統(tǒng)的三維建模一般是基于遙感影像、CAD平面圖和外業(yè)拍攝照片等數(shù)據(jù)，通過使用3dsMax、AutoCAD、SketchUp等建模軟件進行人工建模，紋理與實際紋理偏差較大，模型數(shù)據(jù)精度較低，需要大量的人工參與，因此精細三維模型的快速制作需求日益迫切。
本文中，無人機搭載傾斜攝影相機可快速獲取大范圍、高分辨率的多視影像數(shù)據(jù)，利用DP-Smart軟件快速獲得測區(qū)三維場景，通過DP-Modeler軟件實現(xiàn)單體化精細建模，可實現(xiàn)大范圍三維精細模型的快速制作。
中海達無人機傾斜攝影系統(tǒng)主要包括：iFlyD1四旋翼無人機飛行平臺、iCamQ5傾斜攝影相機、后處理軟件系統(tǒng)。
無人機傾斜攝影系統(tǒng)
iFlyD1四旋翼無人機
iCamQ5專業(yè)傾斜相機
推出了iCamQ5高分辨率、寬區(qū)域覆蓋的專業(yè)傾斜攝影相機。其性能參數(shù)如下表所示：
iCamQ5傾斜相機性能參數(shù)列表
傾斜數(shù)據(jù)處理軟件
傾斜攝影三維自動建模軟件DP-Smart是一套基于從空地多源序列影像，全自動生成高分辨率三維模型的自動化建模軟件，支持全自動空三解算、密集點云生成、構(gòu)建TIN網(wǎng)、自動紋理映射等步驟，實現(xiàn)三維模型的快速生成。
傾斜攝影三維建模軟件DP-Modeler基于傾斜攝影可實現(xiàn)單張影像測量原理，在垂直影像、多視傾斜影像上獲取房屋信息并得到精細的單體化模型。
DP-Modeler軟件建模模塊特點
基于無人機傾斜攝影技術(shù)的三維重建
多旋翼無人機和專業(yè)傾斜相機相繼推出，從測區(qū)多視影像獲取到基于多視影像的精細三維場景重建都得到了很好的應(yīng)用，實現(xiàn)了基于無人機傾斜攝影技術(shù)的精細三維場景重建。
技術(shù)流程
精細三維模型數(shù)據(jù)，是基于無人機傾斜攝影技術(shù)，以iFlyD1四旋翼無人機為飛行平臺，搭載iCamQ5傾斜攝影相機獲取測區(qū)高分辨率多視影像，利用武漢天際航公司軟件處理體系而獲得。其總體技術(shù)流程如圖所示：
傾斜攝影技術(shù)流程圖
多視影像數(shù)據(jù)獲取
iFlyD1四旋翼無人機搭載iCamQ5傾斜攝影相機，在每個相機曝光位置上同時從多個角度采集地面目標影像，獲取地面目標高分辨率多視影像數(shù)據(jù)，一方面可用于航空攝影測量處理，另一方面為后續(xù)三維模型制作提供豐富的紋理數(shù)據(jù)。
傾斜相機多視影像獲取
基于DP-Smart軟件生成三維場景
基于DP-Smart軟件，對多視影像數(shù)據(jù)采用區(qū)域網(wǎng)平差方法進行空三加密計算，恢復(fù)影像在拍攝瞬間的空間位置與姿態(tài)；利用多視影像密集匹配技術(shù)獲取影像的同名點坐標，進而獲得對應(yīng)地物高密度的三維點云；基于點云構(gòu)建地物TIN模型，通過配準TIN模型的每一個三角面片與對應(yīng)紋理影像，進行模型自動紋理映射，從而得到三維模型。
基于DP-Smart軟件構(gòu)建三維場景流程圖
基于DP-Smart軟件生成的建筑物模型側(cè)面
精細三維場景生成
基于DP-Modeler軟件半自動化方式進行模型的單體化制作，以DP-Smart生成的OSG模型作為參考，在此基礎(chǔ)上結(jié)合空地的影像來進行建模，實現(xiàn)基于多幅影像的快速、精確三維建模，達到模型與影像完全套合，使模型具有精確的三維坐標信息；實現(xiàn)模型貼圖自動從影像中采集，一鍵完成模型貼圖。
單體化模型線框模式
單體化模型顯示
實驗與分析
本次實驗基于無人機傾斜攝影三維重建流程，對某市區(qū)和某園區(qū)進行了三維建模。利用航空攝影測量技術(shù)，經(jīng)過自動空三、密集匹配等，生成了該區(qū)域的DOM。以采集的多視像片作為紋理材質(zhì)，獲得了測區(qū)的三維精細模型。
某市區(qū)三維場景重建
某園區(qū)三維場景重建
iFlyD1四旋翼無人機搭載iCamQ5傾斜攝影相機獲取測區(qū)地面目標多視影像數(shù)據(jù)，然后利用DP-Smart軟件快速獲取測區(qū)三維場景數(shù)據(jù)，再利用DP-Modeler軟件建立單體化精細模型，可快速實現(xiàn)三維模型的單體化、精細化制作。相較于傳統(tǒng)利用3dsMAX等軟件進行人工建模，模型精度更高，工作效率更高。
結(jié)語
基于無人機傾斜攝影的三維模型制作是近幾年的一大熱點，呈快速發(fā)展之勢，但仍面臨著巨大挑戰(zhàn)。隨著新型測繪裝備和建模軟件的不斷改進與完善，用戶對于模型精度、建模效率的需求，模型的單體化管理和應(yīng)用，以及建模流程大眾化等要求也越來越高，騰云智航也將致力于此，不斷努力改進、完善三維精細模型制作一體化解決方案，為智慧城市建設(shè)作出貢獻。
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