1. 立體攝影測量與三位數(shù)字城市建模的聯(lián)系

3D地圖是基于WEB GIS地理信息系統(tǒng)、GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、RS遙感系統(tǒng)、VR全景等最新技術(shù)，是以城市建筑三維建模為載體，整合集成本地城市建筑、政府、企事業(yè)單位等多渠道資源、信息，最形象直觀的電子地圖，也叫三維地圖、立體地圖、虛擬城市。

2. 傾斜攝影測量在城市三維建模中的應(yīng)用

傾斜攝影技術(shù)是國際測繪領(lǐng)域近些年發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，它顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從一個(gè)垂直、四個(gè)傾斜等五個(gè)不同的角度采集影像，將用戶引入了符合人眼視覺的真實(shí)直觀世界。

特點(diǎn)一：反映地物周邊真實(shí)情況 相對(duì)于正射影像，傾斜影像能讓用戶從多個(gè)角度觀察地物，更加真實(shí)的反映地物的實(shí)際情況，極大的彌補(bǔ)了基于正射影像應(yīng)用的不足。

特點(diǎn)二：傾斜影像可實(shí)現(xiàn)單張影像量測 通過配套軟件的應(yīng)用，可直接基于成果影像進(jìn)行包括高度、長度、面積、角度、坡度等的量測，擴(kuò)展了傾斜攝影技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。

特點(diǎn)三：建筑物側(cè)面紋理可采集 針對(duì)各種三維數(shù)字城市應(yīng)用，利用航空攝影大規(guī)模成圖的特點(diǎn)，加上從傾斜影像批量提取及貼紋理的方式，能夠有效的降低城市三維建模成本。

特點(diǎn)四：數(shù)據(jù)量小易于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布 相較于三維GIS技術(shù)應(yīng)用龐大的三維數(shù)據(jù)，應(yīng)用傾斜攝影技術(shù)獲取的影像的數(shù)據(jù)量要小得多，其影像的數(shù)據(jù)格式可采用成熟的技術(shù)快速進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)共享應(yīng)用。

3. 攝影測量立體模型

空中三角測量是立體攝影測量中，根據(jù)少量的野外控制點(diǎn)，在室內(nèi)進(jìn)行控制點(diǎn)加密，求得加密點(diǎn)的高程和平面位置的測量方法。其主要目的是為缺少野外控制點(diǎn)的地區(qū)測圖提供絕對(duì)定向的控制點(diǎn)。空中三角測量一般分為兩種：模擬空中三角測量即光學(xué)機(jī)械法空中三角測量；解析空中三角測量即俗稱的電算加密。模擬空中三角測量是在全能型立體測量儀器（如多倍儀）上進(jìn)行的空中三角測量。它是在儀器上恢復(fù)與攝影時(shí)相似或相應(yīng)的航線立體模型，根據(jù)測圖需要選定加密點(diǎn)，并測定其高程和平面位置。航空攝影測量中利用像片內(nèi)在的幾何特性，在室內(nèi)加密控制點(diǎn)的方法。即利用連續(xù)攝取的具有一定重疊的航攝像片,依據(jù)少量野外控制點(diǎn)，以攝影測量方法建立同實(shí)地相應(yīng)的航線模型或區(qū)域網(wǎng)模型（光學(xué)的或數(shù)字的），從而獲取加密點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。主要用于測地形圖。

4. 攝影測量在數(shù)字、智慧城市中的應(yīng)用

數(shù)字?jǐn)z影測量與模擬、解析攝影測量的最大區(qū)別在于：它處理的原始資料是數(shù)字影像或數(shù)字化影像，它最終是以計(jì)算機(jī)視覺代替人的立體觀測，因而它所使用的儀器最終將只是通用計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)外部設(shè)備；其產(chǎn)品是數(shù)字形式的，傳統(tǒng)的產(chǎn)品只是該數(shù)字產(chǎn)品的模擬輸出。

5. 傾斜攝影測量技術(shù)在城市建模的應(yīng)用

建模維度不同

建圖航拍:適用于對(duì)一片區(qū)域進(jìn)行下視影像采集，再進(jìn)行二維重建。使用建圖航拍功能，可在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)根據(jù)設(shè)置的航線參數(shù)，控制飛行器和負(fù)載沿“弓”字形航線完成對(duì)地?cái)?shù)據(jù)采集。

傾斜攝影:利用垂直傾斜攝影，可以快速地進(jìn)行實(shí)景還原。多角度采集像片，用以快速地進(jìn)行三維實(shí)景建模。

其特點(diǎn)是對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行高度還原，相對(duì)于人工建模周期更短，在大范圍、復(fù)雜的場景建模中有著不可替代的優(yōu)勢。

6. 數(shù)字?jǐn)z影測量立體測圖

像對(duì)相對(duì)定向關(guān)系式　像對(duì)中所有同名光線都應(yīng)對(duì)對(duì)相交所滿足的條件方程式,即同名光線的共面條件方程式.利用該條件方程式可解求像對(duì)的相對(duì)方位元素,從而可計(jì)算出各模型點(diǎn)的空間坐標(biāo),即可用解析方式建立數(shù)字的單個(gè)立體模型. 解析空中三角測量已得到普遍的應(yīng)用,數(shù)字地形模型技術(shù)和解析測圖儀將逐漸地普及.解析攝影測量的原理將在地形和非地形攝影測量以及遙感圖像的幾何改正等各個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用,并為攝影測量的自動(dòng)化打下了基礎(chǔ).

7. 攝影測量三維建模

一、傾斜攝影三維模型單體化方法

目前傾斜攝影單體化建模方法主要包括一下三類：

1.1矢量切割單體化

切割單體化是將對(duì)象物的三角面進(jìn)行分割，實(shí)現(xiàn)了一定意義上的模型單體化操作，后期也能對(duì)單體化模型進(jìn)行管理和應(yīng)用。

但是用這種編輯模型產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量較大，會(huì)對(duì)LOD產(chǎn)生破壞，數(shù)據(jù)也只能單獨(dú)導(dǎo)入。這種切割方法所出的單體化模型的效果較差，邊緣底部會(huì)有明顯的鋸齒和不規(guī)則形狀，在后期的管理應(yīng)用方面稍顯欠缺。

1.2矢量疊加單體化

此類方法主要是對(duì)超圖SuperMap等典型性GIS軟件的應(yīng)用。進(jìn)行三維渲染時(shí)，在傾斜攝影模型中將對(duì)應(yīng)矢量面進(jìn)行動(dòng)態(tài)疊加，該矢量面在垂直地表的方向?qū)Π鼑械纳?，并不?huì)超過特定的閾值范圍。

結(jié)合對(duì)范圍內(nèi)的三角網(wǎng)的判斷，通過半透明顏色與三角網(wǎng)的貼合，使模型從視覺上的完整展現(xiàn)得以實(shí)現(xiàn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單個(gè)操作的管理。

但是這種方法對(duì)單體的分離并不是真正意義上的，其表面雖然能夠達(dá)到單體的效果，然而從事實(shí)上來說僅僅是對(duì)對(duì)象輪廓的矢量面進(jìn)行了調(diào)用，從真正意義的角度上來說，單體化的目標(biāo)并不是單體，而是為了實(shí)現(xiàn)分離。

1.3模型重建單體化

模型重建單體化是指以傾斜攝影測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，通過模型重構(gòu)在原始場景上實(shí)現(xiàn)分離效果，從而實(shí)現(xiàn)模型的單體化。模型貼圖是從圖像中自動(dòng)收集的，使用映射完成模型貼圖。

這個(gè)方法相比矢量疊加單體化來說，對(duì)人力有著更大的需求，側(cè)重于對(duì)產(chǎn)品的提供，而并不適用于GIS。

二、傾斜攝影三維模型單體化流程

不同的單體化方式有不同的流程，本次主要介紹模型重建單體化這種方式，并以DP-modeler為例。

如上文所說，模型重建單體化是以連續(xù)傾斜攝影測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，通過在原有實(shí)景三維模型的基礎(chǔ)上對(duì)模型進(jìn)行重建，從而實(shí)現(xiàn)不同對(duì)象的模型單體化。

2.1通過擠出操作，轉(zhuǎn)換成立體模型

對(duì)某個(gè)建筑物進(jìn)行單體化時(shí)，我們應(yīng)選擇多邊形繪制工具，在頂視圖視角下對(duì)影像提取建筑頂部輪廓線。

根據(jù)傾斜影像判斷建筑物高度，設(shè)定基準(zhǔn)面，將平面模型通過擠出操作，轉(zhuǎn)化成立體模型。

通過擠出柱體將其擠出到指定高度，再用內(nèi)偏移及外擴(kuò)、切割等操作來創(chuàng)建建筑物立體面以及房屋附屬結(jié)構(gòu)，例如屋檐、女兒墻、單元門門洞等。

2.2一鍵貼圖

對(duì)建好的單體化模型進(jìn)行一鍵貼圖，利用傾斜影像可以采集到建筑物不同層面的紋理特征，可以從相機(jī)影像中自動(dòng)采集模型圖，然后可以通過一鍵完成來進(jìn)行單體化模型的貼圖。

對(duì)于個(gè)別不合適的面，可以通過選擇最佳影像進(jìn)行手動(dòng)貼圖，以達(dá)到三維模型所需要的最佳效果。自動(dòng)映射與手動(dòng)貼圖所得到的模型貼圖，不免有些瑕疵，我們可以通過調(diào)用PS進(jìn)行紋理修改，修改后保存的貼圖可以在在 DP-modeler 下直接進(jìn)行替換，無需查找貼圖。

三、建筑物輪廓線采集技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1輪廓線采集技術(shù)要求

建筑物輪廓線采集是后續(xù)制作建筑物三維模型的基礎(chǔ)，采集輪廓線時(shí)按照如下規(guī)則進(jìn)行矢量采集。

對(duì)于平頂建筑物，沿建筑物邊沿采集；

對(duì)于人字形房頂，按兩次采集，先采集建筑物的邊緣線，使其直角化，再采集建筑物頂部屋脊線，將其拉升至實(shí)際高度，鉤出斜面；

對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，需要先后采集同一高度閉合的外輪廓線、各屋脊線、屋頂凸出結(jié)構(gòu)的輪廓線，對(duì)于圓或是弧，用五、六個(gè)點(diǎn)連起來表示。

3.2數(shù)據(jù)采集指標(biāo)

（1）郊區(qū)：房上房，高>2.5米，面積>5平方米；基本房，高>2.5米，面積>5平方米。城區(qū)：房上房，高>2.5米，面積>2平方米；基本房，高>2.5末，面積>2平方米。

（2）在保持原有房屋外觀的情況下，高度差小于0.5米的以及水平方向拐折小于0.5米的房子視情況可以適當(dāng)綜合。

（3）房上房必須抬到基本房上，該接邊的房子必須接邊，兩者之間不能出現(xiàn)空隙。

（4）房屋構(gòu)造線必須均勻有序，不能雜亂無章。

（5）高檔住宅，沿街道兩邊的商場，企事業(yè)單位，機(jī)關(guān)學(xué)校醫(yī)院等建筑，凡女兒墻大于0.5米且寬度大于0.5米的要單獨(dú)表現(xiàn)；高檔住宅，沿接到兩邊的商場，企事業(yè)單位，機(jī)關(guān)學(xué)校醫(yī)院以及工礦等建筑，凡女兒墻高度大于1.5米（除廣告牌）女兒墻需要單獨(dú)表現(xiàn)，女兒墻表現(xiàn)時(shí)都需要以房上房的形式表現(xiàn)。

3.3各等級(jí)模型采集要求

（1）政府建筑、商業(yè)建筑、公共建筑大于0.5米的凹凸部分需采集。

（2）沿街建筑大于0.8米的凹凸部分需采集。

（3）建筑的屋檐、裝飾墻等結(jié)構(gòu)大于0.8米以上需按照實(shí)際的尺寸、形狀采集，細(xì)節(jié)可以使用貼圖表現(xiàn)。

（4）突出門廳、進(jìn)出口大門需要采集。

（5）建筑頂部結(jié)構(gòu)需要按照實(shí)際情況采集，不能出現(xiàn)比例、結(jié)構(gòu)形狀與實(shí)際不符的情況。

（6）建筑的女兒墻需要按照實(shí)際高度、寬度采集，居民自建房屋除外。

（7）沿街建筑如有面積較小，面數(shù)較多的情況，如百葉窗、欄桿等，可做成塊狀，直接貼影像。

（8）建筑重要面的裝飾柱（墻線）凹凸在一米以上需要采集。

（9）房屋墩、柱：直徑大于1米，且高度大于1.5米需要采集。

（10）圍墻需要采集。

（11）屋頂裝飾物：投影面大于4平方米，或者最長的一邊大于2米的幾何造型必須采集。

8. 數(shù)字城市三維建模

用于城市管理：三維建模技術(shù)可以完成城市災(zāi)害事件和突發(fā)事件的動(dòng)態(tài)模擬，實(shí)現(xiàn)城市各類信息的可視化查詢，為政府對(duì)城市的管理和服務(wù)提供決策。

用于城市規(guī)劃：對(duì)城市的未來形態(tài)進(jìn)行預(yù)演，消失的城市形態(tài)也可以重新模擬出來，并根據(jù)規(guī)劃成果隨時(shí)進(jìn)行修改，從而獲得城市規(guī)劃方案調(diào)整的科學(xué)依據(jù)。

用于城市環(huán)境動(dòng)態(tài)變化研究：使用三維技術(shù)可以將大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成容易理解的圖像，表現(xiàn)人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境施加的壓力，預(yù)測不同人類活動(dòng)條件下的環(huán)境效應(yīng)。

用于旅游：建模技術(shù)不僅可以展現(xiàn)城市現(xiàn)有景觀，而且能夠再現(xiàn)不復(fù)存在的和正在規(guī)劃建設(shè)中的景點(diǎn)，從而對(duì)城市起到宣傳作用，有助于擴(kuò)大城市影響，吸引投資和游客。

9. 攝影測量在數(shù)字城市和智慧城市建設(shè)中有何作用

是無人機(jī)測量。

無人機(jī)航測是傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補(bǔ)充，具有機(jī)動(dòng)靈活、高效快速、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢，隨著無人機(jī)與數(shù)碼相機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于無人機(jī)平臺(tái)的數(shù)字航攝技術(shù)已顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢，無人機(jī)與航空攝影測量相結(jié)合使得“無人機(jī)數(shù)字低空遙感”成為航空遙感領(lǐng)域的一個(gè)嶄新發(fā)展方向，無人機(jī)航拍可廣泛應(yīng)用于國家重大工程建設(shè)、災(zāi)害應(yīng)急與處理、國土監(jiān)察、資源開發(fā)、新農(nóng)村和小城鎮(zhèn)建設(shè)等方面，尤其在基礎(chǔ)測繪、土地資源調(diào)查監(jiān)測、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測、數(shù)字城市建設(shè)和應(yīng)急救災(zāi)測繪數(shù)據(jù)獲取等方面具有廣闊前景。

恢復(fù)中線，測量原地面高程，中樁高程、邊樁高程以及邊坡點(diǎn)、坡腳高程。然后繪圖與設(shè)計(jì)斷面圖是否一致，工程量有無出入，出入較大的路段，需要上報(bào)設(shè)計(jì)院進(jìn)行改正。

10. 數(shù)字城市三維建模技術(shù)與實(shí)踐

三維游戲既是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重要的應(yīng)用方向之一，也為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展起了巨大的需求牽引作用。十三，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在地理中的應(yīng)用。

虛擬現(xiàn)實(shí)旅游/虛擬城市漫游（觀眾融合模式）運(yùn)用三維動(dòng)畫/3Dmax、虛擬現(xiàn)實(shí)VRP、大屏幕顯示、人機(jī)互動(dòng)等先進(jìn)技術(shù)，觀眾可以通過操縱桿在城市、廠區(qū)、建筑小區(qū)等三維模型場景中進(jìn)行主動(dòng)自主式漫游，從而了解企業(yè)、建筑小區(qū)乃至城市未來規(guī)劃及發(fā)展方向。