合 二维数据和三维数据的融合
我们的愿景
整合行业资源，实景三维模型从粗放式向高精细跨越
推动行业标准化建设
推动实景三维模型更广泛应用