關(guān)于面向城市規(guī)劃的傾斜攝影及三維建模技術(shù)研究

相雅萱

無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)目前是城市規(guī)劃中的三維建模技術(shù)研究熱點，能夠結(jié)合遙感影像技術(shù)制作更加精確的城市模型、道路模型等信息，滿足更多用戶的需求。本文介紹了無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)，并且針對無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在三維建模中的應(yīng)用總結(jié)了優(yōu)點和缺點，提出了相關(guān)的優(yōu)化方案，更一步的促進(jìn)無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在城市規(guī)劃的三維建模技術(shù)的質(zhì)量改善。

三維建模技術(shù)就是利用城市的地上景觀來表達(dá)城市中的數(shù)字空間信息，是一座城市信息表達(dá)的重要載體，能夠幫助城市在規(guī)劃、建設(shè)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(jì)價值和應(yīng)用潛力，能夠獲得比較準(zhǔn)確的城市模型形成。利用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在城市規(guī)劃的三維建模技術(shù)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(shè)的需求。

一、無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)

（一）無人機(jī)技術(shù)

無人機(jī)是利用無線電遙控和自動程序來控制無人飛機(jī)，無人機(jī)的類型有固定翼、多旋翼、飛艇、直升機(jī)等多個種類。無人機(jī)是一種新型高科技技術(shù)產(chǎn)品，具有快速、經(jīng)濟(jì)、機(jī)動和高效的優(yōu)勢。無人機(jī)的制造結(jié)構(gòu)比較簡單便捷，無人機(jī)的質(zhì)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(jī)的數(shù)字化和智能化程度比較高。在很多應(yīng)用領(lǐng)域和范圍中都用到了無人機(jī)，無人機(jī)在實際的應(yīng)用中能夠快速準(zhǔn)確的獲取一些國土資源、自然環(huán)境、應(yīng)急救災(zāi)等實際數(shù)據(jù)信息等。

（二）傾斜攝影技術(shù)

隨著社會的快速發(fā)展，我國的高科技技術(shù)產(chǎn)品也在增加。無人機(jī)的應(yīng)用就促使了我國航空攝影技術(shù)在完善和創(chuàng)新中不斷發(fā)展，在航空攝影中利用遙感影像就能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的航空攝影技術(shù)，使航空攝影技術(shù)更一步的走向完善。

無人機(jī)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(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(jī)傾斜攝影技術(shù)的運(yùn)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(shù)能夠?qū)⒊鞘兄械母鞣N景象都準(zhǔn)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(shù)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。

當(dāng)然無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)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(jī)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(jī)屬于一種高科技產(chǎn)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(jī)傾斜攝影技術(shù)還能夠?qū)⒊鞘兄械膶嵨锛y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(jī)傾斜攝影技術(shù)的最大優(yōu)點。

二、無人機(jī)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(jī)傾斜攝影技術(shù)用在城市規(guī)劃中的三維建模中，當(dāng)然也發(fā)揮著更大的價值和優(yōu)勢。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)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(zhǔn)確、及時的獲取影像數(shù)據(jù)。無人機(jī)還能夠?qū)崿F(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(zhǔn)確，更是能夠?qū)崿F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)信息共享。

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)能夠?qū)⒑娇沼跋裰械臄?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(shè)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(jī)設(shè)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(chǎn)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(dǎo)致模型建立時紋理不均勻，出現(xiàn)破洞。無人機(jī)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(fù)雜的現(xiàn)狀，更是利用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在城市規(guī)劃的三維模型建立中不可避免的缺陷，所以在以后的測量生產(chǎn)中還需要不斷地提升測量技術(shù)。

三、無人機(jī)傾斜攝影在城市規(guī)劃三維建模技術(shù)中的優(yōu)化措施

現(xiàn)如今，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在城市規(guī)劃三維建模技術(shù)的優(yōu)化措施，已在很多城市的發(fā)展建設(shè)中得到了實踐和驗證。目前在?？诔鞘邪l(fā)展建設(shè)中，主要利用了無人機(jī)對?？趨^(qū)域運(yùn)用了十字交叉航線線路進(jìn)行測量，然后獲取影像數(shù)據(jù)的采集。先利用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行城市規(guī)劃中的初始化三維建模，在將該區(qū)域內(nèi)國家重點保護(hù)的建筑進(jìn)一步的細(xì)分化，最后再利用無人機(jī)低空飛行靈活的特點收集建筑物頂層的高精確度數(shù)據(jù)信息，來完成城市規(guī)劃中的三維建模。這種方式是將傳統(tǒng)方式與無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)相結(jié)合，傳統(tǒng)方式能夠?qū)χ攸c保護(hù)的建筑物進(jìn)行全面的準(zhǔn)確測量，無人機(jī)對于建筑物的頂面進(jìn)行準(zhǔn)確測量，然后就能夠?qū)φ麄€重點保護(hù)的建筑物進(jìn)行全面和精細(xì)的建模，對于一些有缺陷的建筑物在進(jìn)行修補(bǔ)，就形成一體化建模的模型。海口城市規(guī)劃的項目建設(shè)就是利用了無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)與傳統(tǒng)的建模技術(shù)有效的結(jié)合，取長補(bǔ)短，才能解決在城市建模過程中遇到的所有問題，滿足了對各種城市規(guī)劃建設(shè)項目的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度需求。

傳統(tǒng)的城市建模技術(shù)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(shè)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(shè)和應(yīng)用。

（一）三維建模技術(shù)的二次優(yōu)化處理

利用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)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(dǎo)致項目工程在實際建設(shè)中形成缺陷，所以對于三維城市建模在研究中還需要進(jìn)行二次的修復(fù)。結(jié)合傳統(tǒng)建模的優(yōu)點和成熟的無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)將建模過程中所需要改進(jìn)的建筑物目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行二次優(yōu)化處理。針對破洞進(jìn)行修復(fù)，針對建筑物的三維模型進(jìn)行替換，替換不均勻紋理、不清楚的紋理。

（二）運(yùn)用空三成果快速修復(fù)模型建立

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)中運(yùn)用空三加密是根據(jù)不同區(qū)域進(jìn)行控制點的預(yù)放，在利用立體式的測圖技術(shù)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(jī)傾斜攝影技術(shù)在城市規(guī)劃的三維建模中運(yùn)用的重要環(huán)節(jié)，當(dāng)獲取影像數(shù)據(jù)之后，在利用空三技術(shù)將影像數(shù)據(jù)進(jìn)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(yùn)用空三成果快速修復(fù)模型建立時，首先要對模型輔助編輯系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)制作，在將空三加密成果和初始化的模型導(dǎo)入編輯系統(tǒng)中，根據(jù)空三技術(shù)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(fù)和校正的紋理進(jìn)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(jìn)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(fù)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(jìn)行處理，然后將運(yùn)用空三成果修復(fù)過的影像數(shù)據(jù)形成一個三維立體模型進(jìn)行播放。

四、結(jié)語

目前在城市規(guī)劃的三維模型建設(shè)項目中，無人機(jī)傾斜測量技術(shù)隨著建模范圍的不斷擴(kuò)大也在逐漸的用于實際的使用當(dāng)中，對于三維建模技術(shù)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(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在建模中也會受到一定的局限性，尤其是自動化生產(chǎn)對于模型局部的一些細(xì)節(jié)無法滿足建模中的實際需求，還需要進(jìn)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(chǎn)的質(zhì)量和效率都有一個很大的提升。