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超图倾斜摄影技术白皮书.pdf

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SuperMap 倾斜摄影技术 文档 北京超图软件股份有限公司 中国·北京 SuperMap 倾斜摄影技术白皮书
目录 1. 倾斜摄影建模 ........................................................................................................................... 1 1.1 倾斜摄影 ....................................................................................................................... 1 1.2 倾斜摄影建模 ............................................................................................................... 2 1.3 倾斜摄影国内外关注度 ............................................................................................... 4 2. 倾斜摄影模型应用解决方案 ................................................................................................... 5 2.1 模型加载 ....................................................................................................................... 5 2.1.1 OSGB 文件 ....................................................................................................... 5 2.1.2 OSGB 索引文件生成工具 ............................................................................... 5 2.1.3 SuperMap 桌面软件加载倾斜摄影模型数据 .............................................. 9 2.1.4 倾斜摄影模型创建空间索引 ......................................................................... 11 2.1.5 支持 PhotoScan 软件生产的倾斜摄影模型 ............................................... 13 2.1.6 支持 PhotoMesh 软件生产的倾斜摄影模型 ............................................. 14 2.1.7 支持 Altizure 软件生产的倾斜摄影模型 .................................................... 14 2.2 性能优化 ..................................................................................................................... 14 2.2.1 纹理压缩 ......................................................................................................... 14 2.2.2 合并根节点 ..................................................................................................... 14 2.2.3 修改模型中心点 ............................................................................................. 15 2.3 二三维一体化 GIS 功能 ............................................................................................ 16 2.3.1 图查属性 ......................................................................................................... 16 2.3.2 属性查图 ......................................................................................................... 19 2.3.3 周边查询 ......................................................................................................... 21 SuperMap 倾斜摄影技术白皮书
2.3.4 专题图制作 ..................................................................................................... 22 2.3.5 压平功能 ......................................................................................................... 24 2.3.6 点线面贴倾斜表面 ......................................................................................... 27 2.3.7 倾斜摄影模型单体化 ..................................................................................... 27 2.4 三维空间分析 ............................................................................................................. 31 2.4.1 通视分析 ......................................................................................................... 32 2.4.2 (动态)可视域分析 ..................................................................................... 32 2.4.3 天际线分析 ..................................................................................................... 33 2.4.4 阴影率统计分析 ............................................................................................. 35 2.4.5 剖面线分析 ..................................................................................................... 36 2.4.6 生成 DSM、DOM ........................................................................................ 37 2.4.7 栅格数据集(地形+影像)生成 OSGB 缓存 ............................................. 37 2.4.8 倾斜摄影模型与地形精确匹配 ..................................................................... 38 2.4.9 倾斜摄影模型设置颜色表 ............................................................................. 39 2.5 效果修补 ..................................................................................................................... 40 2.5.1 水面效果修补 ................................................................................................. 40 2.5.2 地形修改 ......................................................................................................... 41 2.6 模型编辑 ..................................................................................................................... 42 2.6.1 倾斜摄影模型裁剪 ......................................................................................... 42 2.6.2 倾斜摄影模型镶嵌 .............................................................................................. 44 2.6.3 倾斜摄影模型剔除悬浮物 .................................................................................. 46 2.6.4 倾斜摄影模型拉伸闭合体 .................................................................................. 48 SuperMap 倾斜摄影技术白皮书
2.6.5 倾斜摄影模型纹理替换 ...................................................................................... 49 2.7 其他功能 ..................................................................................................................... 50 2.7.1 2.5D 地图数据生成 ....................................................................................... 50 2.7.2 场景生成高分辨率影像 ................................................................................. 52 2.7.3 模型参与地表开挖 ......................................................................................... 52 2.8 服务端发布倾斜摄影模型 ......................................................................................... 53 2.9 三维客户端加载倾斜摄影模型 ................................................................................. 55 2.10 移动端加载倾斜摄影模型 ..................................................................................... 56 SuperMap 倾斜摄影技术白皮书
1 1.1 倾斜摄影 1. 倾斜摄影建模 要了解倾斜摄影建模首先得了解倾斜摄影,倾斜摄影(oblique image)是指由一定倾斜角的航摄相 机所获取的影像。倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,通过在同一飞行平台 上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。由倾斜 影像生成三维模型就是倾斜摄影建模,如图 1 所示。 倾斜摄影有以下特点: 1)可以获取多个视点和视角的影像,从而得到更为详尽的侧面信息。 图 1 倾斜摄影建模示意 2)具有较高的分辨率和较大视场角。 3)同一地物具有多重分辨率的影像。 4)倾斜影像地物遮挡现象较突出。 倾斜摄影测量技术一般包含以下处理流程,如图 2 所示: SuperMap 倾斜摄影技术白皮书
2 图 2 倾斜摄影测量技术处理流程 1.2 倾斜摄影建模 倾斜摄影模型有两种成果数据,一种是单体对象化的模型,一种是非单体化的模型数据。单体化的模 型在超图三维场景中的应用与传统的手工建模类似,这里不再详解。 非单体化的模型成果数据,后面简称倾斜摄影模型,倾斜摄影模型采用全自动化的生产方式,获得影 像后,经过匀光匀色等步骤,然后通过专业的自动化建模软件生产三维模型。 这种软件一般经过多视角影像的几何校正、联合平差等处理流程,可运算生成基于影像的超高密度点 云,并以此生成基于影像纹理的高分辨率实景三维模型。影像提取的中间数据(点云)效果图,如图 3 所 示: 图 3 影像提取点云效果图 点云构建 TIN 模型,如图 4、图 5 所示: SuperMap 倾斜摄影技术白皮书
3 图 4 点云构建 TIN 模型 纹理映射构建真实三维模型,如图 6 所示: 图 5 点云构建 TIN 模型 图 6 纹理映射构建真实三维模型 SuperMap 倾斜摄影技术白皮书
4 1.3 倾斜摄影国内外关注度 目前国内外比较流行的倾斜摄影自动建模软件如下: 1) 法国 Acute3D 公司的 Smart3DCapture。基于图形运算单元 GPU 的快速三维场景运算软件,可运算 生成基于真实影像的超高密度点云,它能无需人工干预地从简单连续影像中生成逼真的三维场景模型。 值得一提的是,Smart3DCapture 被 Bentley 收购之后,在其官方文档中提到,生成的模型可以被 SuperMap GIS 直接加载。 2) 法国 INFOTERRA 公司的像素工厂(Pixel Factory)StreetFactory 子系统通过对获得的倾斜影像进行 几何处理、多视匹配、三角网构建,提取典型地物的纹理特征,并对该纹理进行可视化处理,最终得 图 7 Smart3DCapture 官方文档截图 到三维模型。 图 8 产品兼容互认证明 3) Agisoft 公司的 PhotoScan 软件,它是一款基于影响自动生成高质量三维模型的优秀软件,无需设置 初始值,无须相机检校,它根据最新的多视图三维重建技术,可对任意照片进行处理,无需控制点, 而通过控制点则可以生成真实坐标的三维模型。 4) 美国 Pictometry 公司的 Pictometry 倾斜影像处理软件提供了 EFS(Electronic Field Study) 5) 国内有多家企业及单位对倾斜摄影模型也有比较深入的研究,形成自己独特的模型工艺流程。 SuperMap 倾斜摄影技术白皮书
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