低空摄影测量与三维建模探讨

扎依旦吐尔逊

[摘要]测绘学作为实践性很强的学科，其理论、方法及技术等不断进步。随着信息技术、地理信息技术以及空间技术的发展，测绘学的理论基础、技术体系等发生了重大变化，逐渐进入了数字化、智能化以及可视化时代。由于物体的三维信息可以更加全面、系统的反应出客观物体的情况，因此很多技术都被应用在了三维信息测量中，利于人们获取更加丰富的空间信息。

[关键词]低空 摄影测量 三维建模

[中圖分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-290-1

摄影测量即对研究对象摄影后，根据几何知识、物理知识等对所得构像信息进行详细分析，从而为研究对象的本质提供有效的参考资料，因此是以影像信息重建三维空间中物体几何表面的科学，其主要任务是测制不同比例尺的地形图并建立地形数据库，从而为地理信息系统提供基础性数据。摄影测量学作为测绘学科的重要组成内容，融入了多种新型科技，从而为摄影测量的发展提供了基础。测绘技术、信息技术的发展，在一定程度上促进了航空摄影测量技术的发展。人们可以从航空像片中得到有关研究对象的地形、地物等三维坐标信息，获得三维建模数据，进而实现三维场景的重建。

1低空摄影测量

1.1低空摄影测量概念

低空摄影测量的概念是在航高1000米以下进行的摄影测量行为。目前，得到广泛应用的便是航空遥感摄影测量技术，已经成为了测绘比例尺地形图的首选方法。由于目前采用的航空遥感摄影测量技术进行小面积摄影测量时成本较高，且性能较差，因而没有得到广泛应用。采用低空摄影测量技术对小面积、地区性大比例尺地形图测绘而言，具有较高的应用价值，能够清楚的获得地面影像信息资料，且可操作性强、成本低、精度可靠。

1.2低空摄影测量技术适用范围

传统的航空摄影测量技术主要应用在小范围区域内，成本较高，且很难满足某些特定条件下的要求，比如城市三维建模，地物遮挡问题严重，难以清楚的显示出建筑物细节轮廓，导致影像建模质量过低。在此情况下，低空摄影测量技术应运而生。由于低空遥感平台摄影测量技术能够迅速得到测量数据，因此在土建工程施工、补测地形图、小范围内考古等工程中具有实用性，还可以为厂矿企业、旅游景点以及名胜古迹等地方获得鸟瞰像片、编制影像平面图，从而为相关单位提供大比例尺数据服务，并为矿区资源、旅游资源的地方的管理提供有效的参考依据。低空摄影测量的飞行高度在1000m以下，且适合在天气晴朗的时候作业，进而提高航片的质量，利于相关问题的分析。

2基于低空摄影测量的三维建模重建

物体三维图像比传统二维图像反应的信息更多，内容更加全面。将有关技术应用在物体三维信息测量中，并根据三维数字化技术获得并分析三维物体空间坐标信息的数据，将所得结果应用在虚拟现实、快速原型等多个领域中，可以得到较高的使用价值。目前，随着我国城市化进程的不断加快，如何获得更加准确的城市空间信息，是非常重要的问题。传统摄影测量方法受自身特点的限制，获取地形图信息时容易受到建筑物的遮挡，所得信息不够全面，且无法满足迅速获取地基立面三维信息的要求，因此不适合采集城市三维信息。

城市三维建模是关于城市地形状况的三维计算机模型，能够使用户对城市景观、规划设计等有直观认识，应用前景广阔。

2.1城市三维建模数据采集方法

因为城市数据源比较多，且不同的数据源，其数据获取格式、内容以及精度等不同，因此城市三维模型的建立方法也不同。一般情况下，城市三维建模的数据采集方法主要有以下几种：一是搜集有关地形图、区域规划设计图的资料，能够提供较多的建筑物信息；二是运用摄影测量方法，航空摄影测量技术可以获取建筑物的位置信息，但因遮挡现象严重，因而只能够获得建筑物顶部信息，无法获得立面信息，不适合应用在建筑物聚集的区域，因此，采用新兴的低空摄影测量技术，能够弥补该技术的不足之处，适用于城市三维建模；三是运用激光扫描技术，此技术可以清楚的获得物体位置、细小位置结构信息等，结合摄影测量技术还能够得到建筑物纹理信息，适合三维立体模型的建立；四是卫星遥感技术，此技术具有高分辨率、低费用以及高精度的特点，确保地面资源的清晰可见，从而为城市三维模型的建立提供了数据信息；五是合成孔径雷达技术，可以准确反映地貌信息，并提供高分辨率图像，不受天气环境的影响而进行全天候作业。

2.2基于低空摄影测量的城市三维建模

在传统航空摄影测量的基础上，采用低空摄影测量技术能够更加技术、快速的得到城市相关地面信息以及此区域的DOM、DEM，结合地基立面测量坐标数据、纹理信息等可以建立精确度较高的三维模型。具体建模流程图如图1所示。

此方法通过运用低空摄影测量技术获得城市影像信息，扫描后成为数字图像，并根据空中三角测量系统获得加密成果，之后将其导入摄影测量工作站，进行定向处理，并对定向结果进行仔细检查，确保其完整无误。之后可以继续生产DOM、DEM，并从立体模型中获取建筑物信息，作为建模备用资料。然后根据地基立面三维测量系统获取建筑物坐标信息，补充低空摄影测量的的欠缺之处。将所得的城市物体信息导入CAD当中，为立体模型的生成做好准备工作。将做好的DOM、DEM、A建筑物信息的平面结构图导入三维模型生成系统当中，并贴上相应的纹理，便可以获得最终的城市三维模型。

3结语

现代社会的不断发展，使三维、智能化的数字时代逐渐替代了以往的二维平面地形图。采用三维方式构建区域，特别是城市区域的规划情况，是适应社会发展、人们需要的必然趋势。低空摄影测量技术以及三维测量技术的发展，会使城市三维建模工作更加顺利的开展，更好的反映地面情况。

参考文献

[1]李永泉，韩文泉，黄志洲.数字城市三维建模方法比较分析[J].现代测绘.2010（02）.

[2]孙宏伟.基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模[J].现代测绘.2014（01）.

[3]杨育桢.数字近景摄影测量在古文物三维重建中的应用研究[D].西安科技大学：地图制图学与地理信息工程.2012.