Smart 3D在風(fēng)景園林測繪中的應(yīng)用

李亞星

摘要：隨著無人機航拍技術(shù)的快速發(fā)展，諸多領(lǐng)域都慢慢糅合了無人機技術(shù)。無人機航空影像獲取照片的快速高效、直觀全面、高分辨率、宏觀性的優(yōu)越性，保證了前期資料的準(zhǔn)確性和全面性，結(jié)合后期實景三維建模軟件的處理，實景三維建模更快的被人們所認知。本文主要介紹Smart 3D在風(fēng)景園林中利用無人機獲取航空影像后的處理方法，以及實景三維建模的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：Smart 3D；實景三維建模；無人機；風(fēng)景園林

在風(fēng)景園林規(guī)劃中，不僅可以通過無人機技術(shù)進行簡單的影像制作和數(shù)據(jù)采集的傳統(tǒng)二維mile，還能進行實景三維建模。Smart 3D就是針對無人機航拍影像的實景三維建模軟件。傳統(tǒng)的三維建模周期時間長，在經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，時效性滯后的缺點無疑成為了傳統(tǒng)三維建模的最大阻力，而通過航空影像進行的實景三維建模不僅克服了這些缺點，而且還更加具有真實性。

1 Smart 3D技術(shù)簡介

Smart 3D是基于圖形運算單元GPU的快速三維場景運算軟件，它能無需人工干預(yù)地從簡單連續(xù)影像中快速、簡單、全自動地生成最逼真的實景真三維場景模型。Smart 3D可運算生成基于真實影像的超高密度點云，并以此生成基于真實影像位紋理的高分辨率實景真三維模型，對真實場景在原始影像分辨率下的全要素級別的還原達到了無限接近真實的極致。

在對照片的要求上，現(xiàn)在的國內(nèi)無人機航拍，基本上是正射和傾斜角度集成在一起，這樣能很好地提高工作效率，并且增加精確性。在對同一事物的同一個點的拍攝時，要求至少要3張以上<15°角的不同角度的照片覆蓋，而且重疊度越大，處理出來的三維模型精確度更高，效果更好，但是所消耗的時間也越多。綜合考慮，一般要求航向的重疊度>70%，旁向重疊度>50%，效果最佳。

2 Smart 3D在風(fēng)景園林測繪的應(yīng)用方法

Smart 3D實景三維建模主要包括工程準(zhǔn)備、空三加密、加入控制點和模型建立貼圖四個步驟。

工程準(zhǔn)備主要是把無人機拍攝的數(shù)據(jù)按照拍攝相機的不同放入不同的文件夾（一般拍攝時采用的都是一種相機），并且要把文件夾的路徑改成非中文路徑，最后創(chuàng)建一個新的工程jobs，再創(chuàng)建一個Block，把圖片分組加載到里面。

空三加密就是對導(dǎo)入的照片進行大量的特征點計算和分析，同個特征點不同角度的匹配，最終確定照片之間的關(guān)系，生成點云圖?？杖瓿珊?，就可以在圖中看出各個航帶的飛行情況，照片的位置、密度和覆蓋的范圍等信息。但是空三生成的過程并不一定能一次成功，有時可能因為照片的拍攝問題，包括清晰度，重疊度和角度等問題，或者是運行過程中出現(xiàn)的問題導(dǎo)致空三出來的點云有漂移和沉浮的問題，根據(jù)問題出現(xiàn)的嚴(yán)重程度，有時必須重新進行一次空三運行。課題來源：本論文由北方工業(yè)大學(xué)學(xué)生科技活動項目資助。

然后就是加入控制點，控制點加入后還要再進行一次空三的運行，控制點的加入能讓生成的模型具有精確性。這樣2次進行空三的運行要比直接加入控制點進行空三要節(jié)省時間，而且還能檢測出更多的問題。

最后模型建立貼圖，對生成的白膜進行紋理的貼合，處理模型中有空洞的地方，特別是水域，因為水域的紋理不明顯，所以生成模型時可能會出現(xiàn)問題，必須進行切塊，然后把每塊修復(fù)好再整合在一起。

3 Smart 3D在風(fēng)景園林測繪中的優(yōu)缺點

Smart 3D在風(fēng)景園林測繪中有很多的優(yōu)越性。

一是Smart 3D技術(shù)能同時處理大量的數(shù)據(jù)，這要比以前更方便，更省時。特別是在風(fēng)景園林行業(yè)，往往需要大量的照片處理，這要比傳統(tǒng)的三維建模更加簡單。

二是此技術(shù)生成的成果更加精確，因為不管是前期數(shù)據(jù)的收集還是后期的處理都不需要人為的干涉，減少了中間的誤差，使得生成的模型更具有準(zhǔn)確性和價值性。

三是Smart 3D技術(shù)具有兼容性，它可以結(jié)合其它建模軟件，使模型處理和修改更具方便性，也更適合于風(fēng)景園林測繪。

但是Smart 3D技術(shù)也存在著一些有待改進的缺點，如對于圖像有一定的要求，圖像必須具有很好地紋理性才能被很好地識別，對于水面、鏡子、光滑的墻面等都不能很好地處理，必須經(jīng)過后期的處理與修復(fù)。還有就是采集的圖像比較多，導(dǎo)致在處理中可能會因為一些圖像影響到生成的成果，要求在生成點云的過程中需要幾次的修改和檢查。

4 結(jié)論

目前，實體三維建模主要應(yīng)用于山地的測繪和規(guī)劃、城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃、古建筑保護等方面。實體三維建模技術(shù)具有的諸多優(yōu)越性能讓它得到很快的認可，這也讓它能夠慢慢取代傳統(tǒng)的三維建模，而且能夠在風(fēng)景園林測繪中解決很多傳統(tǒng)建模難以解決的問題。

（責(zé)任編輯 禾初）