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

譚俊杰

【摘? 要】在城市規(guī)劃工作之中，無(wú)人機(jī)傾斜攝影的應(yīng)用率越來(lái)越高，其可以通過(guò)遙感攝影的方式，創(chuàng)設(shè)城市模型，促使用戶(hù)更好地進(jìn)行信息獲取。然而在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于多方面因素存在，使得建模工作受到了諸多影響，無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。因此，相關(guān)人員就需要做好研究工作。論文主要描述了無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，探討了三維建模方式，并對(duì)優(yōu)化措施方面發(fā)表一些個(gè)人的觀點(diǎn)和看法。

【Abstract】In the urban planning work， the application rate of UAV tilt photography is increasingly high. It can create a city model by means of remote sensing photography to promote better information acquisition by users. However， due to the existence of many factors， the modeling work was greatly affected， and the expected effect could not be achieved. Therefore， relevant personnel need to do research work. This paper mainly describes the tilt photography technology of UAV， discusses the 3D modeling method， and presents some personal views and opinions on optimization measures.

【關(guān)鍵詞】城市規(guī)劃;傾斜攝影;三維建模技術(shù)

【Keywords】urban planning; tilt photography; 3D modeling technology

【中圖分類(lèi)號(hào)】P231;TU984.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）08-0179-02

1 引言

對(duì)于三維建模技術(shù)而言，可以有效完成城市信息的表達(dá)，促使城市規(guī)劃、建設(shè)以及管理工作順利展開(kāi)。不僅如此，整體效率更高，人工成本則相對(duì)偏低。因此，相關(guān)研究工作就顯得非常重要。

2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

2.1 無(wú)人機(jī)技術(shù)

所謂無(wú)人機(jī)技術(shù)，主要是通過(guò)無(wú)線電遙控以及自動(dòng)程序的方式，對(duì)無(wú)人機(jī)展開(kāi)有效控制。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)有著多個(gè)不同的種類(lèi)，包括固定翼、多旋翼、飛艇以及直升機(jī)等。由于此類(lèi)設(shè)備屬于高新產(chǎn)品，具備高效率、高經(jīng)濟(jì)性、高機(jī)動(dòng)性的特點(diǎn)。另外，設(shè)備本身的構(gòu)造十分簡(jiǎn)單，重量不大，因此，材料成本的投入也相對(duì)偏低。并且內(nèi)部程序經(jīng)過(guò)多次升級(jí)之后，已經(jīng)具備了較高的智能化水平。當(dāng)前在多個(gè)領(lǐng)域之中，都已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用了無(wú)人機(jī)設(shè)備，以此保證人們更為快速地進(jìn)行資源數(shù)據(jù)獲取，為之后各類(lèi)工作的正常開(kāi)展提供多方面幫助。

2.2 傾斜攝影技術(shù)

伴隨社會(huì)的快速進(jìn)步，我國(guó)高科技產(chǎn)品的數(shù)量也在持續(xù)增加。尤其是無(wú)人機(jī)的應(yīng)用，促使航空攝影技術(shù)取得了非常大的進(jìn)步，并且還在不斷創(chuàng)新。在開(kāi)展航空攝影工作時(shí)，工作人員就可以基于原有的攝影技術(shù)，將無(wú)人機(jī)技術(shù)結(jié)合進(jìn)來(lái)，從而使得航空攝影的效果進(jìn)一步提升。

在使用無(wú)人機(jī)之后，由于自身飛行高度較高，因此可以從多個(gè)角度出發(fā)，對(duì)建筑物展開(kāi)拍攝，獲取各個(gè)方面的信息數(shù)據(jù)。即便是一些地面建筑物，分辨率同樣非常高。正是這一因素，在進(jìn)行三維建模時(shí)，無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的使用可以為城市規(guī)劃帶來(lái)諸多幫助。其可以將某個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)各個(gè)景象的具體情況全部展示出來(lái)，并以更為真實(shí)的形象進(jìn)行呈現(xiàn)，滿(mǎn)足人們視覺(jué)觀察的需求。并且在應(yīng)用GNSS技術(shù)之后，還能對(duì)原有的地理信息框架帶來(lái)一定的優(yōu)化，使得工作人員更好地完成信息收集。不但用戶(hù)的體驗(yàn)水平有所提升，而且還能減少建模的資金投入。

由此發(fā)現(xiàn)，無(wú)人機(jī)傾斜攝影有著多方面優(yōu)勢(shì)，如飛行高度相對(duì)偏低，因此，獲得的影像資料就能更為清晰;一些處在相鄰狀態(tài)的無(wú)人機(jī)，在航拍時(shí)，影像資料會(huì)產(chǎn)生一定程度的重疊，使得信息資料變得非常豐富;無(wú)人機(jī)自身有著較強(qiáng)的自動(dòng)化水平，幾乎不需要工作人員進(jìn)行操作，可以自動(dòng)完成拍攝和建模工作;由于拍攝的效率非常高，因此資金成本的耗費(fèi)不高，同時(shí)還能減少人力資源的投入。

3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影的三維建模方式

早在10年前，西方許多發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始嘗試使用無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)，以此進(jìn)行建模。而在近幾年之中，我國(guó)也開(kāi)始逐步應(yīng)用。無(wú)人機(jī)傾斜測(cè)量本身存在多方面優(yōu)勢(shì)，因此可以滿(mǎn)足不同場(chǎng)地的測(cè)量要求，以此進(jìn)行信息收集工作。即便測(cè)量范圍整體偏大，同樣可以完成高精度的信息獲取，并且效率非常高。此外，無(wú)人機(jī)還能對(duì)一些動(dòng)態(tài)圖像展開(kāi)粘貼，無(wú)需人工操作，所以建模的實(shí)際效率便有了明顯提升。而且模型定位也十分準(zhǔn)確，在完成制作之后，能夠上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之中，與他人進(jìn)行信息共享。

而且在使用無(wú)人機(jī)完成測(cè)量工作之后，所有信息都能在網(wǎng)絡(luò)中儲(chǔ)存。并且設(shè)備自身的CPU能力較強(qiáng)，可以一次性處理多個(gè)影像資料。如此不但能夠縮減人工成本的投入，而且還能節(jié)約大量時(shí)間，提升城市規(guī)劃的效果。

然而需要注意的是，在測(cè)量過(guò)程中，基于無(wú)人機(jī)設(shè)備本身的差異，同時(shí)如果應(yīng)用的軟件有所區(qū)別，實(shí)際測(cè)量出來(lái)的模型就會(huì)存在一定程度的不同。少部分模型還會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，如破洞和凸包。另外，如果在大氣環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量，由于有噪音存在，同樣可能導(dǎo)致模型產(chǎn)生凸包。在不同的時(shí)間條件下，由于光照效果不一樣，模型的紋理也會(huì)變得十分不均勻，少部分區(qū)域也會(huì)有破洞。若是影像的分辨率較低，有可能造成邊緣部分發(fā)生變形。

總體來(lái)說(shuō)，造成模型缺陷的原因有很多種，極為復(fù)雜，基本上可以看作是建模過(guò)程中不可避免的缺陷。因此，在未來(lái)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，相關(guān)人員還需要進(jìn)一步展開(kāi)深入研究，不斷提升測(cè)量水平，確保技術(shù)條件能夠有效升級(jí)。

4 無(wú)人機(jī)傾斜攝影的三維建模方式的優(yōu)化措施

從目前來(lái)看，在城市規(guī)劃過(guò)程中，越來(lái)越多工作人員開(kāi)始嘗試應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影的方式，實(shí)際效果令人非常滿(mǎn)意。特別是一些港口城市，通過(guò)應(yīng)用十字交叉航線的方式，逐步予以測(cè)量，并進(jìn)行數(shù)據(jù)資料的收集。之后使用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，逐步展開(kāi)三維建模工作，如果其中有一些較為重要的建筑物，可以對(duì)其重新細(xì)化。最后，再通過(guò)無(wú)人機(jī)的靈活性特點(diǎn)，從建筑頂部飛過(guò)，完成高精度信息的獲取。

這種建模方式能夠看作是傳統(tǒng)模式和無(wú)人機(jī)傾斜攝影的全面整合。傳統(tǒng)模式可以完成建筑物的表面測(cè)量，而無(wú)人機(jī)則能對(duì)建筑頂部予以測(cè)量，以此完成各方面信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而能夠建立更為精細(xì)的模型。尤其是一些存在部分缺陷的建筑物，還能對(duì)其模型予以修補(bǔ)，以此獲取完整的模型。兩種技術(shù)互補(bǔ)，各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，從而有效解決建模工作中遇到的各方面問(wèn)題，滿(mǎn)足城市規(guī)劃要求的基本需求。

4.1 二次優(yōu)化處理的方式

在進(jìn)行城市規(guī)劃時(shí)，為了更好地完成三維模型的建立工作，相關(guān)人員就可以嘗試采取無(wú)人機(jī)傾斜攝影的方式。但是在實(shí)際操作過(guò)程中，由于多方面因素存在，很容易造成各類(lèi)問(wèn)題出現(xiàn)。如果沒(méi)有及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化，自然會(huì)給工程建設(shè)帶來(lái)非常大的影響。因此，在進(jìn)行建模研究時(shí)，工作人員就需要采取二次修復(fù)的方式。根據(jù)早期建模的優(yōu)勢(shì)，并將建模技術(shù)結(jié)合進(jìn)來(lái)，以此展開(kāi)二次優(yōu)化處理。針對(duì)現(xiàn)有的破洞，及時(shí)采取措施進(jìn)行修復(fù)，并完成三維模型的更換。

4.2 建立快速修復(fù)模型

無(wú)人機(jī)傾斜攝影主要是通過(guò)采用空三加密的方式，結(jié)合各個(gè)區(qū)域的差別，逐步完成控制點(diǎn)的預(yù)放工作。在使用立體測(cè)圖方式對(duì)加密地點(diǎn)的高度和地理位置計(jì)算時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，空三加密是一項(xiàng)非常重要的基本環(huán)節(jié)，對(duì)三維建模工作的影響非常大。在完成數(shù)據(jù)資料獲取之后，就能利用空三技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行重新校正和定向。這樣一來(lái)，各類(lèi)影像數(shù)據(jù)之間就能實(shí)現(xiàn)重疊效果。

在使用空三成果對(duì)模型進(jìn)行修復(fù)時(shí)，首要工作就是針對(duì)現(xiàn)有的模型輔助編輯系統(tǒng)予以開(kāi)發(fā)，將之前獲得的加密數(shù)據(jù)以及初始模型全部導(dǎo)入系統(tǒng)之中。結(jié)合空三技術(shù)和空三加密之間存在的差異，最終逐步完成模型的建立工作，同時(shí)一些不合理的紋理也能得到有效調(diào)整。

對(duì)于此類(lèi)編輯系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不但能夠完成搜索工作，而且還能實(shí)現(xiàn)紋理的自動(dòng)提取以及模型交互制作的工作，其主要基于影像數(shù)據(jù)本身，通過(guò)校正和加密的方式，促使模型能夠在短時(shí)間之內(nèi)立刻完成建立，同時(shí)紋理部分也能實(shí)現(xiàn)定向和提取。由此看出，在使用此類(lèi)模型修復(fù)方式時(shí)，所有數(shù)據(jù)內(nèi)容都能做到快速提取，同時(shí)系統(tǒng)還能自動(dòng)完成處理工作。最后，再對(duì)空三成果修復(fù)后的影像資料予以全面利用，讓其逐步形成一個(gè)立體模型，并進(jìn)行播放。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前在進(jìn)行城市規(guī)劃工作時(shí)，三維建模便是一項(xiàng)非常重要的工作內(nèi)容?；谠缙诘臏y(cè)量技術(shù)，并嘗試將無(wú)人機(jī)傾斜測(cè)量結(jié)合進(jìn)來(lái)，不但能夠擴(kuò)大測(cè)量范圍，提升測(cè)量精度，而且還能降低人力成本投入，提升實(shí)際效率，因此有著非常好的效果。但是，在一些細(xì)節(jié)部分的處理上，仍然有著一定的缺陷。所以在未來(lái)，相關(guān)人員還需要進(jìn)一步展開(kāi)研究，針對(duì)其現(xiàn)有的不足，及時(shí)予以?xún)?yōu)化，進(jìn)而推動(dòng)城市規(guī)劃工作的效果進(jìn)一步提高。

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