文字竖排怎么设置第４１卷第１１期２０１８年１１月
测绘与空间地理信息
ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ.４１ꎬＮｏ.１１Ｎｏｖ.ꎬ２０１８
收稿日期:２０１７－０５－０３
作者简介：吴为民(１９８２－)ꎬ男ꎬ湖北黄梅人ꎬ工程师ꎬ本科学历ꎬ主要从事倾斜摄影测量㊁大地测量㊁海洋测绘等方面的应用研究
工作ꎮ
倾斜摄影模型自动ＩＤ单体化方法研究
吴为民
(浙江省测绘质量监督检验站ꎬ浙江杭州３１００１２)
摘要：随着倾斜摄影技术的不断发展和应用的不断深入ꎬ对模型的单体化需求越来越高ꎮ然而以往的单体化
手段要么破坏了原有数据ꎬ要么只在展示层面进行相关效果演示ꎬ而没有进行真正有效的单体化ꎮ本文在ＩＤ单体化的理念基础之上提出了自动ＩＤ单体化的方法ꎬ从根本上解决了倾斜摄影模型在应用层面的不足ꎮ关键词：倾斜摄影ꎻ模型ꎻ单体化
喜形于色中图分类号:Ｐ２３１㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１６７２－５８６７(２０１８)１１－０２２３－０３
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＡｕｔｏｍａｔｉｃＩＤＭｅｔｈｏｄｏｆＯｂｌｉｑｕｅＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｙＭｏｄｅｌ
ＷＵＷｅｉｍｉｎ
(ＺｈｅｎｊｉｎｇＱｕａｌｉｔｙＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇＡｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１００１２ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｂｌｉｑｕｅｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙꎬｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｅｍａｎｄｆｏｒｔｈｅｍｏ
ｎｏｍｅｒｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ.Ｈｏｗｅｖ￣ｅｒꎬｉｎｔｈｅｐａｓｔꎬｔｈｅｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｍｏｎｏｍｅｒｅｉｔｈｅｒｄｅｓｔｒｏｙｅｄｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｄａｔａꎬｏｒｏｎｌｙｓｈｏｗｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｌｅｖｅｌꎬｗｉｔｈ￣ｏｕｔａｔｒｕｌｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｏｎｏｍｅｒ.ＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｄｅａｏｆＩＤｍｏｎｏｍｅｒꎬｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃＩＤｍｏｎｏｍｅｒꎬｆｕｎ￣ｄａｍｅｎｔａｌｌｙｓｏｌｖｅｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙｍｏｄｅｌ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｏｂｌｉｑｕｅｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙꎻｍｏｄｅｌꎻｍｏｎｏｍｅｒ
０㊀引㊀言
倾斜摄影技术通过在同一飞行平台上搭载多台传感器ꎬ同时从一个垂直４个倾斜等多个不同的角度采集影像ꎬ获取包括建筑物多面高分辨率影像在内的更加全面的地物信息[１
－２]
大白菜种植ꎮ该技术是国际测绘领域近年发展起来
的一项高新技术ꎬ它的最大优点是突破航测单相机只能从垂直角度摄影从而获取正摄影像的限制ꎬ可以
在一个平台上从垂直倾斜多个不同角度采集观测带有空间信息的影像ꎮ通过倾斜摄影技术而得到的三维模型简称为倾斜模型ꎬ其生成模型的流程是先使用无人机获取航拍图像ꎬ然后使用从运动获取结构获得相机参数和稀疏三维点云ꎬ进而使用基于片面的三维立体重建算法获得稠密点云ꎬ通过泊松表面重建得到数字表面模型ꎬ最后进行纹理映射即可得到倾斜摄影模型
[３]
ꎮ由于根据地面高程模
型生产的整个模型为一个整体ꎬ这样就无法完成对建筑物等要素的点选㊁查询等操作ꎬ给数据的落地应用带来极大挑战[３]ꎮ因此ꎬ对模型对象的单体化是当前亟待解决的关键技术之一ꎮ
１㊀理论研究
１.１㊀单体化方法
当前倾斜模型单体化的方法主要包括类人工建模㊁倾斜摄影模型切割㊁ＩＤ单体化㊁二维矢量面渲染等４类ꎮ
类人工建模是以ＤＰ－Ｍｏｄｅｌｅｒ为代表ꎬ在倾斜摄影模型的基础上ꎬ进行人工干预ꎬ重新构建单个的三维模型ꎬ这个类似于人工建模ꎬ结果自然就是单体化的ꎬ同时起到了修饰模型效果的作用ꎮ
倾斜摄影模型切割是用建筑物㊁道路㊁树木等对应的矢量面ꎬ对倾斜摄影模型进行分割ꎬ即把连续的三角面片网从物理上分割开ꎬ从而实现单体化ꎮ
ＩＤ单体化是利用三角面片中每个顶点额外的存储空
间ꎬ把对应矢量面的ＩＤ值存储起来ꎬ即一个建筑所对应的
三角面片的所有顶点ꎬ都存储了同一个ＩＤ值ꎬ从而实现在鼠标选中这个建筑时ꎬ该建筑可以呈现出高亮的效果ꎮ其实就是让同一个建筑物模型上的各个点ꎬ都存储同一个ＩＤ值ꎬ从而在三维ＧＩＳ中呈现出鼠标点击后ꎬ能高亮显示这个建筑物ꎮ
二维矢量面渲染ꎬ就是将二维的矢量面作为图层添加到三维场景中ꎬ二维矢量面判断ｔｉｎ网的哪些部分是在它的范围内ꎬ然后把半透明的颜色覆盖到对应的ｔｉｎ网上ꎮ二维矢量面渲染类似于半透明的皮肤衣ꎬ是从上到下贴合到模型表面ꎬ并把模型完整套合在内的效果ꎮ１.２㊀单体化方法分析
类人工建模方法几乎是采用了人工建模一样的实现方式ꎬ在数据模型生产过程中就完成了单体化ꎬ因此ꎬ这种单体化的效果是最好的也是最利于数据管理和应用的一种方法ꎮ但类人工建模由于需要消耗大量的人力成本ꎬ因此ꎬ其实现方式不是最优的ꎮ
倾斜摄影模型切割是人为通过ｔｉｎ网的三角面实现各个模型的切割ꎬ此种方式得到的单体模型与人
工建模的单体化理论上无差别ꎬ然而由于是通过ｔｉｎ网的三角面进行的切割ꎬ必然丢失了原模型应有的部分区域ꎬ这往往使得模型的边界看起来是锯齿状ꎬ形状较难看ꎬ因此切割的方案也有不足ꎮ
ＩＤ单体化在同一模型中所有ｔｉｎ网的三角顶点赋予同一个ＩＤ值ꎬ此种方式自动化程度不高ꎬ往往也需要人工参与进来ꎬ将需要统一赋值的三角点找到ꎮ人力投入成本高昂ꎮ
二维矢量面渲染ꎬ这种方式虽然达到了模型单体化的效果ꎬ但其实质性的应用仍然是二维的数据ꎬ不利于三维数据的进一步使用和发展ꎮ
２㊀设计基础
２.１㊀设计原则
１)保证模型数据的完整性和连续性ꎮ
２)减少人工参与ꎬ单体化自动化程度高ꎮ
３)单体化工作可集成和可扩展能力强ꎮ
４)单体化后数据冗余度小ꎮ
５)数据共享利用率高ꎮ
６)数据独立性强ꎮ
７)数据单体化后满足各图层的使用ꎮ
８)独立于二维数据使用ꎮ
２.２㊀设计思路
当前的倾斜摄影模型大多尚停留在浏览㊁查看㊁量测等基本ＧＩＳ应用层面ꎬ对于对象的属性和分析的应用层面多借用二维数据ꎮ由此对于模型的单体化方案主要有三类：一类是将模型进行展示层面的区别表现ꎬ而没有真实的实现模型的真实单体化ꎻ另一类是将模型进行对象切割ꎬ虽然达到了对象独立的效果ꎬ但往往割裂了模型对象间的连续性和完整性ꎻ最后一类是将同一模型ｔｉｎ网中的三角顶点赋予相同的ＩＤ值ꎬ从而达到了图形的切割效果ꎬ㊀㊀保证了数据的完整性和连续性ꎬ但此类ＩＤ赋值往往需要较多的人工参与ꎬ投入产出比不高ꎮ
基于此ꎬ在设计中优选ＩＤ赋值的方式ꎬ从方法上达到自动化的效果为主要设计思路ꎮ
２.３㊀实现思路
梦见美人鱼
二维矢量图是倾斜摄影模型投影到指定高程平面的表现形式ꎬ因此ꎬ将倾斜摄影模型投影到二维矢量图上就可以方便地识别出哪些ｔｉｎ网的三角顶点对应到二维矢量图的对象上ꎬ将该对象的ＩＤ值直接赋予对应的三角顶点ꎬ从而实现单体化的自动化ꎮ
３㊀实现方法
３.１㊀实现流程
自动ＩＤ单体化流程如图１所示
ꎮ
图１㊀倾斜摄影模型自动ＩＤ单体化流程
Ｆｉｇ.１㊀ＴｉｌｔｃａｍｅｒａｍｏｄｅｌａｕｔｏｍａｔｉｃＩＤｍｏｎｏｐｒｏｃｅｓｓ
红色婚纱图片３.２㊀三角顶点ＩＤ赋值
倾斜摄影模型ｔｉｎ网的三角顶点投影到二维矢量图进行ＩＤ值赋值的流程如图２所示ꎮ
３.３㊀属性关联
倾斜摄影模型单体化属性关联流程如图３所示ꎮ
４２２㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀测绘与空间地理信息㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年
图２㊀三角顶点ＩＤ值赋值流程
读后感两百字Ｆｉｇ.２㊀ＴｒｉａｎｇｌｅｖｅｒｔｅｘＩＤｖａｌｕｅａｓｓｉｇｎｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ
４㊀结束语
本文就倾斜摄影模型的单体化难题进行研究ꎬ主要成果有:１)首次提出了自动ＩＤ单体化的概念ꎬ其不但达到了手工建模的单体化效果ꎬ而且大大提高了ＩＤ单体化
㊀㊀的工作效率ꎮ２)首次使倾斜摄影模型的应用摆脱了二维矢量数据的束缚ꎬ使得倾斜摄影模型单独应用成为可能
ꎮ
图３㊀倾斜摄影模型单体化属性关联流程
Ｆｉｇ.３㊀Ｓｌａｎｔｉｎｇｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙｍｏｄｅｌꎬｍｏｎｏｍｅｒｉｃ
㊀㊀㊀㊀ａｔｔｒｉｂｕｔｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ
由于当前的应用程序是分别操作图形数据和属性数据ꎬ在效率方面有些不足ꎬ因此ꎬ需研发一种适用于倾斜摄影模型的图形和数据的通用数据组织格式ꎬ提高数据的操作效率ꎮ
参考文献:
[１]㊀张春森ꎬ张卫龙ꎬ郭丙轩ꎬ等.倾斜影像的三维纹理快速重建[Ｊ].测绘学报ꎬ２０１５ꎬ４４(７):７８２－７９０. [２]㊀陈宇ꎬ徐青ꎬ姚富山ꎬ等.影像密集匹配点云的单体化提取[Ｊ].测绘通报ꎬ２０１６(１２):５１－５５.
[３]㊀余虹亮.基于倾斜摄影的城市三维重建方法研究[Ｄ].
南宁：广西大学ꎬ２０１６.
山药的做法大全
[编辑：张㊀曦]
(上接第２２２页)
头发分叉
㊀㊀５)其他用地的分形特征表现为分维数高㊁稳定性低
的特点ꎮ
６)沿海滩涂只分布在平原和丘陵地区ꎬ其结构都比较稳定㊁简单ꎬ复杂性低ꎬ处于较稳定的状态ꎮ
４㊀结束语
１)土地利用类型的边界维数的大小依次为耕地>草地>未利用地>建设用地>水域>其他用地>林地>沿海滩涂ꎻ广西海岸带研究区土地利用类型的计盒维数的大小排列为林地>草地>未利用地>建设用地>耕地>水域>沿海滩涂>其他用地ꎬ其中林地的计盒维数最大ꎬ为１.９４３３ꎻ其他用地的计盒维数最小ꎬ为１.１５７４ꎮ
２)地貌对各土地类型的分维数和稳定性指数产生影响ꎬ而且在相同地貌特征下ꎬ不同的土地利用类型对分维数和稳定性指数的影响情况也不同ꎮ平原地区草地的分维数最高为１.４３６ꎬ其稳定性指数最低ꎻ台地地区耕地的分维数最高为１.４７８３ꎻ丘陵地貌地区水域的分维数最高为１.６０９３ꎬ空间结构最为复杂ꎮ
３)同一土地利用类型在不同地貌地区的分形分维也有很大的差异ꎮ同一土地利用类型耕地在平原地区㊁林地在山地地貌地区㊁草地在高海拔地区㊁水域在山地地区㊁建设用地在低海拔地区㊁未利用地在丘陵地区㊁其他用地在平原地区的分维数最低ꎮ参考文献:
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[编辑：任亚茹]
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第１１期吴为民：倾斜摄影模型自动ＩＤ单体化方法研究
