大区域实景三维模型拼接融合方法及应用

随着实景三维中国建设的开展,大区域实景三维重建与更新已成为迫切需求,其建模面积大、模型成果异构、多尺度等特点导致场景拼接与融合成为丞待解决的问题,本文分别从影像及控制点重叠建立空三工程、包含相同控制点的空三工程融合2个角度,探究了从数据处理中实现三维场景拼接的方法,其次从模型成果的角度通过邻域瓦块的几何拓扑优化实现三维场景无缝拼接,文章对3种方法进行了试验对比及适用性分析,该研究解决了大场景三维模型拼接的问题,促进了实景三维高效高质建设。     

多源数据融合实景三维建模关键技术研究

本文以某市政府大楼为研究对象,获取车载移动测量及倾斜摄影测量数据,进行了精度分析、多源数据融合,基于融合成果进行实景三维模型重建。通过比对单独基于倾斜摄影的实景三维模型效果,分析了多源数据的融合精度及模型的改善效果。创新性地采用了基于车载移动测量成果的特征矢量要素自动提取技术,结合国产北斗基站数据进行倾斜航摄差分解算,改进了实景三维建模技术的广泛应用。     

无人机倾斜摄影测量技术在藏区城镇实景三维建模中的应用

本文针对无人机倾斜摄影技术和藏区实景三维建模,介绍了一种利用无人机搭载小型倾斜航摄仪进行数据获取与实景三维模型建模方法,先通过无人机倾斜摄影测量技术获取藏区城镇多视角、高分辨率影像,再利用Photomesh软件可快速生产藏区实景三维模型,以其真实美观的纹理信息全面反映藏区城镇实景三维模型,最后总结利用无人机进行倾斜摄影技术完成实景三维模型的优势。     

集成激光扫描与无人机航摄的古建筑测图技术研究

本文对无人机倾斜航摄与室内外三维激光扫描的空地一体实景建模技术进行系统研究,重点是如何实现古建筑高精度三维建模、土木工程平面图立面图剖面图及大样图绘制等。相较于传统作业模式,空地一体实景建模技术拥有成果丰富、效率高、劳动强度低及成本低等特点。本文以广东省珠海市会同村古建筑为例,详细分析了三维激光扫描与无人机倾斜航摄相结合建模、及切片制图的技术流程与成果质量,从而展现该古建筑保护测图新技术的优势。     

无人机倾斜摄影三维建模技术研究现状及展望

无人机倾斜摄影从航空平台多视角同步采集影像,可通过倾斜摄影测量,三维建模等技术生成真实的三维模型,是目前地形级到城市级实景三维模型重建最主要的技术手段之一。本文总结归纳了目前无人机倾斜摄影三维建模过程中的关键技术,重点介绍了三维场景重建和倾斜摄影三角网模型的语义提取、单体化、实体化处理等技术方法及研究现状,指出了目前无人机倾斜摄影三维建模技术仍存在的问题,并从无人机路径规划、数据获取、建模技术、模型表达四方面对该领域潜在的发展趋势和研究方向进行了分析与展望。     

“玻璃国土”建设中的矿山高精度三维地质建模方法

“玻璃国土”最终成果的表达应该是多分辨率的三维模型的集成。一般地区是用物探、化探、遥感资料解译成果建立的
小比例尺的地表和地下三维地质框架模型,而对于有丰富勘探资料的矿集区和正在开采的矿山,应该建立分辨率更高的高精度三
维模型。包括矿山三维地表模型、三维钻孔模型、三维矿体模型、三维岩层模型、三维构造模型和三维井巷模型等,建立这些高精
度模型所需的数据、所需采用的方法、建模过程及模型结果各不相同。多分辨率模型的集成及应用涉及建模数据的一体化问题,
包括坐标系统、边界对接和数据结构的一体化问题,需要在“玻璃国土”建设的统一框架下,事先制定分类标准来解决。      

基于既有不动产测图数据的地形级实景三维构建

地形级实景三维主要由数字高程模型与数字正射影像经实体化,并融合实时感知数据构成。高程模型（DEM）作为一种重要的基础地理测绘产品,其生产及快速更新具有重要意义。本文对特征线自动提取与处理和道路面高程恢复及异常处理等关键技术进行了研究,形成了湖南省基于既有不动产测绘成果生产省域2 m格网高精度DEM的技术方法,实现实用型地形级实景三维建设。实验表明该方法可有效提高地形级实景三维的生产效率和成果精度。     

实景三维技术发展态势——XXIV ISPRS Congress报告

实景三维作为国家新型基础测绘和时空大数据平台的重要数据支撑,实现了对真实世界的高精度、高真实度、高智能度的数字化重现,具有广泛的应用价值和社会意义。实景三维数据提供了对真实物理环境准确和逼真的描述,有助于在各个领域更好地进行决策、分析和模拟。本文以第24届国际摄影测量与遥感大会（XXIV ISPRS Congress）的研究成果为依据,从实景三维的立体化、真实化、实体化三个方面,概述了国际上的科研进展和发展趋势,并针对中国实景三维建设面临的难点和挑战,提出了相应的对策和建议。针对不同层级的地理空间实体（如地形、城市、部件等）的建模需求,立体化重构技术利用不同数据获取平台特点,借助多模态遥感数据融合实现产品的多尺度多细节层级表达。纹理定向映射和感知信息融合等技术进一步提升了重构产品的真实化描述,将三维模型真实客观地模拟于数字化空间。具有海量性和实时性的物联感知数据包含了物联网技术采集的各种传感器数据,将其与实景三维模型进行融合和分析,既可用于实景三维产品更新,也可借助三维平台为众多时空地理信息应用赋能,如提供监测环境变化、预测灾害风险等智能服务。同时,实体化建模技术通过对精细化分类三维产...     

基于兴趣场模型的符号化三维地图表达方法

针对目前三维地图的重要目标选取与突出表达效果不佳以及若采用符号化实景三维模型表达存在的建模成本高、数据量大等问题,提出符号化三维地图表达的技术方法。该方法利用自发地理信息数据构建空间兴趣场模型,描述用户对地理信息兴趣程度的空间分布,进而对三维地图符号进行分类。以三维地图场景构建为基础,通过视点控制对三维地图进行符号化表达,实现符号化三维地图的细节层次表达。本文结合实例对比分析了符号化三维地图,结果表明该方法提高了三维地理空间模型的认知效果和应用效果。     

无人机倾斜摄影技术在新疆权籍调查中的应用

针对传统权籍调查测量方法作业周期长、外业工作量大、入户难、成本高等劣势,本文结合新疆某地权籍调查项目,论述利用无人机倾斜摄影技术快速构建高精度实景三维模型,通过二三维联动裸眼测图将房屋及周边地形要素矢量化成图。经过内业成果与外业实测界址点精度对比分析,平面图成果完全满足1∶500地籍图精度要求,验证了倾斜摄影技术规模化应用于权籍调查在提升效率和降低成本方面优势明显。同时,对如何提高三维建模效率、空三加密分块方法及像控点测量精度3方面问题给出了优化方案,对后续倾斜摄影技术改进和推广应用有一定借鉴意义。     

基于无人机成像点云的禄丰恐龙谷南缘环状地貌空间特征探测实验分析

为了定量获取复杂地貌构造的特征参数,需要获取高精度、高分辨率的地形地貌数据。在复杂地貌特征探测中,基于无人机航测结合成像点云,可以快速、高效、安全、准确地完成复杂地貌空间探测任务。针对禄丰恐龙谷南缘环状地貌的典型局地场景,采用无人机测量技术获取测区高分辨率的地貌影像数据,构建实景三维场景模型并对其地貌特征进行探测分析研究。试验结果表明:①基于无人机成像点云构建0.2 m分辨率DEM数据能够精准表达研究区真实地貌特征。②通过构建环状场景"内-中-外"7条典型高程剖面线,对比分析证实了研究区地形呈现环形"盆缘"形态特征,内外两侧高程逐渐递减,并且"盆缘"外部剖面高程起伏变化剧烈,地形相较于内部地貌更加复杂。③为进一步探测提取微形地貌特征信息,利用无人机成像原理构建的精准DEM数据结合测区实景三维模型,定量提取了该区坡度、坡向、相对高差、等值线、山脊线、山谷线等相关参数进行精准定量测量及分析探讨。④利用立体三维模型的多视角目视解译与典型场景分析,可清楚辨别出测区冲沟发育以及地质体的节理层理面等微地貌特征。通过以上对地貌三维场景探测试验研究表明,利用实景三维模型能够快速准确呈现测区地貌形态特征,并且成像点云数据综合分析,能够量化、半量化揭示区域构造地质信息。总体而言,无人机测量技术与成像点云3D产品在地质调查中的应用具有实用意义,并具备独特的技术优势。      

实景三维山东建设关键技术研究

“实景三维”是现实世界的数字孪生,具有实体化、三维化、语义化、结构化、全空间和人机兼容理解的特点。当前山东省在大力推进实景三维山东建设,目的是打造“数字山东”统一的空间底版和数字基底。本文研究提出了省级实景三维建设的技术路线和需突破的关键技术,总结了实景三维山东的典型特点,可为其他省份开展全省域实景三维建设提供借鉴。     

平面地质图的三维地质体建模方法研究

长期以来,三维地质体建模研究主要依赖于钻孔、剖面等勘察数据进行精细化建模。然而,在缺乏大区域宏观地质背景的前提下,仅考虑局部地区的精细建模,往往会导致以偏盖全。鉴此,本文提出了一种以平面地质图为基础数据,以图切地质剖面为中介的三维地质体建模方法。该方法通过间接法加密了研究区域的产状数据,用三次样条拟合与人工修编结合的方法,对褶皱等复杂构造作处理,实现了平面地质图的图切剖面自动绘制方法;以规则体元为三维空间数据模型,通过自动绘制研究区域一系列相互平行的图切剖面,构建了栅格化的三维地质体模型;以星岗地区为研究区域,构建了原型实验系统,验证了该方法的有效性与实用性。实例证明,在其他地质数据匮乏的条件下,平面地质图的三维地质体建模方法是构建区域三维地质体模型的一种有效解决方案。     

基于Coons曲面与约束三角网的区域地质调查三维建模方法

目前基于野外地质调查数据自动、快速地建立区域三维地质体模型是中国全面开展三维数字地质填图的迫切需求。本文基于产状、地质界线与路线剖面等野外区域地质调查要素,提出了一种二维平面地质图及路线剖面图向三维地质体模型的快速转换方法。该方法针对无剖面约束及含剖面约束2种情形,通过地质界线区域分割、多段线仿射变换等空间几何变换处理,推估出剖面线约束的地下地质界线,基于Coons曲面构建出地质体的侧面模型;然后,通过约束三角网算法构建地质体的顶、底面模型,最终建立拓扑一致的区域地质体三维模型。基于此方法,对中国1:2.5万区域地质调查试点区域进行了区域三维地质建模实践,实现了火山口、地层、岩体、断层等典型地质构造的快速三维重建。     

高分辨率城市级实景三维地理场景高效构建技术与应用

本文提出了以高速固定翼飞机为飞行平台搭载多镜头倾斜航摄仪获取0.03m分辨率多视影像,采用全自动建模技术制作倾斜摄影三维模型的技术方案,对像点位移、影像存储速度、安全飞行高度等制约高分辨率影像快速获取的因素进行分析,提出解决方法,并通过智慧城市时空大数据平台倾斜摄影省级试点项目对技术方案进行了验证,为高分辨率城市级实景三维地理场景制作提供借鉴。     

倾斜影像区块化自动整理方法研究与实现

高精度倾斜摄影实景三维重建,基于区块化数据规范管理、像控制点选片、倾斜影像姿态信息整理等需求,在数据导入建模软件之前,需要对海量倾斜影像数据进行人工整理。传统倾斜摄影后续数据整理,涉及影像分类、按规范重命名、影像按航向旋转、倾斜影像信息表录入等繁杂的工序,通常需要人工进行操作,劳动强度大,特别是针对多视角海量数据,错误率较高。该文旨在研究一种基于消费级无人机的高精度倾斜摄影区块化倾斜影像快速自动整理方法,通过程序替代人工批量实现倾斜影像视角分类、多视角影像重命名、Exif-GPS信息提取、曝光点轨迹及区块化倾斜影像信息表制作等工作,并以山东省滕州市前杨岗村高精度实景三维重建为实例,验证该方法能够极大降低人工劳动强度、缩短数据整理周期、保障数据精度,对提高基于消费级无人机倾斜摄影的实景三维建模效率具有较大的借鉴及实用价值。     

基于3Ds Max与Sketch Up的联合三维建模方法及其应用

提出了运用三维建模软件3Ds Max和Google Sketch Up对校园内地物进行联合建模的新方法。将该方法应用于虚拟三维校园建设,通过对模型进行三维场景的导入与规划,从而创建一套完整的三维场景;运用C#语言及Arc GIS Engine组件进行二次开发,实现了系统的三维浏览、属性查询、动画制作等基本功能。实验表明:本文提出的联合建模方法融合了3Ds Max软件和Sketch Up软件的优点,避免了多软件建模造成的格式不匹配问题,缩短了建模周期,降低了场景建模的难度。为大范围三维场景的快速构建提供了一种便捷的解决方案。     

“分形-视距”（FVD）多分辨率纹理生成及组织方法

纹理数据是三维建筑模型中的重要组成部分,通常会消耗大量的内存,导致模型较难实现流畅稳定的动态可视化。针对这个问题,本文提出了一种面向三维模型可视化的“分形-视距”（FVD）多分辨率纹理生成及纹理组织方法。该方法首先利用分形对纹理进行压缩并将其存入纹理数据库,然后按照视距及目标立面的可见性情况创建和组织对应纹理：当视距符合纹理调用条件且目标立面可见时,根据不同视距,执行多分辨率纹理创建,按照各类三维模型数据间的属性关系建立索引,存入关系数据库;当视距不符合纹理调用条件但该立面又可见时,利用纹理分割算法创建颜色纹理树,将节点合并表示立面纹理。最后根据变化的视角和距离调用相应纹理,实现三维模型的动态流畅可视化。本文选择山东省济南市历下区作为研究区域,使用的纹理数据共5290幅。实验结果表明,与3ds Max、SketchUp Pro相比,本文提出的方法减少内存占用分别约为36.5%和49.1%,帧速率提高约7%和10.9%,极大地提高了大场景三维模型可视化的渲染效率和速率。本文提出的方法在三维建筑模型渲染效率和视觉质量之间取得了很好的平衡,这一问题的改善将为建立智慧城市提供快速有效的科学支撑。     

利用主成分分析建立区域对流层延迟时空模型

提出一种基于主成分分析（PCA）的ZTD时空建模方法,并利用GNSS连续运行参考站获取的ZTD数据,建立香港、云南、中国3个区域范围的ZTD时空模型。结果表明,所建立的区域对流层延迟时空模型不仅精度明显高于Saastamoinen、EGNOS和UNB3m模型,而且建模过程简单,模型参数较少,使用方便。