倾斜摄影测量在智慧城市建设中的应用

倾斜摄影测量在智慧城市建设中的应用
摘要:实景真三维模型作为搭建城市智慧化管理平台的基础地理信息数据,在城市规划、智慧旅游、智慧公安等方面有着非常重要的作用。倾斜摄影测量这一新型测绘技术能够自动化、智能化构建实景真三维模型,建模效率高、模型精细逼真,是智慧城市建设的重要技术手段。
关键词:倾斜摄影测量;智慧城市建设;应用
在城市建设如火如荼、城市面貌日新月异的今天,大数据技术、互联网技术、“互联网+”技术、5G技术等技术的发展,不断助力着智慧城市建设。但建设智慧城市,不仅需要这类新技术的支持,更加需要真实、精细、完善的城市测量基础地理数据和信息。由于城市里高楼林立,道路交通错综复杂,需测量的地物繁多,传统的测量技术在城市测量时通视能力比较差,作业效率低、局限性强,同时传统测量技术获取的信息也比较单一,难以全面获得城市信息。倾斜摄影测量技术的及时出现,有效的解决了这些问题,相较于传统测量技术,它大大提升了城市测量的效率,且测量数据精度比较高,获得的数据信息比较全,可为智慧城市建设提供必要的参考和指导。基于此,开展智慧城市建设中倾斜摄影测量技术的应用分析就
真空环境
显得尤为必要。
1倾斜摄影测量技术原理
实施倾斜摄影测量技术的过程中,需要在同一个飞行平台上装载5个不同方向的传感器(5镜头),确保一次性可以从1垂直+4倾斜等5个不同的视角进行影像数据的采集。在作业过程中,无人机设备同步采集记录航高、航速、航向和旁向重叠率以及瞬时坐标等飞行详细信息参数,结合无人机和传感器的一些固定参数,便可在相应的无人机数据处理软件中进行数据的分析和整理。倾斜摄影测量获取待测地区各类地物实体影像数据,相较于传统的正射摄影测量技术,倾斜摄影测量的多角度同步拍摄使它获取的数据量更加充足、覆盖面更全、冗余度更高,利用多角度拍摄数据还原出的地物属性更加精确、细节更加逼真,非常适宜用于实景三维建模。
2智慧城市建设基础地理信息内容及获取方式
基础地理信息数据体系建设以形成数字信息服务产业模式为方向,通过各种技术手段获取基础地理信息数据,对各类数据进行采集、编辑、处理、贮存和分析利用等,在获得授权
的框架体系内实现更加便利、更加全面的基础地理信息数据共享,这是一个不断进步、不断完善和不断提升的过程。不少城市已建成的时空信息云平台就是对智慧城市地理信息公共平台的一种智能提升,依托云计算技术,将基础设施、时空信息、功能软件和开发接口作为其服务资源,分级管理、合理共享。倾斜摄影测量是搭建智慧城市时空信息云平台过程中的一项核心内容,是三维实景模型生产、DLG生产、DEM生产、DOM生产的基础性和必备性工作。倾斜摄影测量技术具备的高分辨率和真实性,能够真实还原地物实际状况,详尽地表现出地物的种类和位置等信息。实景三维模型成果含有丰富的地理信息资料,可方便的实现分类查询、规划设计、控高分析、规划压平、方案对比、日照分析、立面图设计、自然风光展示等功能,为智慧城市的进一步开发应用提供强有力的保障。
3倾斜摄影测量技术在智慧城市中的主要应用
卢允忠3.1数字高程模型(DEM)的制作
数字高程模型是智慧城市建设中的重要的基础地理数据,为城市实景三维模型的建设和各种工程的规划设计提供了基础成果。目前国内有少数城市使用了格网,尺寸为2~25m,建立了一定范围内的数字高程模型成果,格网高程精度为0.25~2.0m。倾斜摄影测量系统能
够提取大范围的数字高程模型,DEM获取有两种方式:一是利用平差后符合精度要求的空三加密成果,自动匹配生成DTM,在第三方软件中进行编辑点云。二是通过人工实地采集或将已有的DLG数据中的等高线、高程点及特征点导入立体模型,生成DEM。
3.2数字线画图(DLG)的制作
数字线画图是城市测量成果主要的形式之一,可用于城市基础地理信息数据库产品化加工,能够满足地理信息系统所需的各种空间分析要求,被视为智能数据[2]。它的表现形式多种多样,与DOM可以叠加形成正射影像地形图,与DOM、DEM叠加形成立体地形图或数字地面模型。DLG的生产可以以倾斜摄影测量的实景三维模型为基础,一般情况下,城市使用的大比例尺地形图数据成果,利用倾斜摄影测量技术可以满足。主要获取方式有两种,一是利用数字正射影像和数字高程模型进行叠加,二是直接利用生产的实景三维模型。两种方式都可以将三维模型成果导入到第三方测图软件(如EPS软件)中,在裸眼环境下进行数字线画图的生产。对于大比例尺地形图来说,需要在模型上进行屋檐改正,可以利用前方交会对无法采集的房角等必要点位进行采集,提高模型精度,大量减少了外业实物工作量,有效缩短了项目实施周期。
斜管隔油池
3.3数字真正射影像图(TDOM)的制作
数字真正射影像图是根据数字高程模型对中心投影的航摄影像进行纠正处理,消除建筑物等地物投影差后的垂直投影的影像图,影像无遮挡,能全面展示地面要素。主要获取方式是利用集化全自动数据处理系统和数字高程模型成果,对数字航空影像进行微分纠正,通常采用双线性内插法或双三次卷积内插法重采样。数字微分纠正后的单片正射影像,以空三加密区为单元,在软件中自动选取镶嵌线,达到快速、批量成图的效果,最终形成一幅总图。
双向玻璃3.4实景三维模型的制作
实景三维模型是近来应用广泛、热度很高的产品,它通过高精度的三维地理坐标和真实的地表影像数据,构建出真实地表三维模型,是“一张皮”模型,主要表现形式是通过计算机或其他设备进行对外显示。目前常用的是Bentley公司的Context Capture(CC)软件,利用平差后符合精度要求的空三加密成果,通过自动提取密集点云,重建三角网,自动映射纹理,指定模型输出格式等步骤,得到实景三维模型。软件自动化生成的三维模型由于原始数据匹配等方面问题,可能会出现模型漏洞、地面起伏突变、悬浮、拉花等问题,为了
潜流带
模型真实美观,提高展示效果,通常需要人工介入采取漏洞填补、悬浮物删除、压平等手段对其进行优化处理。水域是经常遇到的弱纹理要素,不易提取加密点,因此一般生产的三维模型在水域处都会有大面积漏洞,呈现破碎残缺的状态,需要对这种漏洞进行填充修补。目前主流的三维建模软件基本都有针对水域漏洞修补的功能,如CC软件可以利用其KML约束功能,通过LSV或谷歌等软件,沿水域画出面范围(约束范围)并设定其高程和真实水面高程一致,导出并保存范围面,引入建模软件,利用Reconstruction constraints(重建约束)功能,令水域面重新自动建模,以获取平整齐全的水面。
4结语
智慧城市是城市建设发展的重要方向,它融合各项先进的现代化技术,引入海量数据资源,给城市发展规划带来无限可能。地理信息数据是智慧城市建设过程中非常重要的数据资源,一些传统测绘技术手段生产的地理信息数据已很难满足智慧城市提出的要求,而通过倾斜摄影测量技术生产的数据成果可为智慧城市建设提供一个真实、立体、可视、可操作的空间模型,提升智慧城市建设质量和效果,值得大范围推广应用。
参考文献
[1]范印,李梁,高磊,等.无人机倾斜摄影测量技术在智慧城市建设中的应用研究[J].无线互联科技,2021,18(13):96-98.
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[5]李莲,郭忠磊,张琼.无人机倾斜摄影测量技术在城市基础测绘中的应用[J].测绘地理信息,2020,45(6):72-74.

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