[发明专利]一种实景三维建模方法

说明书

本发明提出了一种实景三维建模方法，包括如下步骤：S101：采集目标影像数据；S201：建立3D工作集群，并设置共享主机以及其他电脑到该主机的映射路径；S301：将采集的影像数据载入工作集群，对载入工作集群的影像数据进行加密处理；S401：根据空中三角测量运算出的影像外方位元素，获得高密度数据点云，并根据高密度数据云构建Tin模型，然后对Tin模型进行纹理自动映射。本发明能够提高建模的速度，并且避免空中三角测量失败的情况，便于模型的修正以及数据的应用。

技术领域

本发明属于三维建模技术领域，具体涉及一种实景三维建模方法，尤其涉及一种基于CC的低空无人机倾斜摄影实景三维建方法。

背景技术

随着无人机技术的快速发展及民用化程度不断提高，无人机相关应用领域的技术研究也在不断拓展。低空无人机测绘就是近些年来快速发展的一个较为活跃的研究领域。无人机作为一个方便、高效和低成本的飞行平台，弥补了传统航测成本高、飞行窗口要求高、生产组织困难等诸多不足。低空飞行平台搭载多种航摄传感器后可获取地面影像或扫描点云数据，这些数据不仅可以进行正射影像制作、多光谱影像分析和数字线划图生产等传统二维的测绘工作，还可进行快速实景三维建模，并且该种建模方式有着人工干预少、效率高和模型场景逼真度高等诸多优点。然而，传统的建模方式需要用到地形图、高程和纹理贴图等大量数据，工作量较大。所以，倾斜摄影实景三维建模方式一经推出就引起了人们的高度重视。近些年来，人们对于该种建模方式做了大量的研究，其重点表现在以下几个方面:

(1)数据源获取设备的研制。

国外较早研制成功的航摄仪有德国的Penta-DigiCam系统、美国的AOS系统和以色列的A3系统等；随后，国内相继研发了SWDC-5、AMC580,TOPDC-5、双鱼倾斜相机I代和DMS-2010系统等。

(2)多源数据联合建模。

为改善航摄系统的成果缺陷，人们也开始寻找将倾斜数据与其他数据源进行结合来提高建模的精度的方法，如:2015年宋文平等提出了将倾斜摄影与地面街景进行藕合来提高建模精度和仿真度的方法；2016年耿中元提出了一种基于外部缓冲区和TIN瓦片金字塔的数据融合新算法来解决倾斜摄影的三维模型与大场景地形相融合问题的方法等。

(3)建模的技术流程。各国先后出现了很多的影像建模软件，其中比较常用的有ContextCapture,PhotoScan,PhotoMesh,Pix4D和DP Smart等。人们对于这些软件的使用也做了相关的研究。例如:在2014年以来，张骥、陈兴芳、张鑫鑫和周杰等采用Smart3D软件分别对LeicaRCD30,AMC580,A3和SWDC-5等航摄仪获取的地面倾斜数据进行实景建模的技术流程做了研究；2015年戴竹红对Smart3D建模过程做了系统的介绍；在2016年，赵宏和刘尚蔚分解就采用PhotoMesh生产智慧城市SD产品的工艺和PhotoScan进行三维实景建模的流程进行了阐述。

(4)建模成果的精加工及应用。数据的生产是以应用为目的的，如何对初始建模成果进行有目的的精细加工显得尤为重要。2014年沈大勇等提出了一种空洞的自动提取和重构算法来修补模型空洞；2016年沈大勇研究了对悬浮模型进行检测、提取和剔除等技术对模型成果进行优化；林晓鸿提出了将小型部件建模应用与室内设计。

由于低空无人机倾斜摄影建模较为广阔的发展前景，促使人们对该种建模方式作了各类研究。然而，目前的建模方式具有数据量大、影像倾角大、摄影死角和模型成果数据量大等一些特点。这就造成了在建模过程中常会出现运算速度慢、空中三角测量失败、模型修正困难和数据应用困难等问题。

因此，鉴于现有技术上的缺失之处，而加以修正、改良，同时本着求好的精神及理念，并由专业的知识、经验的辅助，以及在多方巧思、试验后，方创设出本发明，特再提供一种基于ContextCapture的实景三维建模方法，能够提高建模的速度，并且避免空中三角测量失败的情况，便于模型的修正以及数据的应用。

发明内容