基于攝影測量的三維城市建模

基于攝影測量的三維城市建模主要內(nèi)容三維城市模型數(shù)據(jù)內(nèi)容三維城市模型數(shù)據(jù)的獲取與建模方法基于攝影測量的三維城市模型數(shù)據(jù)的獲取與建模方法

三維城市模型數(shù)據(jù)內(nèi)容

數(shù)碼城市(CyberCity)是城市信息化發(fā)展的一個主要方向，數(shù)碼城市的基本內(nèi)容是三維城市模型（3DCityModel,簡稱3DCM）。三維城市模型不僅以三維的形式表示城市景觀，而且還能逼真地描述表面特性。因此，表面特征和材質(zhì)參數(shù)的描述如幾何形狀、相片紋理與屬性等都將是三維城市模型的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

三維城市模型作為數(shù)碼城市的骨架，不僅僅包括地形、地物（建筑物、交通網(wǎng)絡(luò)，植被等）的三維空間幾何表達(dá)，而且還包括這些地物的紋理特征（對地形來說，其紋理特征就是相對應(yīng)的DOM）以及其他的相關(guān)屬性信息。三維城市模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)的內(nèi)容包括數(shù)字地面模型（DigitalElevationModel，簡稱DEM）、數(shù)字正射影像（DigitalOrthoimageMap，簡稱DOM）、城市固定地物的三維模型數(shù)據(jù)（3DCityModelData，簡稱CMD）、材質(zhì)、紋理和相關(guān)的多媒體屬性數(shù)據(jù)。三維城市模型DEMDOM地物三維模型數(shù)據(jù)多媒體屬性數(shù)據(jù)三維城市模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)的內(nèi)容

三維城市模型數(shù)據(jù)的獲取與建模方法

在城市環(huán)境中盡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幾何外形特征。在2DGIS中一般只用建筑物的地面輪廓線來表達(dá)建筑物，這種表達(dá)只反映了建筑物本身很少部分的信息。在三維城市模型中除了建筑物的基本平面位置及高度信息外，還需表達(dá)建筑物的色彩紋理與幾何外形特征，這些幾何外形特征往往體現(xiàn)三維對象特別是建筑物對象的獨(dú)特風(fēng)格。由于城市環(huán)境中建筑物成百上千，如果采用傳統(tǒng)測量方法，其工作量之大令人難以忍受。因而有許多學(xué)者在如何獲取建筑物的幾何外形特征（或要素方面）進(jìn)行了深入研究，具代表性的工作有如下幾種：將2DGIS中的建筑物輪廓線與建筑物高度（由層數(shù)計算或其他方式得到）結(jié)合，用簡單幾何體表達(dá)建筑物外形特征。這種方法最簡便，同時三維數(shù)據(jù)量最少，但也與實際相差最大。使用航空影像進(jìn)行交互式獲取。由于航空影像真實地反映了城市建筑的所有頂部信息，同時也反映了建筑物的部分側(cè)面信息以及大部分建筑物附屬信息，因而可以運(yùn)用數(shù)字化結(jié)合人工交互的方式獲取建筑物的外形特征。這種方法能較真實地獲取所需要的信息，但由于需要人工干預(yù)，工作量也是相當(dāng)大的。使用航空影像以及地面攝影對建筑物特征線進(jìn)行自動提取。這種方式獲取速度最快，但獲取幾何信息不夠完整，需要人工做大量后續(xù)處理，目前還難以達(dá)到實用。在地面使用激光掃描儀與GPS，通過測距求算獲取。這種方式獲取速度也較快，且所獲取幾何信息相當(dāng)精確，但工作量相當(dāng)大，是一種具有發(fā)展前景的方法。使用高分辨率衛(wèi)星影像進(jìn)行建筑物的自動提取。高分辨率影像衛(wèi)星的出現(xiàn)，使得人們很容易快速獲取一個實時的，不低于1m分辨率的城區(qū)影像圖，對于高分辨率衛(wèi)星影像目前可用要素法非常有效地判別建筑物，因而是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N方法。

三維建模有很多，而且相關(guān)的新軟件不斷出現(xiàn)，目前比較通用的建模軟件有國外的AutoCAD、3DMAX、MultiGen等。國內(nèi)也出現(xiàn)了類似的產(chǎn)品，如靈圖公司的VRMap、適普公司的IMAGIS等。Au列to嚴(yán)CA嫂D致力弄于模射型的枝精細(xì)掙和機(jī)親械的寒完整漲，它荷做出雕的數(shù)宵據(jù)是鐘目前抄的工厘業(yè)標(biāo)堅準(zhǔn)，獄有精共確的壞材質(zhì)扯定義愁和大倆量的價屬性差數(shù)據(jù)機(jī)。Au頂to謠CA趁D繪圖將的目貨的是詳通過歇模擬爪復(fù)雜米的數(shù)蓬據(jù)設(shè)毒計規(guī)會則來攝生成旅工程認(rèn)圖，技廣泛忠用于圖工業(yè)效設(shè)計魔制造萌行業(yè)徐。3D幟MA擔(dān)X目前稅的主俗要用司途在資制作途動畫似方面搖，由觸于它麗的交桃換格呼式3d斜s文件慰能有載效的讀描述蘋大多壺數(shù)三泊維模崇型，靜所以飄已經(jīng)瓜很多組軟件默都支牢持這庸種格弟式，厘有的茂還把3D君MA甜X模型撓作為耳自己還的主累要數(shù)著據(jù)源盒。但3D撇MA易X模型姜沒有淋屬性女信息漢，也校不支籮持自總動建劣模。Mu衰lt怨iG傲en建模彎主要壞是為趟了做賄視覺倚仿真咽，對鼠于建屆筑物塌的屋辯頂?shù)妊霃?fù)雜厘對象徒，提今供了顧豐富歇的模兄型庫蜻供選齊擇。忽它做僻出的置模型餓可以鞋根據(jù)定需要唯進(jìn)行息實時洽簡化囑，并存且可秧以將翻任意械的多殃邊形泰數(shù)據(jù)蟻以一申種高吧效率叮的結(jié)陣構(gòu)組男織，昂還能間保存矩視覺險仿真勻的控那制元冒素。耗它的斬缺點(diǎn)壩是建后模周涌期大短，成日本高漿。Mu錘lt悉iG眉en赤-P銅ar握ad談ig部m公司坑和ES逢RI公司縱聯(lián)合挺推出極的產(chǎn)愧品SI殿TE費(fèi)BU鵲IL雄DE返R紫3D，可辛以根傅據(jù)Ar星c/拿In鏈fo二維財數(shù)據(jù)秒以及潑建筑積物的竟高度夏屬性椒自動峽的重特建三打維模搭型，專不過陵目前SI川TE僚BU仙IL視DE廈R沾3D自動壯建立要的模乳型還終只是早平頂男的立叼方體排式的任模型叢，不蟲能有罪效的行表達(dá)井屋頂暫的各媽種復(fù)之雜形蛋態(tài)。靈圖撲公司襯的VR艦Ma圍p主要夢目的咬是三這維景伏觀的糟再現(xiàn)駛，注壘重場名景實夜時漫觸游速性度和恥仿真遙效果忌，但照建模虜手段倉比較庸簡單顫，目淹前只誦能生特成一家些立國方體多式的眉模型歐，比僵較復(fù)殃雜的局模型暖要通刺過3D兇MA價X和Au私to匹CA俱D制作京，只槐有一剃些很圖簡單毛的模五型編北輯功塌能。適普鬧公司旦的IM圾AG居IS可以抖自動麥建立糧比較屑簡單血的模銹型，懂也有摔一些暫編輯晌功能早，可物以做唱出比惰較復(fù)且雜的尿模型脊，并撒有10啊0多種堂建筑鈔物的膜屋頂溝模型屬?；诿z影貝測量尊的三協(xié)維城纏市建切模利用排解析要測圖風(fēng)儀或講全數(shù)慌字?jǐn)z寫影測耳量工檔作站曠可以繞非常墾便利督地從易高分井辨率秀航空晝影像衫上獲拔取三遍維城池市模匠型數(shù)供據(jù)．價包括益數(shù)字盾地面汁模型詳、數(shù)元字正堵射影級像、堪城市至固定衰地物滴的三蒼維模捉型數(shù)困據(jù)，祝所以透目前稻攝影望測量身方法組是獲庸取三粗維城獄市模勁型數(shù)盛據(jù)主愈要方伸法．在建江模時供候，盟利用貸建模夢軟件演根據(jù)熟三維慰編碼罵數(shù)據(jù)鍬和數(shù)喇字高擁程模敵型建活立起路每一泥個城欄市目廣標(biāo)的番三維鐵幾何毯模型獅，并眉在此咬基礎(chǔ)都上整符合表群面真程實紋蜘理和鴉其他煤多媒管體屬榜性數(shù)雙據(jù)或救者直扁接插放入其輪他已似有的漆三維紗設(shè)計袖模型罪，從耍而形團(tuán)成逼及真的請三維暢城市車景觀遇模型順。攝影麻負(fù)片像片縣掃描控制書點(diǎn)數(shù)影據(jù)像對蔬定向撲或方位位元隸素安棒置自動燦相關(guān)另獲取DE嚼MDE循M編輯多模踏型DE訓(xùn)M鑲嵌存盤蔽或建樸庫質(zhì)量鞏檢查夏與元礙數(shù)據(jù)救文件熱記錄全數(shù)竭字化悄攝影羅測量寒生產(chǎn)DE頌M的工半作流迎程攝影斬負(fù)片像片轉(zhuǎn)掃描控制賓點(diǎn)數(shù)挪據(jù)像對殃定向禽或方定位元響素安村置DE扭M采集朗與編援輯數(shù)字黑微分鴨糾正數(shù)字夕正射械影像拌鑲嵌存盤鉗或建材庫質(zhì)量崇檢查嶄與元謙數(shù)據(jù)正文件所記錄全數(shù)右字?jǐn)z吃影測跨量方偏法生檢產(chǎn)數(shù)掌字正以射影竹像遙感歐數(shù)據(jù)控制渴點(diǎn)數(shù)糟據(jù)數(shù)字液影像腹幾何中糾正數(shù)字裙影像聽處理鴨與融領(lǐng)合DE蔑M數(shù)字銜影像景鑲嵌圖幅棄裁切舒與整督飾數(shù)字鄭正射稈影像悄輸出懇或存朋盤質(zhì)量范檢測版與元籃數(shù)據(jù)腐文件橋記錄遙感嚇影像快處理飽制作DO井M的生奏產(chǎn)流東程控制晃點(diǎn)坐供標(biāo)影像私定向波參數(shù)質(zhì)量演檢測始與元釀數(shù)據(jù)就文件裙記錄導(dǎo)出AS疼C文本寒格式榴數(shù)據(jù)檢查漏編稻輯錫修改人工腔測量霸建筑檔物頂思部輪勾廓特充征點(diǎn)/線人工繡選擇逼地物獎類和慕用戶彼碼建立控立體聲模型數(shù)字料影像圖紙數(shù)字捏攝影圣測量瓦工作逢站交互京式數(shù)診字?jǐn)z曾影測瞇量采密集城崖市三撥維數(shù)箏據(jù)流誓程圖特征暮編碼渾數(shù)據(jù)3D曠S/但MA擋X三維王設(shè)計俯模型三維憐建模劫與編慶輯平哪臺實地疊拍攝宵紋理融影像三維題城市車景觀園模型數(shù)據(jù)測轉(zhuǎn)換馬、模蹦型編皂輯、廈紋理泊映射苗、屬承性定縮慧義多媒兇體屬巨性數(shù)探據(jù)正射靈影像數(shù)字主高程圖模型貼面帽紋理茶影像圖象粘處理三維針城市證建模頁流程除圖建筑坐物的嘉測量基本圓房：平頂衣房：決平頂種房是疤指房姥屋邊窯界點(diǎn)深具有辨相同潔的高壺度屋脊劣房：踐屋脊渠房是巧指房總屋邊值界點(diǎn)莫具有忙不同殲的高褲度，檢但沒共有內(nèi)威部點(diǎn)胃的房仍屋有內(nèi)歲部點(diǎn)誓的屋姑脊房劃：指紋房屋梁邊界礦點(diǎn)具紙有相壘同或嘗不同債的高姻度，挪但有描內(nèi)部盤點(diǎn)的顏房屋弧頂貓房：索弧頂階房是合指房佛頂象趴一個棄平放歸的圓登柱球頂做房：性球頂階房是齡指房卷頂象或一個拳半圓禍球橢球浩頂房表：橢天球頂打房是母指房燥頂象歇一個屋半橢凍球曲面世頂房修：炊曲面駐頂房頭是指草房頂養(yǎng)象一婆個任扎意曲徐面其它密屋脊帳房：設(shè)指房閑屋邊甜界點(diǎn)鎖具有方不同睬的高厭度，絡(luò)但沒買有內(nèi)認(rèn)部點(diǎn)污，并族且邊旺界有下弧狀扎的房給屋其它工有內(nèi)稀部點(diǎn)船的屋簡脊房市：指是房屋砌邊界洞點(diǎn)具焰有不敲同的叫高度正，有厘內(nèi)部敘點(diǎn)，幫并且羽邊界暑有弧哲狀的尋房屋房上燃房平頂福：指柴水平遮或者誓傾斜悔的平經(jīng)面屋南頂單屋架脊頂雙屋耍脊頂弧頂鐵：指中房頂柜象一轟個平寒放的陪圓柱球頂眾房：菌球頂靠房是裁指房尋頂象伙一個南半圓騾球橢球喬頂房綿：橢仰球頂預(yù)房是暴指房充頂象而一個估半橢筍球曲面勢頂房井：毯曲面耀頂房水是指臉房頂局象一升個任刻意曲良面其它安無內(nèi)狡部點(diǎn)字的房其它斗有內(nèi)毯部點(diǎn)賄的房在測且量房研屋時攜，不囑同類撫型的葵房子甲要用緒不同盯的測垃量碼鉗。下錫屬表炭格定憤義了汪不同素類型曠的房披子在工作向站Vi攜rt縮慧uo領(lǐng)Zo和郊建模拘軟件CC變Mo貴de厲le藏r中的劇編碼旅：類型Vi毫rt癥uo夸ZoCC犬Mo濤de望le能r基本辛房121棕1044，或54基本旱房223呀6114河4，或15綁4基本愚房334擾90珠(邊界