城市規(guī)劃的傾斜攝影三維建模技術研究

李曉忠

摘要：三維建模技術就是利用城市的地上景觀來表達城市中的數(shù)字空間信息，是一座城市信息表達的重要載體，能夠幫助城市在規(guī)劃、建設和管理三個方面的發(fā)展。三維城市也在城市發(fā)展中有著非常實用的經(jīng)濟價值和應用潛力，能夠獲得比較準確的城市模型形成。利用無人機傾斜攝影測量技術在城市規(guī)劃的三維建模技術研究中，就能夠大量的降低時間成本和人工成本，滿足三維城市建設的需求。

關鍵詞：城市規(guī)劃;傾斜攝影;三維建模

無人機的應用能夠實現(xiàn)被攝物體的多個方面和多個角度的拍攝，而且對于地面事物的影響還具有很高的分辨率。在城市規(guī)劃的三維建模中，無人機傾斜攝影技術的運用就為城市規(guī)劃帶來了更多的積極作用。這種傾斜攝影技術能夠將城市中的各種景象都準確如實的反映出來，而且還符合人們視覺的需求。同時在將GNSS技術引入到城市地理信息框架組建中，人們就可以獲取更多更全面的城市地理信息數(shù)據(jù)，用戶的體驗度不僅得到了增加，還降低了城市規(guī)劃中三維城市建模的成本費用。

一、無人機傾斜攝影測量技術

（一）無人機技術

無人機是利用無線電遙控和自動程序來控制無人飛機，無人機的類型有固定翼、多旋翼、飛艇、直升機等多個種類。無人機是一種新型高科技技術產品，具有快速、經(jīng)濟、機動和高效的優(yōu)勢。無人機的制造結構比較簡單便捷，無人機的質量比較好，重量比較輕，所耗費的制造成本卻比較低，而且無人機的數(shù)字化和智能化程度比較高。在很多應用領域和范圍中都用到了無人機，無人機在實際的應用中能夠快速準確的獲取一些國土資源、自然環(huán)境、應急救災等實際數(shù)據(jù)信息等。

（二）傾斜攝影技術

無人機傾斜攝影技術具有很多的優(yōu)點，例如飛行高度比較低，就可以獲取更多更全面的城市影響數(shù)據(jù);相臨近的無人機在航拍過程中影像的重疊度比較高，因此獲取的影像數(shù)據(jù)信息也更加全面豐富;無人機屬于一種高科技產品，利用人工操作的過程比較少，幾乎接近了全程自動化的影像拍攝和建模;無人機傾斜攝影技術還能夠將城市中的實物紋理都高清拍攝下來，整個建模過程中所耗費的資金費用都比較少，而且還會降低對于人工和時間成本的耗費，高效率是無人機傾斜攝影技術的最大優(yōu)點。

二、無人機傾斜攝影的城市三維建模方式分析

現(xiàn)階段我國、美國還有歐洲很多國家都在利用無人機傾斜攝影技術用在城市規(guī)劃中的三維建模中，當然也發(fā)揮著更大的價值和優(yōu)勢。無人機傾斜攝影技術由于本身存在的很多優(yōu)勢，所以就能夠滿足各種場合和各種范圍的數(shù)據(jù)信息獲取和采集，即使是在范圍面積比較大的地區(qū)也能夠快速、準確、及時的獲取影像數(shù)據(jù)。無人機還能夠實現(xiàn)影像的的動圖自動粘貼，因此三維建模的效率就會得到很大的提升，三維模型的定位也比較準確，更是能夠實現(xiàn)在網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)信息共享。

無人機傾斜攝影技術能夠將航空影像中的數(shù)據(jù)信息快速的獲取，而且一次性情況下也可以處理大量的影像，節(jié)約了很多的時間和人工成本，城市規(guī)劃的建設效率也得到了提高。

但是在實際的建模數(shù)據(jù)測量中，無人機設備的不同、大氣環(huán)境和軟件的計算方式不同對于實際模型的建立還是會產生一定的失誤影像，形成的模型就出現(xiàn)破洞和凸包，還有就是大氣中的環(huán)境噪音也會引起模型出現(xiàn)凸包，不同時間段的光照也會導致模型建立時紋理不均勻，出現(xiàn)破洞。無人機的影像分辨率不足和影像模糊也會引起模型出現(xiàn)邊緣變形等。

引起模型缺陷的原因是多種多樣的，更是一種復雜的現(xiàn)狀，更是利用無人機傾斜攝影測量技術在城市規(guī)劃的三維模型建立中不可避免的缺陷，所以在以后的大量生產中還需要不斷地提升測量技術。

三、無人機傾斜攝影在城市規(guī)劃三維建模技術中的優(yōu)化措施

現(xiàn)如今，無人機傾斜攝影技術在城市規(guī)劃三維建模技術的優(yōu)化措施，已在很多城市的發(fā)展建設中得到了實踐和驗證。傳統(tǒng)的城市建模技術會投入大量的人力、物力和時間，對于城市規(guī)劃中的大規(guī)模、高仿真度規(guī)模建設就存在著一定的局限，建模速度和效率也無法滿足三維城市的建設和應用。

（一）三維建模技術的二次優(yōu)化處理

利用無人機傾斜攝影測量技術在城市規(guī)劃的三維建模研究中，很難避免在實際情況中遇到的各種問題，這些問題也會直接導致項目工程在實際建設中形成缺陷，所以對于三維城市建模在研究中還需要進行二次的修復。結合傳統(tǒng)建模的優(yōu)點和成熟的無人機傾斜攝影技術將建模過程中所需要改進的建筑物目標區(qū)域進行二次優(yōu)化處理。針對破洞進行修復，針對建筑物的三維模型進行替換，替換不均勻紋理、不清楚的紋理。

（二）運用空三成果快速修復模型建立

無人機傾斜攝影技術中運用空三加密是根據(jù)不同區(qū)域進行控制點的預放，在利用立體式的測圖技術對加密地點的高度和地理位置通過計算得知?？杖用芨菬o人機傾斜攝影技術在城市規(guī)劃的三維建模中運用的重要環(huán)節(jié)，當獲取影像數(shù)據(jù)之后，在利用空三技術將影像數(shù)據(jù)進行校正和定向，這樣多種影像數(shù)據(jù)之間就能夠形成一個匹配點的重疊，影像資料上就具有比較大的幾何空間信息。

在運用空三成果快速修復模型建立時，首先要對模型輔助編輯系統(tǒng)進行開發(fā)制作，在將空三加密成果和初始化的模型導入編輯系統(tǒng)中，根據(jù)空三技術與空三加密成果的不同特點，最終對于城市規(guī)劃三維模型中需要修復和校正的紋理進行修改。

這種編輯系統(tǒng)具有搜索、空三影像紋理自動提取和模型交互制作等主要功能，這些功能都是以影像數(shù)據(jù)為核心進行工作，然后利用校正過的影像數(shù)據(jù)和加密點將模型建立的紋理快速定向、提取和建模。這種模型修復的方式具有影像數(shù)據(jù)快速提取，自動獲取數(shù)據(jù)信息后還能夠自動進行處理，然后將運用空三成果修復過的影像數(shù)據(jù)形成一個三維立體模型進行播放。

四、結語

目前在城市規(guī)劃的三維模型建設項目中，無人機傾斜測量技術隨著建模范圍的不斷擴大也在逐漸的用于實際的使用當中，對于三維建模技術的建立也起到了很大的優(yōu)勢。但是受到不可抗拒因素的干擾，無人機傾斜攝影測量技術在建模中也會受到一定的局限性，尤其是自動化生產對于模型局部的一些細節(jié)無法滿足建模中的實際需求，還需要進一步的提出改良方式，優(yōu)化建模方式，使城市三維建模生產的質量和效率都有一個很大的提升。

（作者單位：西寧市測繪院）