ContextCapture软件三维建模实用小程序的构建*

2022-01-18王宝平陆全辉

地矿测绘 2021年4期

王宝平，陆全辉

(黑龙江省地质测绘地理信息院，黑龙江哈尔滨 150000)

0 引言

倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项新技术，利用像片进行三维重建成为一项关键性的技术。目前市场上有很多三维建模软件，较主流的软件有ContextCapture、PIX4D MAPPER、PHOTOSCAN、Photomesh、街景工厂等。本文主要介绍ContextCapture软件三维建模的流程及集群的建立方法，并利用VB语言编程实现模型数据处理及三维建模集群的建立。

1 ContextCapture软件快速建模

1.1 软件概述

ContextCapture是一款专业的影像智能建模系统，能够全自动、高效的从二维数码影像中重建正射影像图和实景三维模型，且不受限于影像的采集手段和设备。其超强的空三能力，对于大数据量以及弱纹理区域具有较好的处理能力，能有效提升数据处理效率。它主要有Master、Setting、Engine、Viewer四个模块：Master是一个非常友好的人机交互界面，相当于一个管理者，它能创建任务、管理任务、监视任务的进度等；Setting是一个中间媒介，它主要是帮助Engine指向任务路径；Engine即是引擎端，只负责对所指向的Job Queue中的任务进行处理，可以独立于Master打开或者关闭；Viewer则可预览生成的三维场景和模型[1-3]。

1.2 快速建模

1)模型工程的建立。打开ContextCapture Center Master主界面，新建工程，工程名称需要使用英文，然后指定工程目录。

2)POS数据的处理。将POS数据按照格式要求做成Excel表格文件，通过“导入位置”直接加载表格文件导入数据，可以通过3D View模块查看效果，也可以通过该示意图基本判断飞机飞行质量[1]；如果没有POS数据，则直接在“添加影像”中加载影像文件或文件夹即可导入全部照片，然后设置传感器尺寸及焦距等相机参数。

3)相控点数据的编辑。通过“测量”编辑控制点，首先选择成果所需的空间参考，然后输入控制点信息，并在每个控制点下添加对应的影像并标注控制点所在具体位置，编辑完所有控制点后保存控制点信息。在3D View中查看控制点分布及空间参考，以确定控制点位置与实际布设情况一致。

1.3 空中三角测量与三维建模

“概要”菜单下提交“空三”，提交后弹出“空三”定义窗口，设置块输出名称及位置参考等信息便可提交运行。提交完成后，会自动计算AT，计算过程中不能进行任何操作。运行结束后，可通过3D View菜单查看空三结果，主要观察相机曝光点的位置信息等；空三结果查看无明显错误后[2]，点击“新建重建项目”提交三维建模。

2 ContextCapture软件集群

单台计算机运行ContextCapture软件三维建模效率较低，将两台以上的计算机连接到一起同时运算一个项目就可以大大提高效率。ContextCapture建模时，可以将局域网内的计算机联合起来一起建立同一个模型，以节省建模时间。

集群步骤如下：

1)集群操作时，所有的计算机必须在同一个局域网下。

2)在某一个盘里新建一个文件夹CC(任意名)，将建模数据放到该文件夹中。在该文件夹中再建立一个文件夹，命名为Jobs(固定名)。

3)右键单击CC文件夹，选择共享，要共享的用户为“everyone”。

4)右键单击计算机——映射网络驱动器——自定义驱动器盘符(不要设置常出现的盘符名，以免集群电脑产生冲突)——文件夹点击浏览，选择第三步中所共享的文件夹CC。

5)主机以及参与建模的集群计算机：在ContextCapture的安装目录下打开CCSettings工具——配置——任务序列路径改到共享文件夹CC下的Jobs文件夹。

6)建模时，工程必须建在共享的CC文件夹下。打开主机和集群上的建模引擎ContextCapture Center Engine，只要有模型任务且建模引擎打开，即可自动识别并进行模型建立。

3 程序实现

基于以上操作，利用VB语言[3]编程实现了ContextCapture软件三维建模的模块化傻瓜式操作。建立集群时，需要一台配置较高的计算机作为主机，副机若干台，操作系统选择Win10或者Win7都可以。不管是否需要集群处理，建议都先按照集群的步骤来操作。配置集群环境后可以选择不进行集群处理，因为如果先前没有配置集群环境，之后若要进行集群处理则有可能会导致任务失败。程序操作界面见图1。

图1 程序主界面Fig.1 Program main interface

3.1 基础功能

软件基本功能主要包括：通过“打开文件夹”选择相应盘符打开已存在的工程目录；快速新建一个以工程名称为名的文件夹，并在这个文件夹下面自动新建三维建模所需的5个文件夹：gcp(存放控制点)、images(存放影像)、Jobs(任务序列路径)、pos(影像位置信息)、project(存放软件生成的工程文件)，同时需要将各类原始数据放入相应的文件夹内，这样可以使整个项目工程更加规范；在“文件更名”模块中可统一更改影像的名称，同时可以选择整理POS数据，一次性实现POS数据和影像的一一对应(见图2)；在“快捷工具”菜单中可以直接打开一些常用软件，如AutoCAD、ArcGIS等，此外在“外接程序”菜单下也可以打开计算机中已经安装的一些常用软件。

图2 文件更名Fig.2 Renamed file

3.2 集群功能

“集群”功能包括主机和副机在三维建模时的集群操作：打开主机A的操作界面，见图3(a)，按界面提示步骤完成ContextCapture软件三维建模集群时主机需要完成的步骤，点击相应步骤可查看“新建文件夹”“共享文件夹及映射”“新建工程”的具体操作步骤；打开主机B的操作界面，见图3(b)，按界面提示步骤完成ContextCapture软件三维建模集群时副机需要完成的步骤，点击相应步骤可查看“映射主机文件夹”“设置路径及打开引擎”的具体操作步骤。ContextCapture软件三维建模是环环相扣的，任何一步未进行或者出现错误，下一步都不能完成，按照此程序的傻瓜式操作，完全可以避免错误的发生。