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幾種城市三維建模方式的比較

發(fā)布日期:2019-03-05 22:36 瀏覽量:10311

 城市三維建模作為數字城市構建的一項基本內容,已廣泛應用于城市變化監測、環(huán)境監測、應急決策等等領(lǐng)域,建立高精度的數字城市模型是現階段的重要任務(wù)。

三維建模的技術(shù)從傳統的三維建模發(fā)展到基于攝影測量技術(shù)的三維建模、基于傾斜攝影測量技術(shù)的三維建模。采用何種建模技術(shù)直接影響到三維城市的建模精度和城市空間布局展現真實(shí)度,故需要對建模技術(shù)不斷研究。

建模方式的比較

一、傳統建模方式

傳統建模方式依靠城市的二維矢量圖,在建模精度要求不高的情況下,依據高度輔助數據建立建筑物白模型,通過(guò)人工拍攝的方式獲得各種地物的

特征紋理,并對其進(jìn)行美化處理,再在建模軟件中將處理過(guò)的紋理映射到相應的白模型上,來(lái)實(shí)現三維建模。

傳統建模方式的不足之處在于:

缺少建筑物的頂部信息;

建模時(shí)推算的高度精度不能達到要求;

某些新建或變遷地區的二維矢量圖的缺失會(huì )影響該地區的建模。

 二、基于攝影測量技術(shù)的建模方式

基于攝影測量技術(shù)的建模方式是通過(guò)航拍獲取同一地物不同視角的多張具有重疊度的影像,然后重建地物立體幾何模型;利用一個(gè)立體像片對,恢復內、外方位元素,最終完成影像的內定向和絕對定向,實(shí)現DLG制作;最后結合立體像對和DLG制作三維模型。 

這種建模方式的缺點(diǎn)是,由于某些建筑物比較復雜和建筑物之間的陰影、遮擋等原因,進(jìn)行影像匹配的時(shí)候會(huì )存在誤差;重建工作量較大,“自動(dòng)化”程度比較低。

三、基于傾斜攝影測量技術(shù)的建模方式

傾斜攝影測量技術(shù)是利用飛行平臺搭載多個(gè)傳感器,分別從垂直、傾斜等角度獲取地面同一地物的不同影像。

基于傾斜攝影測量技術(shù)的建模方式,是通過(guò)專(zhuān)用的軟件對獲得傾斜影像進(jìn)行處理,從而對地面場(chǎng)景進(jìn)行重建。

缺點(diǎn)在于:

不能將某些建筑物模型從城市三維模型中單獨分離出來(lái),不能滿(mǎn)足對單個(gè)建筑物分析管理的需要;

對于機載激光LIDAR技術(shù)獲得高精度三維點(diǎn)位坐標來(lái)說(shuō),精度相對較差;不能為城市提供數字高程模型。 

通過(guò)以上比較可以發(fā)現,目前的幾種建模方式都不具備快速建立高精度、實(shí)景城市模型的特點(diǎn)。故需要探索一種新興的建模方式滿(mǎn)足城市建模的需求。

 

四、基于機載激光LIDAR傾斜攝影技術(shù)的建模方式

機載激光LIDAR和傾斜攝影這兩種測量技術(shù)相結合的建模方式,一種新興建模方式,該建模方式能利用機載激光LIDAR快速大面積地獲得城市地物的高精度的三維點(diǎn)位坐標,通過(guò)高精度的三維點(diǎn)位坐標———點(diǎn)云來(lái)建立城市三維模型的白模型;

同時(shí),利用傾斜攝影測量來(lái)獲得同一地物的不同影像,可以獲得城市地物的豐富紋理,然后通過(guò)映射技術(shù)將紋理映射到城市三維模型上。該方式結合激光雷達技術(shù)和傾斜攝影技術(shù)的一站式三維實(shí)景城市解決方案,能直觀(guān)真實(shí)地體現城市現狀。 

相比較以上幾種建模方式,基于機載激光LIDAR和傾斜攝影技術(shù)的建模方式有如下特點(diǎn):

1、快速獲取大范圍地物空間信息及多角度影像信息;

2、真實(shí)反映城市三維地形狀況,城市紋理真實(shí),實(shí)現真正的實(shí)景三維城市建模;

3、模型定位精度高,滿(mǎn)足1:1000測圖要求,模型要素全面、細節豐富;

4、建筑模型具備可量測精度———高程精度優(yōu)于30cm;

5、技術(shù)效率高、周期短;

6、基于三維實(shí)景城市進(jìn)行量測、分析應用;

7、提供城市三維模型,DOM,DEM,,點(diǎn)云數據和可量測的影像庫。

 

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