城市改造建构筑物三维模型构建及立面量测技术方案设计与实施
[摘要] 从老旧建构筑物改建改造所需空间数据需求分析入手，明确所需的数据内容及精度要求；在此基础上利用地面近景摄影测量系统及低空无人机倾斜摄影测量系统，采集建构筑物影像数据，并对影像数据进行批处理；利用处理好的影像数据，构建建构筑物三维精细化模型，并对模型进行编辑和单体化；利用数字摄影测量系统，在建构筑物三维模型的基础上 实施建构筑物立面量测；最后基于3DGIS二次开发技术，开发建构筑物三维模型管理技术系统，实现上述数据的浏览、查询、分析。
[关键词]三维建模；倾斜摄影测量；立面测量
随着社会的发展，建构筑物老旧，进行老旧建构筑物改建与改造是实施城市景观改善主要内容之一。老旧建构筑物改建改造的需要获取建筑空间及属性数据，辅助老旧建构筑的改造改建设计。目前关于老旧建构筑物数据获取研究主要集中在以下几个方面：老旧建构筑物三维模型构建技术，老旧建构筑物立面图的量测技术方面，本设计需要从上述两个技术层面分析现有的具体研究现状
1 倾斜摄影测量技术
利用摄影测量技术进行三维建模是常规方法中精度相对较高、建模效果较好的一种。但是在摄影测量中，由于卫星、飞机等的传感器都是垂直于地面安置，受航高和空间摄影姿态限制，仅能获得建筑的高度信息和顶部纹理信息，难以满足数字城市建模三维数据获取的要求。如果将镜头按一定角度进行倾斜安置，使得视准轴与建筑物侧面法线夹角减小，则可以有效解决建筑物侧面纹理信息的获取问题，倾斜摄影技术就是基于该理念应运而生的。它是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息是数字城市建模三维数据获取手段的主流趋势［3］。倾斜摄影技术的应用使得在航摄时可以在较相似的摄影条件和现势性条件下获取建筑物顶部和侧面的特征和纹理信息，使得数据的相关性加强，为之后进行的基于图像的自动化模型构建创造了条件，与传统只从单一垂直角度进行拍摄的传统航空摄影模式相比其具有如下优势: ①在一个飞行平台上同时搭载多个各成角度的感光器件，分别从垂直角度和倾斜布设的传感器获取地面多方向的立体图像信息，配合机身携带的高精度导航卫星定位接收机和惯性测量单元，航摄仪所拍摄图像的绝对位置可以通过地理参考直接计算获得，避免了传统空中三角测量的后处理工作，人工干预少，自动化程度高，可以大大提高地表特征的航摄解译和三维模型生产效率。②倾斜摄影测量集成了传统的航空摄影和测距技术，获取的影像成果更符合人类视觉系统的直观真实世界认知。通过结合倾斜与垂直航拍获取的相片，从这些非正射影像中可以同时得到地面建筑的顶面和侧面翔实的纹理信息。立体成果真实，对于地面周围的反映符合人类感知。③倾斜摄影技术可以实现单张相片上的直接测量，能够提供多种直接的测量手段，如对距离、高度或
2倾斜摄影三维重建技术
航空倾斜相机一般搭载了一个垂直相机和多个倾斜相机， 因而从倾斜相机设备中获得的影像有垂直的下视影像和倾斜影像。理论上， 倾斜摄影依靠自身的系统即可完成三维重建和纹理映射。倾斜影像的处理流程主要可以分为４ 个步骤： 区域网平差、多视四配、点云构网以及多视纹理映射。在倾斜影像的数据处理中， 影像匹配是三维重建的关键和核心技术。
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