應(yīng)用傾斜攝影三維建模的不動產(chǎn)測繪技術(shù)研究

徐華平

（安徽省第二測繪院，安徽合肥 230031）

1.傾斜攝影三維建模的概念

傾斜攝影是傾斜攝影測量技術(shù)的簡稱，是測繪領(lǐng)域中一種新型高科技技術(shù)。其不僅能拍攝到垂直角度的影像，還能通過傾斜鏡頭獲取地表地物實體的側(cè)面影像，對地物實體進行全面的數(shù)據(jù)采集。這突破了傳統(tǒng)測繪技術(shù)中的局限，可以更全面地反映出實際情況。通過采集而得的影像數(shù)據(jù)，利用Smart 3D、PIX4D、Photoscan、OneButton、inpho、SkylineGloephotoMesh等一系列的三維建模軟件進行空三加密的處理和利用自動化建模的技術(shù)，繪制出實景地立體式三維模型，通過這樣的三維建模形式，分析出來的數(shù)據(jù)更全面、更直觀?；诔鞘械娜涣Ⅲw模型，在不動產(chǎn)測繪中的應(yīng)用有著廣泛的前景。

2.不動產(chǎn)測繪中應(yīng)用傾斜攝影三維建模技術(shù)策略

2.1 新型數(shù)據(jù)三維建模的生產(chǎn)方式之無人機傾斜攝影

無人機傾斜攝影是在同一個飛行平臺上增加5個及以上的傳感器，對垂直的、傾斜的角度分別采取影像。其中以垂直角度獲取的影像數(shù)據(jù)稱之為正片，以傾斜角度獲取的4個角度影像數(shù)據(jù)稱之為斜片。在利用無人機采集地面信息的時候，做好飛行航線規(guī)劃（一般由軟件自動設(shè)計完成）。在建立實際的建筑三維模型中，傾斜角度獲取的影像對于垂直角度獲取的影像更為準(zhǔn)確全面；主要原因是通過多個視角去觀察建筑物不同表面的信息，這樣全面的信息為其紋理的生成提供了便利。無人機傾斜攝影過程中，需要注意的是一定要將航向重疊以及旁向重疊保證在80%及以上。如果要獲得高質(zhì)量的三維模型，無人機與被測量的地方距離不能太大。對于每個角度的拍攝影像資料不能少于3張，并且多對細節(jié)部分進行信息的采取。無人機傾斜攝影三維建模的流程，首先是要在任務(wù)實施之前制定一個全面且科學(xué)合理的飛行方案，之后進行像控點的布置、數(shù)據(jù)的采集、對數(shù)據(jù)進行影像的預(yù)處理；如果預(yù)處理的結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)，就要重新返回數(shù)據(jù)采集的工作，直至符合標(biāo)準(zhǔn)為止。當(dāng)預(yù)處理結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)以后，將像控點數(shù)據(jù)導(dǎo)入進行空三加密和聯(lián)合平差，生成空間模型，隨后進行數(shù)據(jù)瓦片的分割，最后對模型單體化重構(gòu)，如果最終呈現(xiàn)的模型不合格就要增添模型修飾的步驟，再在此基礎(chǔ)上重新制作三維重塑，直至合格為止，合格以后就能夠?qū)ζ鋵嵕暗哪Ｐ瓦M行成果的輸出[1]。

2.2 像控點的布設(shè)工作

像控點的布設(shè)在傾斜攝影三維建設(shè)中是極為重要的，所以對象控點布設(shè)的工作要進行合理且科學(xué)的設(shè)計，這樣才能讓三維建模達到最佳效果。（1）必須將像控點都設(shè)置為平高點，并且需要依據(jù)采集信息地區(qū)的實際情況，首先將目標(biāo)范圍周邊的地區(qū)布置一些像控點，然后在中間區(qū)域布設(shè)；其中需要注意的是要將每個像控點之間的距離控制在30m左右，并且要隨時觀測成圖的范圍。（2）對于較小規(guī)模的地區(qū)，至少要測量5個及以上的像控點，并且規(guī)則性地包圍目標(biāo)；如果當(dāng)?shù)氐牡匦屋^為特殊，一定要保證最大范圍的觀測目標(biāo)。當(dāng)航攝區(qū)域面積較大時，需分成幾個航攝區(qū)域時，各個相鄰區(qū)域應(yīng)保持一定的重疊度，重疊中線附近應(yīng)布設(shè)像控點，以保證模型連接。（3）在布設(shè)像控點的過程中，一定要有一份準(zhǔn)確的航線規(guī)劃圖，在地圖中導(dǎo)入進規(guī)劃圖，并加以預(yù)設(shè)的刺點位置，這是為了促使各像控點之間的距離達到均勻狀態(tài)；外圍的像控點需要銜接起來，并且將目標(biāo)范圍包裹起來。（4）一定要將像控點布置在圖廓的線外[2]。

2.3 利用3DTiles、GLTF的設(shè)計思想

在三維建模中的很多加載器已經(jīng)實現(xiàn)了三維格式之間的通用加載，并且將不同格式之間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)差異進行了屏蔽。但在目前不動產(chǎn)測繪的發(fā)展中，已經(jīng)不合其需求了。如果需要建立一個很大場景的模型，其文件的體積不發(fā)生變化，那么過程中分析的時間就會增加。鑒于這種情況，三維圖形界的通用格式GLTF就此產(chǎn)生，這將利用圖形的編程需求格式對數(shù)據(jù)進行儲存，并且利用二進制的編碼將傳輸?shù)乃俣忍峥?。GLTF的渲染特點對較大規(guī)模的地上、地下以及室內(nèi)一體化房產(chǎn)模型建筑，可以做到三維數(shù)據(jù)的組織、分層次的細節(jié)建設(shè)模型、對模型中的數(shù)據(jù)進行屬性分析、建筑物的層級數(shù)據(jù)模型分析和建設(shè)。

2.4 運用新型的三維應(yīng)用技術(shù)

隨著我國的科技水平不斷提高，應(yīng)用傾斜攝影三維建模中的技術(shù)也在逐漸增多，三維不動產(chǎn)和三維模型必將融合發(fā)展。基于三維模型來描述三維不動產(chǎn)的界址點、線、面等相關(guān)屬性要素勢成必然，但數(shù)據(jù)量將成幾何級數(shù)增長，流暢顯示將是個難題?？梢园袹avaScript和OpenGL ES 2.0結(jié)合起來，為三維建設(shè)提供加速渲染，這樣在三維建模中系統(tǒng)顯卡就能促使瀏覽器變得更加流暢，并且三維的場景以及模型的分辨率會很高。同時也可以建立較為復(fù)雜的導(dǎo)航和數(shù)據(jù)的視覺化。WebGL技術(shù)避免了一些開發(fā)軟件中的插件問題，在傾斜攝影三維建模中創(chuàng)建一個網(wǎng)站頁面，減少因大規(guī)模帶來的內(nèi)存大的占據(jù)問題。而Cesium技術(shù)的應(yīng)用，可以顯示不動產(chǎn)的登記業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、地樓房一體化的不動產(chǎn)信息分類管理、室內(nèi)外一體化等的不動產(chǎn)信息關(guān)聯(lián)檢索、三維數(shù)據(jù)的在線瀏覽、空間的測量、日照的分析、通視的分析等大量數(shù)據(jù)制作為三維的數(shù)據(jù)模型、地形階梯高程的數(shù)據(jù)以及矢量的數(shù)據(jù)等。通過三維化的模式展示不動產(chǎn)的相關(guān)信息。Cesium可以支持影像、地形、矢量、三維模型、三維瓦片中大量數(shù)據(jù)的格式。其中三維瓦片中的3DTiles就包含了傾斜攝影數(shù)據(jù)以及點云數(shù)據(jù)，這將對不動產(chǎn)測繪的三維建模起到積極的推動作用[3]。

2.5 建立三維不動產(chǎn)管理平臺

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，云計算和大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，在不動產(chǎn)登記發(fā)證管理過程中，用三維立體模型代替二維平面表達已經(jīng)實現(xiàn)，特別是三維傾斜攝影模型具有的大范圍快速建模、建模成本低、能真實反映地物的實際情況等優(yōu)點，使構(gòu)建不動產(chǎn)三維立體調(diào)查登記平臺成為可能。因此，積極探索三維立體模型在不動產(chǎn)登記中的應(yīng)用，利用自然資源和不動產(chǎn)三維立體調(diào)查登記平臺所具有的空間表現(xiàn)力、分析力強等優(yōu)勢，解決二維空間下自然資源和不動產(chǎn)調(diào)查確權(quán)登記存在的不足，對滿足現(xiàn)代城市信息化發(fā)展的需求，擴大登記成果的共享范圍，更好地服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展和支撐生態(tài)文明建設(shè)具有重要的實際意義[4]。

3.結(jié)語

我國房屋不動產(chǎn)行業(yè)隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)鏈價值也在逐漸提高。近年來，人們對三維不動產(chǎn)重視度逐漸增強，國家層面的相關(guān)規(guī)范即將出臺。利用三維模型對三維不動產(chǎn)要素進行描述，是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。利用傾斜攝影三維建模這樣新型技術(shù)的運用，對三維不動產(chǎn)測繪的可持續(xù)發(fā)展有著積極的促進作用。