SuperMap 倾斜摄影技术
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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
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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
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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
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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:
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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:
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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
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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。
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