Technological Innovation 倾斜摄影测量三维重建在城市规划中的应用 王 鹏 （河南省交通规划设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450000） 摘要：在这个快速发展的时代，城市的发展对一个国家的发展来说越来越重要，在城市发展中对城市进行规划也是十分重要的，随着信息技术快速的发展，“数字时代”的到来，“数字城市”也在不断的建设之中，城市三维模型在城市发展中的重要性越来越突出，被称为“数字城市”建设的基本数据，为城市的规划、环保以及社会服务方面有着十分大的贡献。笔者根据倾斜摄影测量三维重建在城市规划管理中的应用进行了简单的研究，希望对我国城市建设有所帮助。 关键词：倾斜摄影测量；三维重建；城市规划管理 城市的发展是人类发展过程中的结晶，也是在人们在生活过程中群居形式形成的一个模式，伴随着社会的不断发展，人们生活的不断进步，质量也在快速的提升，医疗条件也越来越好，这些都是造成我国人口庞大的原因，在解决人口问题上我国提出大量的，计划生育的实施有效的控制了人口增长，但随着人口老龄化的扩大，二胎的开放，城市发展依旧需要进行研究，在解决各种发展问题的道路上，实现城市的可持续发展依旧是今天最主要的任务，进行合理的城市规划，建立“智慧城市”、“数据城市”已经成为现在历史发展的潮流。对城市进行合理的规划需要结合现代信息技术进行专业的倾斜摄影测量三维重技术进行，以城市层次为工作对象来进行城市空间规划，城市也趋向去信息化发展，数据三维城市也成为了未来城市发展的规划和管理的发展方向[1]。运用倾斜摄影测量技术可以快速的进行三维重建，建立模型，为城市发展进行更合理的、更科学的规划。 1 倾斜摄影测量的概念 倾斜摄影测量技术主要是近几年来在测绘领域新出现的一种高新测量技术，它与传统的测绘技术有所不同，倾斜摄影测量是将正射与倾斜影像进行融合的一种测绘技术，在同一飞行平台上携带多个传感器，在同一时间不同的角度一个垂直、4个倾斜等等多个不同的角度来对地面的数据进行采集，在进行拍摄的时候，可以同时积累航速、航向、航高记忆曝光的时间等等信息，然后经过对倾斜影像进行分析处理，从而可以为人们提供一个三维模型的场景，让人们进行更立体的观看。 2 倾斜摄影测量数据处理的关键技术 2.1 多视影像联合平台 这个技术主要进行考虑的是倾斜影像间的几何变形与遮挡关系，主要是结合POS系统来进行提供的多影像外方位元素，运用的是金字塔形式的搭配形式，在每一个影像上进行自动匹配以及自由网光束法平差，这样可以进行更好的匹配。同时，可以建立点线连接、控制点的坐标、精准的数据等等形成多视影像自检校区域网平差方程，经过计算来保证评差的结果准确性[2]。 2.2 多视影像密集匹配 这是在数字摄影测量的一个核心问题，主要是根据多视影像所具有的面积的大小以及影像的分辨率高低还有影像数量多的特点，这样可以更好的运用影像来更正一些错误的信息，对一些残缺的信息也可以进行自动的补充完善，对于地形盲区更是可以进行更好的测绘，这样更有利于城市三维重建的进行。 2.3 3D建模 进行3D建模主要是将无人机获取的倾斜摄影影像经过技术处理后，运用Smart3DCapture软件可以快速的对所取得的数据进行3D模型的建立，并且是全自动进行，可以快速的、准确的全自动将纹理映射在对应的模型上，从而形成一个3D的场景，给人更直接的观赏效果。 3 倾斜摄影测量三维重建在城市规划管理中的应用 3.1 基础功能 倾斜摄影测量主要运用在三维模型重建截屏、标注、图片标注、视频、动态对象等等几个方面来进行的。截屏主要是指在进行拍摄的时候对屏幕进行的快速抓取屏幕的快照，然后进行保存并打印成照片的一个过程；标注是指在进行三维场景重建时添加一些文本标注，并设置不同的文本属性与样式；图片标注是在三维场景中添加图片进行标注，并对图片的属性与样式进行标注；视频是指在建立三维场景之时添加进去的音频功能，进而实现三维场景多媒体播放的功能，这样可以更加真实的将三维模式形象的展现在人们的面前；动态对象指的是倾斜侧影测量只是外部导入的三维模型，然后创建2D或者3D的图形；这样的设立可以提前做好计划设计，以便方案的具体实施。 4 2020·4 《华东科技》 3.2 空间分析 空间分析主要表现在四个方面。第一，分析光照。首先根据倾斜摄影视频资料来分析城市日照的情况，太阳会随着时间的变化不断的移动，城市的建筑的阴影也会不断的变化着。以日照为参照数对建筑的阴影进行分析，从分析的结果中一个时间点在某一个时间段是否处于阴影当中。第二，分析可视域。就是选一个点作为定点作为可视点，来分析这一个点的可以看见的所有地方以及建筑，从而被称为可视域，可用不同的颜色进行标注，区分开可视和不可视区域。第三，天际线。主要是指站在某一个点上，在四周与天地相交的轮廓被称为天际线，根据这个来分析，更有利于促进我国对于城市的规划。第四，对限高的分析。设定一个区域或者一个点的限高数值，然后来看一个建筑的高度，这样可以更好的关注到超出限高的建筑[3]。 3.3 规划审批 在对城市进行倾斜摄影测量三维重建的时候，要确保所建立的城市规划方案要符合城市实际发展的要求，一般来说，对一座城市进行重新规划一般会有好几个方案在同时进行，在这些方案里面挑选出最符合城市实际发展情况的方案来进行运用，区域方案中再挑选出来备选方案，因为工作人员的工作经验以及技术水准不同，对于城市规划的设计也就不相同，但也基本就采取的一种建筑风格，缺乏特色。如果将设计方案的项目运用倾斜摄影测量进行三维重建的话，可以让工作人员更直观的看到设计方案的不合理之处，更容易进行修改，这样也可以更快的从诸多方案中挑选出来最符合城市发展建设的方案。将项目放在3D模型中可以更好的让工作人员根据每个方案的数据指标进行多方面的对比，来判断每个方案的可行性，从而实现资料上的联动性。倾斜测量技术可以为三维图形提供建设的基础，通过三维图形可以直接看到二维建设的信息，根据对城市的规划对城市建筑的高度、宽度、位置进行不断的调整，从而可以让城市空间的分布更符合人们的审美标准，让城市建设的更美观。 3.4 查处违规建筑 随着经济的快速发展，社会的不断进步，有很多业主为了自身的利益，都在楼顶上搭建建筑，很多因为比较隐蔽，相关的执法部门很难发现，但通过倾斜摄影可以很好的对这些违规建筑进行处理，通过这个技术建立起来三维模型可以很好的直接看出来那些建筑是违规建筑，让执法部门直接去进行拆除，维护城市的良好形象以及维护公民的安全与利益。 4 结语 伴随着科学技术的快速发展，社会的不断进步，运用倾斜摄影测量技术建立三维模型对城市进行重新规划，打破了传统测量技术的局限性，促进了我国对于城市美好形象的维护与建设，同时也保证了数据的精确性，三维重建模型的建立，可以让人们更直观的观赏到城市发展的规模以及建设的程度，更直观的看清楚城市建筑的高度与宽度，对于违规的建筑也可以更好的观察出来，促进城市的和谐可持续发展。另外，倾斜摄影可以一次获得几十平方公的区域建筑与地形，建造模型速度快且全自动化，纹理也更加真实，给人们很强的视觉冲击性，倾斜摄影测量三维重建技术运用到城市的发展之中，在城市规划的新常态发展下，城市规划的思路逐渐转变也是必然结果，三维模型作为倾斜摄影测量必定会促进我国城市又好又快发展，同时促进我国持续稳定的发展。 参考文献： [1]杨存英.基于倾斜影像的建筑物提取与参数化三维重建[D].陕西:西安科技大学,2016. [2]刘锟铭.无人机影像恢复三维场景系统研究[D].四川:西南交通大学,2017. [3]秦川.无人机影像匹配点云滤波处理与三维重建[D].四川:西南交通大学,2015.
