基于4D產(chǎn)品的三維建模的具體應用流程

空間信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，二維數據已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)的需求，而以三維空間數據為基礎的數據表達方式，更加直觀(guān)全面，這種4D產(chǎn)品也成為數字王國的核心數據。

所謂 4D，就是指 DEM、DRG、DLG 以及 DOM，他們分別代表著(zhù)數字高程模型、數字柵格地圖、數字線(xiàn)劃地圖以及數字正射影像圖。而 4D 技術(shù)就是指生產(chǎn) 4D 產(chǎn)品的各項技術(shù)，目前4D 技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域。

航測與遙感技術(shù)的應用在科技推進(jìn)和社會(huì )進(jìn)步的大前提下更加深入，近幾年，遙感技術(shù)也已經(jīng)廣泛應用到新工業(yè)和新技術(shù)，包括水文地質(zhì)勘探和地圖測繪等，可以更好地服務(wù)于地質(zhì)相關(guān)行業(yè)，同時(shí)加強了對航測測圖技術(shù)、航空攝影測量技術(shù)、智能化系統以及全球定位系統等新技術(shù)的應用。

一、航測與遙感技術(shù)

新時(shí)代下全球航空及信息技術(shù)突飛猛進(jìn)，航測與遙感技術(shù)有幸成為新技術(shù)的代表之一，不僅應用在各個(gè)領(lǐng)域與行業(yè)，發(fā)揮的作用也十分顯著(zhù)。

航測遙感的優(yōu)勢在于對先進(jìn)設備的充分運用，其基點(diǎn)是電磁波和紅外線(xiàn)，能夠對特定地點(diǎn)進(jìn)行準確勘測，精確度相對較高。不同于傳統的勘探與測量方法，航測與遙感技術(shù)無(wú)需實(shí)地考察，它只需要通過(guò)衛星等各種設備，對特定區域進(jìn)行全面掃描，從而獲取有效信息。

同時(shí)，通過(guò)運用遙感設備，可以在很大程度上提升勘測結果的精確率，尤其是對高清拍攝設備的應用，能夠有效保障航測與遙感技術(shù)發(fā)展的持續性。

近幾年，航測與遙感技術(shù)在自動(dòng)化方面迅速提升，不僅工作流程更加簡(jiǎn)化，技術(shù)人員的需求數量越來(lái)越少，而且還可以對目標區域進(jìn)行動(dòng)態(tài)勘測。

總而言之，以勘測領(lǐng)域為代表的各行各業(yè)，都在航測遙感集輸的保障下迅速發(fā)展，工作效率也大幅度提升，可以說(shuō)航測與遙感技術(shù)已經(jīng)成為勘測過(guò)程中必不可少的工具，我們可以結合實(shí)際勘測需求來(lái)選擇最佳設備，進(jìn)而完成遙感。

二、航測與遙感技術(shù)三維建模的具體應用

與二十世紀相比，二十一世紀在地球空間信息技術(shù)的基礎上，進(jìn)一步提出和發(fā)展了數字化概念，三維空間數據逐漸代替了二維數據，4D 產(chǎn)品不斷發(fā)展。

以 4D 技術(shù)為基礎的三維建模的具體應用

以 4D 技術(shù)為基礎的三維建模的具體應用流程，應當包括以下三個(gè)層面：

一是數據的獲取

生產(chǎn)4D產(chǎn)品時(shí)，數據獲取的方法是形式多樣的，從科技發(fā)展狀況的角度而言，這種差異性體現在各個(gè)方面，包括傾斜航空攝影和大飛機航空攝影兩種。

這里就以大飛機航空攝影為例，這種攝影需要提前在飛機上安裝攝影機，并且要保證攝影機位置的精確性，以能夠全方位地對地面進(jìn)行攝影。

同時(shí)，在攝影過(guò)程中，飛機的路線(xiàn)必須完全符合設定航線(xiàn)，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)攝影，相鄰影像之間應當具備航向重疊，也就是一定的重疊度，大部分情況下，航向重疊要在百分之六十以上，因為之后總相互重疊會(huì )構成立體像對，如此在完成一條航線(xiàn)的拍攝之后，飛機再進(jìn)入下一條航線(xiàn)的拍攝，而相鄰航線(xiàn)的影像之間應當具備旁向重疊，也就是在百分之二十以上的重疊度。

除此之外，在航空攝影測量過(guò)程中，應當應用專(zhuān)業(yè)的航空攝像機，這種攝像機專(zhuān)業(yè)性更強，而且幅面較大。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前大飛機航空攝影的種類(lèi)越來(lái)越多，包括 POS 扶助航空攝影以及機載 SAR 成像航空攝影等。

二是數據的處理

站在某種角度而言，攝影測量與遙感技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品的基本模式各不相同，也就是 4D 產(chǎn)品，通常包括數字正射影像圖和數字線(xiàn)劃圖兩種。

首先是數字正射影像圖，這種攝像圖就是運用數字高程模型，來(lái)逐像元輻射糾正已經(jīng)掃描和處理過(guò)的數字化航空像片，并基于對應圖幅范圍對其進(jìn)行裁切，最終生成不同的影像數據和帶有公里網(wǎng)格等的平面圖，數字正射影像圖的優(yōu)勢就在于功能多樣化、影響特點(diǎn)突出以及幾何精度較高，可以在背景控制信息方面加以應用，來(lái)對不同數據和信息的精確度進(jìn)行客觀(guān)評價(jià)，除此之外，它還能夠對重要的人文信息和自然信息加以提取，并對地形圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)更新；

第二種是數字高程模型，所謂數字高程模型，就是指高斯投影平面下所有不規則和規則網(wǎng)店的高程以及平面坐標等各種相關(guān)數據集，數字高程模型的優(yōu)勢體現在三個(gè)方面：

一是能夠對地表形態(tài)進(jìn)行全方位地控制；

二是可以對高程點(diǎn)等相關(guān)數據和信息進(jìn)行準確采集；

三是能夠將坡度圖和等高線(xiàn)等其他信息派生，同時(shí)有效融合其他相關(guān)信息，將全面、重要、真實(shí)的參考數據提供到地形分析的過(guò)程。

三是DEM計算

這一步相當于將數模建立在DEM 文件上。運用雙曲拋物面內插法來(lái)對數字高程進(jìn)行快速獲取，并自動(dòng)獲取路線(xiàn)地面橫斷面數據和路線(xiàn)中線(xiàn)地面高程等數據。

橫斷面數據一方面可以支持抬桿方式，另一方面也可以支持相對中樁的數據格式，因此，這些數據可以在其他 CAD 計算軟件中直接應用，來(lái)計算數量或者設計方案。因為數模處理具備實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，因此可以批量輸出高程，從而進(jìn)行方案的最優(yōu)化必選。

四是基于航測與遙感技術(shù)三維建模的應用

目前這種三維建模方式已經(jīng)廣泛應用在國土規劃、水利水電規劃、城市管理以及公路鐵路規劃的方案選定和運營(yíng)管理中，且效果良好，具體而言：

如果工程項目的精度要求不高且范圍較大，在數據采集時(shí)可以使用航天遙感方法；

如果工程項目的精度要求不高且范圍較小，那么數據采集時(shí)可以使用低空無(wú)人機攝影測量法；

如果是城市三維建模，在數據采集時(shí)可以使用激光雷達法或者傾斜攝影測量法；

如果工程項目高程精度要求高且范圍較大，在數據采集時(shí)可以使用激光雷達法。

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