測(cè)繪及三維建模知識(shí)點(diǎn)

1、三維建模及測(cè)繪相關(guān)知識(shí)點(diǎn)一、三維建模三維空間數(shù)據(jù)模型主要有三種：數(shù)字高程建模DEM、數(shù)字地面建模DTM、等值線(xiàn)。地理三維建模： 三維建模是指用一定的模型來(lái)模擬、表達(dá)地學(xué)三維現(xiàn)象。TIN為不規(guī)則三角網(wǎng)的縮寫(xiě)，在地理信息系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用:根據(jù)區(qū)域的有限個(gè)點(diǎn)集將區(qū)域劃分為相等的三角面網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字高程有連續(xù)的三角面組成，三角面的形狀和大小取決于不規(guī)則分布的測(cè)點(diǎn)的位置和密度，能夠避免地形平坦時(shí)的數(shù)據(jù)冗余，又能按地形特征點(diǎn)表示數(shù)字高程特征。三維空間數(shù)據(jù)不僅指起伏的地形數(shù)據(jù)，還包括離散點(diǎn)在某一平面的任何屬性數(shù)據(jù)，如某城市的降雨量，某小區(qū)域土壤的酸堿度等。點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理基本描述：點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理軟件能夠用于海量點(diǎn)云數(shù)

2、據(jù)的處理（點(diǎn)云數(shù)量無(wú)限制，先進(jìn)內(nèi)存管理）及三維模型的制作。支持模型的對(duì)整、整合、編輯、測(cè)量、檢測(cè)監(jiān)測(cè)、壓縮和紋理映射等點(diǎn)云數(shù)據(jù)全套處理流程。能夠基于點(diǎn)云進(jìn)行建模，擁有規(guī)則組建智能自動(dòng)建模功能（一鍵自動(dòng)建模）要求能夠精細(xì)再現(xiàn)還原現(xiàn)場(chǎng)。具有真彩色配準(zhǔn)模塊，掃描物體點(diǎn)云的顏色即為物體真實(shí)的顏色。相機(jī)彩色圖片可以配準(zhǔn)貼圖到三維模型。兩種方法：點(diǎn)繪制、多邊形網(wǎng)格繪制。（三維數(shù)據(jù)獲取與建?，F(xiàn)狀： 我們身在一個(gè)三維的世界中，三維的世界是立體的、真實(shí)的。同時(shí)，我們處于一個(gè)信息化的時(shí)代里，信息化的時(shí)代是以計(jì)算機(jī)和數(shù)字化為表征的。隨著計(jì)算機(jī)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，人們開(kāi)始不滿(mǎn)足于計(jì)算機(jī)僅能顯示二維的圖像，更希望計(jì)算

3、機(jī)能表達(dá)出具有強(qiáng)烈真實(shí)感的現(xiàn)實(shí)三維世界。三維建模可以使計(jì)算機(jī)作到這一點(diǎn)。所謂三維建模，就是利用三維數(shù)據(jù)將現(xiàn)實(shí)中的三維物體或場(chǎng)景在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行重建，最終實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上模擬出真實(shí)的三維物體或場(chǎng)景。而三維數(shù)據(jù)就是使用各種三維數(shù)據(jù)采集儀采集得到的數(shù)據(jù)，它記錄了有限體表面在離散點(diǎn)上的各種物理參量。它包括的最基本的信息是物體的各離散點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其它的可以包括物體表面的顏色、透明度、紋理特征等等。三維建模在建筑、醫(yī)用圖像、文物保護(hù)、三維動(dòng)畫(huà)游戲、電影特技制作等領(lǐng)域起著重要的作用。一個(gè)三維模型的建立過(guò)程包括三維初始數(shù)據(jù)的獲取，對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行諸如去除噪聲點(diǎn)、簡(jiǎn)化等處理，按照不同的方式組織三維數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)在計(jì)

4、算機(jī)中繪制出具有三維特征的模型。在三維建模中，最主要的問(wèn)題就是使用三維數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制，要使得繪制出的模型有立體感和真實(shí)感，達(dá)到理想的視覺(jué)效果；同時(shí)還要較好地組織數(shù)據(jù)，減少存儲(chǔ)空間以便于數(shù)據(jù)的傳輸和加快顯示速度。多邊形網(wǎng)格繪制是目前的標(biāo)準(zhǔn)繪制方法，它把三維模型表面的點(diǎn)連接成以多邊形為單位的網(wǎng)格，可以表達(dá)復(fù)雜的表面，提供更強(qiáng)的適應(yīng)性，其中尤以三角網(wǎng)格的使用最為廣泛。目前國(guó)際上多邊形網(wǎng)格繪制技術(shù)已經(jīng)很成熟了，而流行的各種3D制作軟件，如OPENGIL等，都可以實(shí)現(xiàn)三維物體的網(wǎng)格建模和繪制。但最近幾年，三維圖像處理領(lǐng)域出現(xiàn)并普及了新的工具三維激光掃描儀，它可以方便快捷地檢測(cè)一個(gè)三維物體表面各點(diǎn)的空間位置

5、，將三維物體表示成空間中大量密集分布的點(diǎn)，我們稱(chēng)之為點(diǎn)云數(shù)據(jù)。于是又有人提出了點(diǎn)繪制的思想，即在每一個(gè)點(diǎn)上繪制一個(gè)面或其他幾何體，當(dāng)點(diǎn)云密度足夠大時(shí)，就可以把整個(gè)模型繪制出來(lái)。兩種方法各有優(yōu)劣，本文就試圖在這兩種方法中找到一條中間道路，取其各自的長(zhǎng)處而補(bǔ)其不足。）三維立體導(dǎo)航，采取三維建模的實(shí)景路口地圖情勢(shì)，可以顯示全國(guó)各大城市3萬(wàn)多幅路口實(shí)景畫(huà)面，將龐雜路口完整真實(shí)的無(wú)差浮現(xiàn)，以最清楚突出的方法領(lǐng)導(dǎo)駕駛者進(jìn)入目的車(chē)道，一目了然，零識(shí)別時(shí)光。二、三維數(shù)據(jù)采集（一）專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)1、空中三角測(cè)量空三處理提供地理參照的影像，是建立所有攝影測(cè)量項(xiàng)目的幾何級(jí)基礎(chǔ)?？罩腥菧y(cè)量是立體攝影測(cè)量中，根據(jù)少量的野外

6、控制點(diǎn)，在室內(nèi)進(jìn)行控制點(diǎn)加密，求得加密點(diǎn)的高程和平面位置的測(cè)量方法。其主要目的是為缺少野外控制點(diǎn)的地區(qū)測(cè)圖提供絕對(duì)定向的控制點(diǎn)。空中三角測(cè)量一般分為兩種:模擬空中三角測(cè)量即光學(xué)機(jī)械法空中三角測(cè)量;解析空中三角測(cè)量即俗稱(chēng)的電算加密。模擬空中三角測(cè)量是在全能型立體測(cè)量?jī)x器(如多倍儀)上進(jìn)行的空中三角測(cè)量。它是在儀器上恢復(fù)與攝影時(shí)相似或相應(yīng)的航線(xiàn)立體模型，根據(jù)測(cè)圖需要選定加密點(diǎn)，并測(cè)定其高程和平面位置。航空攝影測(cè)量中利用連續(xù)攝取的具有一定重疊的航攝像片,依據(jù)少量野外控制點(diǎn)，以攝影測(cè)量方法建立同實(shí)地相應(yīng)的航線(xiàn)模型或區(qū)域網(wǎng)模型(光學(xué)的或數(shù)字的)，從而獲取加密點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。主要用于測(cè)地形圖。2、遙感

7、影像 凡是指紀(jì)錄各種地物電磁波大小的膠片(或相片)，都稱(chēng)為遙感影像(Remote Sensing Image)，在遙感中主要是指航空像片和衛(wèi)星相片。用計(jì)算機(jī)處理的遙感圖像必須是數(shù)字圖像。以攝影方式獲取的模擬圖像必須用圖像掃描儀等進(jìn)行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換；以?huà)呙璺绞将@取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)存到一般數(shù)字計(jì)算機(jī)都可以讀出的CCT等通用載體上。計(jì)算機(jī)圖像處理要在圖像處理系統(tǒng)中進(jìn)行。圖像處理系統(tǒng)是由硬件(計(jì)算機(jī)、顯示器、數(shù)字化儀、磁帶機(jī)等等)和軟件(具有數(shù)據(jù)輸入，輸出，校正，變換，分類(lèi)等功能)構(gòu)成。圖像處理內(nèi)容主要包括校正、變換和分類(lèi)?？臻g分辨率成像方式分類(lèi)：折疊航空攝影成像攝影成像是通過(guò)成像設(shè)備

8、獲取物體的影像技術(shù)。傳統(tǒng)攝影成像是依靠光學(xué)鏡頭及放置在焦平面的感光膠片來(lái)記錄物體影像。數(shù)字?jǐn)z影則通過(guò)放置的焦平面的光敏元件，經(jīng)光/電轉(zhuǎn)換，以數(shù)字信號(hào)來(lái)記錄物體的影像。折疊航空掃描成像掃描成像是依靠探測(cè)元件和掃描鏡對(duì)目標(biāo)物體以瞬時(shí)視場(chǎng)為單位進(jìn)行的逐點(diǎn)、逐行取樣，以得到目標(biāo)物的電磁輻射特性信息，形成一定譜段的圖像。折疊航空微波雷達(dá)成像微波成像雷達(dá)的工作波長(zhǎng)為1mm-1m的微波波段，由于微波雷達(dá)是一種自備能源的主動(dòng)傳感器和微波具有穿透云霧的能力，所以微波雷達(dá)成像具有全天時(shí)、全天候的特點(diǎn)。在城市遙感中，這種成像方式對(duì)于那些對(duì)微波敏感的目標(biāo)物的識(shí)別，具有重要意義。3、傾斜相機(jī)/傾斜攝影作為近年來(lái)國(guó)際上發(fā)

9、展十分迅速的一項(xiàng)高新技術(shù)，傾斜攝影不僅能夠真實(shí)反映地物情況，而且可通過(guò)先進(jìn)的定位技術(shù)嵌入精確的地理信息，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于應(yīng)急指揮、國(guó)土安全、城市管理等領(lǐng)域。鑒于該技術(shù)的重大意義，我國(guó)也將其列入了國(guó)家地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2014-2020年）。4、導(dǎo)航定位定向系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)：POS系統(tǒng)）是通過(guò)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）獲取位置數(shù)據(jù)作為初始值，通過(guò)慣導(dǎo)系統(tǒng)（IMU）獲取姿態(tài)變化增量，應(yīng)用卡爾曼濾波器、反饋誤差控制迭代運(yùn)算，生成實(shí)時(shí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)。應(yīng)用POS系統(tǒng)可以得到移動(dòng)平臺(tái)位置和姿態(tài)的軌跡數(shù)據(jù)。能夠?qū)崿F(xiàn)直接地學(xué)定位，可以減少或省略空中三角測(cè)量的地面控制點(diǎn)?？梢耘c任何類(lèi)型的量測(cè)類(lèi)型的傳感

10、器（航攝像機(jī)、機(jī)載激光雷達(dá)（LIDAR）、高光譜成像儀、機(jī)載合成孔徑雷達(dá)（SAR）和機(jī)載干涉雷達(dá)（InSAR）等）直接連接使用。應(yīng)用機(jī)載POS組合導(dǎo)航系統(tǒng)可以獲取攝影相機(jī)的外方位元素和飛機(jī)的絕對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)攝影成像和無(wú)地面控制的高精度對(duì)地直接定位。該技術(shù)和方法還廣泛用于高空分辨率衛(wèi)星影像的的幾何處理中，大量研究集中在稀少控制點(diǎn)和無(wú)控制點(diǎn)條件下如何提高影像的平面和高程精度。我國(guó)正在采用航天遙感，數(shù)字航空攝影，航空航天可見(jiàn)光成像、激光掃描成像、合成孔徑雷達(dá)成像，衛(wèi)星導(dǎo)航定位，地理信息系統(tǒng)，無(wú)控制點(diǎn)或稀少控制點(diǎn)測(cè)繪等現(xiàn)代地理空間技術(shù)的集成手段進(jìn)行測(cè)繪工程。5、Gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS定位系統(tǒng)靠車(chē)載

11、終端內(nèi)置SIM通過(guò)移動(dòng)GPRS信號(hào)傳輸?shù)胶笈_(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。在遠(yuǎn)的地方定位人的行蹤。6、地圖精度 地圖精度就是地圖的精確度，即地圖的誤差大小，是衡量地圖質(zhì)量的重要標(biāo)志之一，它與地圖投影、比例尺、制作方法和工藝有關(guān)。通常用地圖上某一地物點(diǎn)或地物輪廓點(diǎn)的平面和高程位置偏離其真實(shí)位置的平均誤差衡量。地圖要素的誤差主要由以下幾方面引起：資料數(shù)據(jù)和圖稿的誤差；地圖投影的誤差；展繪地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的誤差；轉(zhuǎn)繪地圖內(nèi)容的誤差；制圖綜合產(chǎn)生的誤差；復(fù)照和印刷造成的誤差和圖紙伸縮造成的誤差。這些誤差難以避免。在地圖生產(chǎn)過(guò)程中，一般對(duì)每一生產(chǎn)工序都進(jìn)行誤差控制，以便達(dá)到地圖的精度要求。如展繪地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)時(shí)，展點(diǎn)

12、允許誤差為±0.1毫米，邊長(zhǎng)誤差±0.2毫米，對(duì)角線(xiàn)誤差±0.3毫米；內(nèi)容轉(zhuǎn)繪誤差<±0.2毫米；描繪誤差<±0.2毫米；印刷套印誤差±0.3毫米等。因存在地圖誤差，故在地圖上進(jìn)行量算時(shí)，對(duì)量測(cè)的數(shù)據(jù)必須考慮地圖的各項(xiàng)誤差。地圖比例尺 指地圖上的線(xiàn)段長(zhǎng)度與實(shí)地相應(yīng)線(xiàn)段長(zhǎng)度之比。嚴(yán)格講，只有在表示小范圍的大比例尺地圖上，由于不考慮地球的曲率，全圖比例尺才是一致的。比例尺與地圖內(nèi)容的詳細(xì)程度和精度有關(guān)。一般講，大比例尺地圖，內(nèi)容詳細(xì)，幾何精度高，可用于圖上測(cè)量。小比例尺地圖，內(nèi)容概括性強(qiáng)，不宜于進(jìn)行圖上測(cè)量。地圖比例

13、尺是指圖上某線(xiàn)段的長(zhǎng)度與相應(yīng)的實(shí)地水平距離之比。即：地圖比例尺=圖上距離/相應(yīng)實(shí)地水平距離。我國(guó)的國(guó)家基本比例尺地圖的比例尺應(yīng)為：（最大）1500、11000、12000、15000、110000、125000、150000、1100000、1250000、1500000、11000000、1:25000000、1:50000000. 一般的，1:10萬(wàn)以下算小比例尺，以上算大比例尺。（二）獲取三維模型數(shù)據(jù)的方法1、基于圖像航空傾斜攝影技術(shù)它是在700米左右的低空以45度角對(duì)地面進(jìn)行攝影測(cè)量，可以獲得近地高分辨率航測(cè)影像。它克服了正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，可獲得5個(gè)或更多角度的傾斜攝影

14、影像。這種航空傾斜影像有如下功能特點(diǎn)：通過(guò)低空云下攝影，從一個(gè)垂直和4個(gè)以上45度傾斜的方向獲取高清晰度的地物影像，可供多角度觀察；在高精度定位定（向）姿POS系統(tǒng)的輔助下，影像上每個(gè)點(diǎn)都具有三維坐標(biāo)，基于影像可進(jìn)行任意點(diǎn)線(xiàn)面的量測(cè)，獲得厘米級(jí)到分米級(jí)的測(cè)量精度。相比正射影像它還可以獲得更精確的高程精度，對(duì)建筑物等地物的高度可以直接量算；影像中包含真實(shí)的環(huán)境信息，信息量豐富，可進(jìn)行影像信息的數(shù)據(jù)挖掘；傾斜影像通過(guò)專(zhuān)門(mén)軟件處理，能較高效率地完成城市三維建模，相比傳統(tǒng)方法，其建設(shè)周期更短、成本更低。傾斜攝影技術(shù)是國(guó)際測(cè)繪領(lǐng)域近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)它顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，

15、通過(guò)在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從一個(gè)垂直、四個(gè)傾斜五個(gè)不同的角度采集影像，將用戶(hù)引入了符合人眼視覺(jué)的真實(shí)直觀世界。該技術(shù)去年2010年4月由北京天下圖公司首次從美國(guó)Pictomitry（英領(lǐng)）公司引入我國(guó)。航空相片（遙感影像包含航空相片和衛(wèi)星相片）成像方式分類(lèi)：1、攝影成像是通過(guò)成像設(shè)備獲取物體的影像技術(shù)。傳統(tǒng)攝影成像是依靠光學(xué)鏡頭及放置在焦平面的感光膠片來(lái)記錄物體影像。數(shù)字?jǐn)z影則通過(guò)放置的焦平面的光敏元件，經(jīng)光/電轉(zhuǎn)換，以數(shù)字信號(hào)來(lái)記錄物體的影像。2、掃描成像是依靠探測(cè)元件和掃描鏡對(duì)目標(biāo)物體以瞬時(shí)視場(chǎng)為單位進(jìn)行的逐點(diǎn)、逐行取樣，以得到目標(biāo)物的電磁輻射特性信息，形成一定譜段的圖像。3

16、、微波成像雷達(dá)的工作波長(zhǎng)為1mm-1m的微波波段，由于微波雷達(dá)是一種自備能源的主動(dòng)傳感器和微波具有穿透云霧的能力，所以微波雷達(dá)成像具有全天時(shí)、全天候的特點(diǎn)。在城市遙感中，這種成像方式對(duì)于那些對(duì)微波敏感的目標(biāo)物的識(shí)別，具有重要意義。校正處理 圖像校正是指從具有畸變的圖像中消除畸變的處理過(guò)程，消除幾何畸變的叫幾何校正；消除輻射量失真的叫輻射校正。傾斜攝影技術(shù)中Infinite3D - Real Scenes涉及傾斜相機(jī)型號(hào)及用途Infinite3D - Real Scenes能夠兼容處理各種主流傾斜攝影相機(jī)采集的數(shù)據(jù)，包括：SWDC-5、萊卡RCD30、AMC580 ，以及無(wú)人機(jī)采集的傾斜影像。1

17、、SWDC-5（四維遠(yuǎn)見(jiàn)）數(shù)字航空傾斜攝影儀區(qū)別于傳統(tǒng)的豎直航攝，除一個(gè)子相機(jī)獲取正下方影像外，還可同時(shí)從前后左右四個(gè)方向以45°傾斜角對(duì)地面進(jìn)行拍攝,得到被拍攝物的多視角影像、建筑物墻體真實(shí)紋理，可廣泛用于數(shù)字城市、數(shù)字地球（智慧地球）的基礎(chǔ)地理空間框架建設(shè)。2、萊卡RCD30新型徠卡機(jī)載中幅面陣數(shù)碼相機(jī)RCD30高度集成了相機(jī)鏡頭、控制系統(tǒng)、可插拔SSD硬盤(pán)和定位定向系統(tǒng)IPAS20，同時(shí)高頻獲取速度保證了RGB和NIR（CH62）影像的同步獲取。徠卡RCD30配備了完整的數(shù)據(jù)后處理軟件，能高效完成最終產(chǎn)品提交。 徠卡RCD30配備50mm，80mm二種可更換鏡頭，每個(gè)鏡頭都經(jīng)過(guò)

18、嚴(yán)格檢校，如此保證了獲取數(shù)據(jù)的精度。另外，可以選擇徠卡慣性定位及定向系統(tǒng)IPAS20和陀螺穩(wěn)定座架PAV80實(shí)現(xiàn)直接定位定向，并提高數(shù)據(jù)精度。 行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域 徠卡RCD30可用于小、中面積的各種比例尺航空攝影測(cè)量項(xiàng)目。3、AMC580多視角航空照相機(jī)系統(tǒng)（5個(gè)多視角航空相機(jī)傳感器與陀螺穩(wěn)定平臺(tái)）AMC580是我國(guó)自主研發(fā)的多視角數(shù)碼航空照相機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了5臺(tái)8000萬(wàn)像素的大幅面量測(cè)型專(zhuān)業(yè)航空相機(jī)，包括1臺(tái)垂直和4臺(tái)傾斜照相機(jī)。設(shè)備可用于可取三維影像數(shù)據(jù)，為數(shù)字城市與智慧城市建設(shè)提供可靠地?cái)?shù)據(jù)源。特點(diǎn)：（1） 幅面大，目前國(guó)際市場(chǎng)上像幅最大的多視角航空照相機(jī)系統(tǒng)。（2） 量測(cè)型，提供準(zhǔn)確

19、且穩(wěn)定的鏡頭內(nèi)方位元素檢校。（3） 支持多種類(lèi)型的穩(wěn)定平臺(tái)，包括GSM3000、PAV30、PAV80、Z/I Mount等。（4） 傳感器頭部可以伸縮，便于在不同類(lèi)型的飛機(jī)上的安裝，避免了傾斜鏡頭在航攝過(guò)程中的遮擋。（5） 集成Applanix POS（導(dǎo)航定位定向系統(tǒng)） AV系統(tǒng)，為多個(gè)鏡頭直接提供準(zhǔn)確的外方位元素，快速直接定向。（6） 支持多種類(lèi)型的飛行管理系統(tǒng)，用戶(hù)可根據(jù)不同需求自由選擇。多視角攝影技術(shù)及其成果會(huì)在以后的測(cè)繪生產(chǎn)與空間信息服務(wù)中扮演更加重要的角色。航空多視角影像不僅能夠真實(shí)地反應(yīng)地物情況，而且還通過(guò)采用先進(jìn)的定位定姿技術(shù)，嵌入精確的地理信息、更豐富的影像信息、更高級(jí)的用

20、戶(hù)體驗(yàn)，極大地?cái)U(kuò)展了遙感影像的應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，多視角攝影技術(shù)使得目前高昂的三維城市建設(shè)成本將得以降低。由于多視角影像為用戶(hù)提供了更豐富的地理信息，更友好的用戶(hù)體驗(yàn)以及其低廉的成本，該技術(shù)將越來(lái)越多的應(yīng)用于應(yīng)急指揮、國(guó)土安全、消防、虛擬導(dǎo)航、城市管理與城市規(guī)劃、房產(chǎn)稅收、建筑工程施工、網(wǎng)絡(luò)旅游、三維電影產(chǎn)業(yè)等行業(yè)。2、激光掃描三維激光掃描技術(shù)又被稱(chēng)為實(shí)景復(fù)制技術(shù)，是測(cè)繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。它突破了傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)量方法，具有高效率、高精度的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。三維激光掃描技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型。三維激光掃描儀每次測(cè)量的數(shù)據(jù)不僅僅包含

21、X,Y,Z點(diǎn)的信息，還包括R,G,B顏色信息，同時(shí)還有物體反色率的信息，這樣全面的信息能給人一種物體在電腦里真實(shí)再現(xiàn)的感覺(jué)，是一般測(cè)量手段無(wú)法做到的?？焖賿呙枋菕呙鑳x誕生產(chǎn)生的概念，在常規(guī)測(cè)量手段里，每一點(diǎn)的測(cè)量費(fèi)時(shí)都在2-5秒不等，更甚者，要花幾分鐘的時(shí)間對(duì)一點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，在數(shù)字化的今天，這樣的測(cè)量速度已經(jīng)不能滿(mǎn)足測(cè)量的需求，三維激光掃描儀的誕生改變了這一現(xiàn)狀，最初每秒1000點(diǎn)的測(cè)量速度已經(jīng)讓測(cè)量界大為驚嘆，而現(xiàn)在脈沖掃描儀(scanstation2)最大速度已經(jīng)達(dá)到50000點(diǎn)每秒，相位式掃描儀Surphaser三維激光掃描儀最高速度已經(jīng)達(dá)到120萬(wàn)點(diǎn)每秒，這是三維激光掃描儀對(duì)物體詳

22、細(xì)描述的基本保證，古文體，工廠管道，隧道，地形等復(fù)雜的領(lǐng)域無(wú)法測(cè)量已經(jīng)成為過(guò)去式。三維激光掃描儀（相位式掃描儀）特別適用于對(duì)大面積、表面復(fù)雜的物體進(jìn)行精細(xì)測(cè)量，對(duì)表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物體掃描有死角。優(yōu)點(diǎn)是高效率高精度，缺點(diǎn)是難以實(shí)現(xiàn)流水化生產(chǎn)，后期處理難度大，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)難以普及。無(wú)臂式手持 3D 掃描系統(tǒng)和雙攝像頭傳感器形成了一個(gè)獨(dú)特的組合，確保在實(shí)驗(yàn)室和工作場(chǎng)所能生成最精確的測(cè)量值。 這一完備且功能強(qiáng)大的檢測(cè)方案提高了測(cè)量過(guò)程的可靠性、速度和多功能性。 在鉸接臂方面與其他 3D 掃描儀相比較，光學(xué) 3D 掃描系統(tǒng)可以完全自由移動(dòng)，顯著提高了工作效率和質(zhì)量!機(jī)載激光掃描儀用AirborneLaserS

23、canner結(jié)合空中影像,經(jīng)過(guò)算法處理提取建筑物高程、紋理以及其他數(shù)據(jù);該方法獲取速度快,但后續(xù)處理工作量大,費(fèi)用可觀,是一種很有發(fā)展前途的方法。激光測(cè)距儀用Laserrangerfinder結(jié)合CCD相機(jī)從地面獲取建筑物高度及紋理數(shù)據(jù);該方法獲取速度快、但工作量大,且后續(xù)處理工作量也很大。3、三維幾何建模幾何建模是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來(lái)的,它是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)表示,控制,分析和輸出幾何實(shí)體的技術(shù),是CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新階段。以幾何信息和拓?fù)湫畔⒎从辰Y(jié)構(gòu)體的形狀、位置、表現(xiàn)形式等數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行建模就稱(chēng)為幾何建模。幾何信息即指在歐氏空間（歐氏空間是一個(gè)特別的度量空間，它使得我們能夠

24、對(duì)其的拓?fù)湫再|(zhì)，在包含了歐氏幾何和非歐幾何的流形的定義上發(fā)揮了作用。）中的形狀、位置和大小，最基本的幾何元素是點(diǎn)、直線(xiàn)、面。拓?fù)湫畔⑹侵竿負(fù)湓?頂點(diǎn)、邊棱線(xiàn)和表面)的數(shù)量及其相互間的連接關(guān)系。幾何建模通過(guò)對(duì)點(diǎn)線(xiàn)面體等幾何元素的數(shù)學(xué)描述，經(jīng)過(guò)平移旋轉(zhuǎn)變比等幾何變換合并、交、差等幾何運(yùn)算，產(chǎn)生實(shí)際的或想象的物體模型。根據(jù)描述方法及存儲(chǔ)的幾何信息、拓?fù)湫畔⒌牟煌S幾何建模系統(tǒng)可分三類(lèi)：線(xiàn)框建模：在計(jì)算機(jī)內(nèi)部是以邊表和點(diǎn)表來(lái)描述和表達(dá)物體的。用頂點(diǎn)和棱邊表示形體，沒(méi)有面的信息。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，繪制快速；物體的三維數(shù)據(jù)可以產(chǎn)生任意試圖。缺點(diǎn)：有二義性，缺少表面輪廓信息；在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中缺少面與面，面與

25、體之間關(guān)系信息。表面建模：是用有連接順序的棱邊圍成的有限區(qū)域來(lái)定義形體的表面，再由表面的集合來(lái)定義形體。表面模型實(shí)在線(xiàn)框模型的基礎(chǔ)上，增加有關(guān)面邊信息以及表面特征、棱邊的連接方向等內(nèi)容。存儲(chǔ)幾何信息的方法是建立三表結(jié)構(gòu)，頂點(diǎn)表、邊表、面表。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)量小，速度較快；可消隱著色、求表面積，軌跡計(jì)算。缺點(diǎn)：有二義性，缺少體內(nèi)信息；沒(méi)有解決形體究竟在表面的哪一側(cè)，缺乏完整性。實(shí)體建模：為了解決形體存在于表面的哪一側(cè)問(wèn)題，可采用實(shí)體建模來(lái)描述三維立體?；谌S幾何建模的幾款軟件：3D MAX3D Studio Max，常簡(jiǎn)稱(chēng)為3ds Max或MAX，是Discreet公司開(kāi)發(fā)的(后被Autod

26、esk公司合并)基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫(huà)渲染和制作軟件。其前身是基于DOS操作系統(tǒng)的3D Studio系列軟件。在Windows NT出現(xiàn)以前，工業(yè)級(jí)的CG制作被SGI圖形工作站所壟斷。3D Studio Max + Windows NT組合的出現(xiàn)一下子降低了CG制作的門(mén)檻，首先開(kāi)始運(yùn)用在電腦游戲中的動(dòng)畫(huà)制作，后更進(jìn)一步開(kāi)始參與影視片的特效制作，例如X戰(zhàn)警II，最后的武士等。在Discreet 3Ds max 7后，正式更名為Autodesk 3ds Max 最新版本是3ds max 2016。突出特點(diǎn)1、基于PC系統(tǒng)的低配置要求 ;2、安裝插件(plugins)可提供3D Studio Max

27、所沒(méi)有的功能(比如說(shuō)3DS Max 6版本以前不提供毛發(fā)功能)以及增強(qiáng)原本的功能 ;3、強(qiáng)大的角色(Character)動(dòng)畫(huà)制作能力 ;4、可堆疊的建模步驟，使制作模型有非常大的彈性。在應(yīng)用范圍方面，廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、三維動(dòng)畫(huà)、多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域。MAYAAutodesk旗下的著名三維建模和動(dòng)畫(huà)軟件。Autodesk稱(chēng)，Maya 2008可以大大提高電影、電視、游戲等領(lǐng)域開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、創(chuàng)作的工作流效率，同時(shí)改善了多邊形建模，通過(guò)新的運(yùn)算法則提高了性能，多線(xiàn)程支持可以充分利用多核心處理器的優(yōu)勢(shì)，新的HLSL著色工具和硬件著色API則可以大大增強(qiáng)新

28、一代主機(jī)游戲的外觀，另外在角色建立和動(dòng)畫(huà)方面也更具彈。軟件功能Autodesk MotionBuilder 7.5 擴(kuò)展包 2也將推出。作為 Autodesk 3ds Max 和 Autodesk Maya 的完美伴隨產(chǎn)品，Autodesk&reg; MotionBuilder軟件是用于高容量 3D 角色動(dòng)畫(huà)和 3D 劇情制作的世界領(lǐng)先的生產(chǎn)力套裝軟件之一。MotionBuilder 的重點(diǎn)是專(zhuān)業(yè)級(jí)角色動(dòng)畫(huà)制作和剪輯，為化解復(fù)雜的動(dòng)畫(huà)挑戰(zhàn)提供了"創(chuàng)造性的"解決方案。最后，該版本包含眾多的 Biped 改進(jìn)，包括對(duì)角色動(dòng)作進(jìn)行分層并將其導(dǎo)出到游戲引擎的新方法以及在 B

29、iped 骨架方面為動(dòng)畫(huà)師提供更高靈活性的工具。新版本包括了許多在建模、動(dòng)畫(huà)、渲染和特效方面的改進(jìn)，這些改進(jìn)使得工作效率和工作流程得到最大的提升和優(yōu)化。應(yīng)用maya是現(xiàn)在最為流行的頂級(jí)三維動(dòng)畫(huà)軟件，在國(guó)外絕大多數(shù)的視覺(jué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域都在使用maya,即使在國(guó)內(nèi)該軟件也是越來(lái)越普及。由于maya軟件功能更為強(qiáng)大，體系更為完善，因此國(guó)內(nèi)很多的三維動(dòng)畫(huà)制作人員都開(kāi)始轉(zhuǎn)向maya，而且很多公司也都開(kāi)始利用maya作為其主要的創(chuàng)作工具。maya的應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，比如說(shuō)星球大戰(zhàn)系列金剛等都是出自maya之手。至于其它領(lǐng)域的應(yīng)用更是不勝枚舉。MAYA7與3D MAX比較MAYA是高端3D軟件，3dsmax是中端

30、軟件，易學(xué)易用，但在遇到一些高級(jí)要求時(shí)(如角色動(dòng)畫(huà)/運(yùn)動(dòng)學(xué)模擬)方面遠(yuǎn)不如MAYA強(qiáng)大。MAYA的基礎(chǔ)層次更高，3dsmax屬于普及型三維軟件3dsmax的工作方向主要是面向建筑動(dòng)畫(huà)，建筑漫游及室內(nèi)設(shè)計(jì)。MAYA 的用戶(hù)界面也比3dsmax要人性化點(diǎn)，Maya 是Alias|Wavefront ( 2003 年7月更名為Alias )公司的產(chǎn)品。MAYA軟件應(yīng)用主要是動(dòng)畫(huà)片制作、電影制作、電視欄目包裝、電視廣告、游戲動(dòng)畫(huà)制作等。3dsmax軟件應(yīng)用主要是動(dòng)畫(huà)片制作、游戲動(dòng)畫(huà)制作、建筑效果圖、建筑動(dòng)畫(huà)等。Maya主要是為了影視應(yīng)用而研發(fā)的。三、三維數(shù)據(jù)處理建模：對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界中的物體，用計(jì)算機(jī)內(nèi)部

31、表示（描述表達(dá)和存儲(chǔ)物體的模型）的過(guò)程。模型：數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)和算法的集合。三維模型數(shù)據(jù)檢索三維模型在很多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，并且形成了越來(lái)越龐大的三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)。完整的三維數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)應(yīng)包括特征提?。ㄗ铌P(guān)鍵）、索引結(jié)構(gòu)、相似度度量、查詢(xún)接口等方面。1、校正折疊幾何校正各類(lèi)遙感圖像都存在在幾何校正的問(wèn)題。由于人們已習(xí)慣使用正射投影的地形圖，因此對(duì)各類(lèi)遙感影像的畸變都必須以地形圖為基準(zhǔn)進(jìn)行幾何校正。幾何校正步驟大致如下：選擇控制點(diǎn)：在遙感圖像和地形圖上分別選擇同名控制點(diǎn)，以建立圖像與地圖之間的投影關(guān)系，這些控制點(diǎn)應(yīng)該選在能明顯定位的地方，如河流交叉點(diǎn)等。建立整體映射函數(shù)：根據(jù)圖像的幾何畸變性質(zhì)及地面控制點(diǎn)的

32、多少來(lái)確定校正數(shù)學(xué)模型，建立起圖像與地圖之間的空間變換關(guān)系，如多項(xiàng)式方法、仿射變換方法等。重采樣內(nèi)插：為了使校正后的輸出圖像像元與輸入的未校正圖像相對(duì)應(yīng),根據(jù)確定的校正公式，對(duì)輸入圖像的數(shù)據(jù)重新排列。在重采樣中，由于所計(jì)算的對(duì)應(yīng)位置的坐標(biāo)不是整數(shù)值，必須通過(guò)對(duì)周?chē)南裨颠M(jìn)行內(nèi)插來(lái)求出新的像元值。折疊輻射較正從遙感器所獲得的圖像的灰度與目標(biāo)物的光譜反射率或光譜輻射亮度等物理量是不一致的，這是因?yàn)檫b感器測(cè)量值中包含太陽(yáng)位置及角度條件、薄霧及靄等大氣條件所引起的失真。為了正確評(píng)價(jià)目標(biāo)物的反射及輻射特性，必須消除這些失真。消除圖像數(shù)據(jù)中依附在輻射亮度中的各種失真的過(guò)程就是輻射較正。輻射校正的結(jié)果，會(huì)

33、改變圖像的色調(diào)和色彩。折疊紋理特征是指周期性圖案及區(qū)域的均勻性等有關(guān)紋理的特征。根據(jù)構(gòu)成圖案的要素形狀、分布密度、方向性等紋理進(jìn)行圖像特征提取的處理叫做紋理分析。圖像分類(lèi)利用遙感圖像進(jìn)行分類(lèi)，就是對(duì)單個(gè)像元或比較勻質(zhì)的像元組給出對(duì)應(yīng)其特征的名稱(chēng)，其原理是利用圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感圖像的自動(dòng)分類(lèi)。計(jì)算機(jī)用以識(shí)別和分類(lèi)的主要標(biāo)志是物體的光譜特性，圖像上的其它信息如大小、形狀、紋理等標(biāo)志尚未充分利用。在計(jì)算機(jī)分類(lèi)之前，往往要做些預(yù)處理，如校正、增強(qiáng)、濾波等，以突出目標(biāo)物特征或消除同一類(lèi)型目標(biāo)的不同部位因照射條件不同、地形變化、掃描觀測(cè)角的不同而造成的亮度差異等。2、紋理數(shù)據(jù)獲取由于航空影像很容易得到

34、,因此地形紋理與建筑物頂部紋理較易獲取,相對(duì)而言建筑物側(cè)面紋理的獲取遇到了與建筑物高度獲取同樣的問(wèn)題,目前學(xué)者們提出的獲取方法可以概括為如下幾種:l 由計(jì)算機(jī)做簡(jiǎn)單模擬繪制。這種方法采用了矢量紋理,其優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)量少、建立的模型瀏覽速度快,但缺乏真實(shí)感。l 地面攝影像片直接提取。這種方法需要用相機(jī)拍攝大量的建筑物側(cè)面照片,其獲取速度慢,且涉及數(shù)據(jù)量大,后續(xù)處理工作量也很大,但所建模型真實(shí)感強(qiáng)。l 根據(jù)攝影像片由計(jì)算機(jī)生成。對(duì)具有相似的紋理的,通過(guò)該方法獲取的數(shù)據(jù)重構(gòu)的建筑物形狀接近實(shí)際,但工作量仍然很大。l 以研究算法為主,從影像中直接提取建筑物高度以及其他信息。這是一種高效的方法,但目前還不適

35、于進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理。3、GPU & CPU(工作站)PU英文全稱(chēng)Graphic Processing Unit，中文翻譯為“圖形處理器”。GPU是相對(duì)于CPU的一個(gè)概念，由于在現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)中(特別是家用系統(tǒng)，游戲的發(fā)燒友)圖形的處理變得越來(lái)越重要，需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)的圖形的核心處理器。GPU使顯卡減少了對(duì)CPU的依賴(lài)，并進(jìn)行部分原本CPU的工作，尤其是在3D圖形處理時(shí)。GPU所采用的核心技術(shù)有硬體T&L、立方環(huán)境材質(zhì)貼圖和頂點(diǎn)混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等，而硬體T&L技術(shù)可以說(shuō)是GPU的標(biāo)志。GPU核心頻率、管線(xiàn)數(shù)量、著色單元數(shù)量基本

36、可以代表一款GPU的性能。具有專(zhuān)用性特點(diǎn)，擅長(zhǎng)圖形計(jì)算和處理。CPU是英語(yǔ)“Central Processing Unit”，中文名稱(chēng)叫作“中央處理器”，或叫作微處理器。它由運(yùn)算器和控制器組成，是電腦的心臟，它決定電腦檔次的高低。它是用半導(dǎo)體材料經(jīng)過(guò)復(fù)雜的加工而生產(chǎn)出來(lái)的。 CPU的功能是取出、解釋并執(zhí)行指令。我們不是聽(tīng)說(shuō)過(guò)386、486嗎?它指的就是該計(jì)算機(jī)的CPU的型號(hào)是386或486，它是衡量一臺(tái)電腦性能高低的標(biāo)志。世界上研究和開(kāi)發(fā)CPU的“龍頭老大”是美國(guó)的英特爾公司，許多電腦的外面貼著InterInside的標(biāo)志。工作重點(diǎn)不一樣，GPU相當(dāng)于一位具有圖形計(jì)算和處理專(zhuān)長(zhǎng)的高級(jí)助理。工作

37、站由計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的外部設(shè)備以及成套的應(yīng)用軟件包所組成的信息處理系統(tǒng)。它能夠完成用戶(hù)交給的特定任務(wù)，是推動(dòng)計(jì)算機(jī)普及應(yīng)用的有效方式。工作站應(yīng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，有直觀的便于人機(jī)交換信息的用戶(hù)接口，可以與計(jì)算機(jī)網(wǎng)相連，在更大的范圍內(nèi)互通信息，共享資源。工作站在編程、計(jì)算、文件書(shū)寫(xiě)、存檔、通信等各方面給專(zhuān)業(yè)工作者以綜合的幫助。常見(jiàn)的工作站有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)工作站（或稱(chēng)工程工作站），辦公自動(dòng)化(OA)工作站，圖像處理工作站等。不同任務(wù)的工作站有不同的硬件和軟件配置。例如,一個(gè)小型CAD工作站的典型硬件配置為：小型計(jì)算機(jī)（或高檔的微型計(jì)算機(jī)），帶有功能鍵的 CRT終端，光筆，平面繪圖儀，數(shù)

38、字化儀，打印機(jī)等。軟件配置為：操作系統(tǒng)，編譯程序，相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，二維和三維的繪圖軟件，以及成套的計(jì)算、分析軟件包。顯卡：作為圖形工作站的主要組成部分，一塊性能強(qiáng)勁的3D專(zhuān)業(yè)顯卡的重要性，從某種意義上來(lái)說(shuō)甚至超過(guò)了處理器。與針對(duì)游戲、娛樂(lè)市場(chǎng)為主的消費(fèi)類(lèi)顯卡相比，3D專(zhuān)業(yè)顯卡主要面對(duì)的是3維動(dòng)畫(huà)（如3DSMax、Maya、Softimage|3D）、渲染（如LightScape、3DSVIZ）、CAD（如AutoCAD、Pro/Engineer、Unigraphics、SolidWorks）、模型設(shè)計(jì)（如Rhino）以及部分科學(xué)應(yīng)用等專(zhuān)業(yè)OpenGL應(yīng)用市場(chǎng)。對(duì)這部分圖形工作站用

39、戶(hù)來(lái)說(shuō)，它們所使用的硬件無(wú)論是速度、穩(wěn)定性還是軟件的兼容性都很重要。GIS地理信息系統(tǒng)應(yīng)用：它所面向的客戶(hù)群主要是城市規(guī)劃單位、環(huán)保部門(mén)、地理地質(zhì)勘測(cè)院、研究所等。他們通常是用圖形工作站來(lái)運(yùn)行GIS軟件。它使用戶(hù)可以實(shí)時(shí)的、直觀的了解項(xiàng)目地點(diǎn)及周?chē)O(shè)施的詳情，如路燈柱、地下排水管線(xiàn)等。這些大數(shù)據(jù)量的作業(yè)也只有在具有專(zhuān)業(yè)圖形處理能力的工作站上才能高效率地運(yùn)行。工作站是一種高檔的微型計(jì)算機(jī)，通常配有高分辨率的大屏幕顯示器及容量很大的內(nèi)存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器，并且具有較強(qiáng)的信息處理功能和高性能的圖形、圖像處理功能以及聯(lián)網(wǎng)功能。工作站通常比較昂貴，價(jià)格一般是標(biāo)準(zhǔn)PC的數(shù)倍4、模型單體化問(wèn)題PS:Skyli

40、ne具有專(zhuān)門(mén)進(jìn)行單體化處理的軟件。切割還是矢量化?矢量數(shù)據(jù)主要是指城市大比例尺地形圖。此系統(tǒng)中圖層主要分為底圖層、道路層、單位層，合理的分層便于進(jìn)行疊加分析、圖形的無(wú)逢拼接以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)圖形的大范圍漫游。矢量數(shù)據(jù)一般通過(guò)記錄坐標(biāo)的方式來(lái)盡可能將地理實(shí)體的空間位置表現(xiàn)的準(zhǔn)確無(wú)誤，顯示的圖形一般分為矢量圖和位圖。基于傾斜影像，若做人工干預(yù)的建模，自然就不存在單體化的問(wèn)題，生成的模型本來(lái)就是單體的。而自動(dòng)化建模的成果，由于其生成機(jī)理，得到的模型是一個(gè)連續(xù)的TIN（三角網(wǎng)）加貼圖，并沒(méi)有根據(jù)建筑物劃分為一個(gè)個(gè)可以單獨(dú)選中的對(duì)象。而我們都知道，在GIS管理和應(yīng)用中，若傾斜模型不能進(jìn)行對(duì)象的單獨(dú)選中和查詢(xún)，就

41、只能和影像一樣作為底圖瀏覽，無(wú)法進(jìn)一步深入應(yīng)用。單體化成為第二大“攔路虎”，我們必須闖關(guān)成功。如何實(shí)現(xiàn)單體化才是最好的?我想你腦海中冒出的第一個(gè)直觀的想法一定是：對(duì)傾斜模型進(jìn)行切割呀，這樣切割之后的模型就和人工建模成果一個(gè)樣了。不過(guò)我要很遺憾地告訴你：想法貌似很完美，但其實(shí)是一條“死胡同”。 （圖）傾斜模型切割后的邊緣效果如上圖，我想這樣的邊緣效果肯定不是用戶(hù)所想要的。更重要的是，切割之后，兩個(gè)主要后續(xù)用途都沒(méi)法實(shí)現(xiàn)：一是替換人工精細(xì)建模的模型。這樣的鋸齒邊緣，人工建模的人員難以把鋸齒邊緣接上去。第二個(gè)用途是隱藏某種類(lèi)型的地物。這樣會(huì)露出一個(gè)鋸齒狀的空洞，不符合項(xiàng)目要求。為什么會(huì)有鋸齒呢?這種

42、鋸齒是因傾斜模型生成機(jī)理而造成的，和GIS平臺(tái)無(wú)關(guān)。注意看，只要稍稍放大，你就能看到同樣的鋸齒。（圖）某廠商發(fā)布圖片放大后看到的切割傾斜模型邊緣效果第二個(gè)問(wèn)題是，這樣的切割后，也拋棄了數(shù)據(jù)自帶LOD的優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)致GIS平臺(tái)只能按照普通模型的方法來(lái)構(gòu)建LOD。傾斜模型數(shù)據(jù)量龐大，想想這性能表現(xiàn)也是醉了。第三個(gè)問(wèn)題是：切割必須事先輸入對(duì)應(yīng)地物的矢量底面數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的等待，切割出來(lái)之后，若發(fā)生任何一點(diǎn)變動(dòng)，數(shù)據(jù)還得再返工切一遍。因此，其靈活性幾乎為零。現(xiàn)在，讓我們換一個(gè)思路來(lái)看待傾斜模型：它事實(shí)上就是帶有TIN作為高程背景的影像。在二維GIS中，有誰(shuí)見(jiàn)過(guò)根據(jù)矢量底面來(lái)把影像數(shù)據(jù)切割為建筑物影像圖層、

43、道路影像圖層、綠植影像圖層的嗎?正確的思路是：我們?cè)谟跋駭?shù)據(jù)上進(jìn)行矢量化，從而可以在影像+矢量的圖層上選中建筑物、道路等地物。若一定需要把影像上的某種類(lèi)型地物隱藏，也是通過(guò)疊加這種地物的矢量圖進(jìn)行顯示過(guò)濾。把GIS的科學(xué)原理搞清楚了，我們回過(guò)頭來(lái)再看待如何進(jìn)行傾斜模型的單體化，就胸中有丘壑了。只要你試一下就知道，通過(guò)疊加的矢量底面，在渲染層面實(shí)現(xiàn)單體化，被選中的地物像是被高透膜緊密包裹，底部邊緣筆直。（圖）矢量化后的傾斜模型單體化邊緣效果采用矢量化的方式，在保證效果、不破壞原始數(shù)據(jù)及LOD的同時(shí)，最大的好處還在于它打通了基于三維的傾斜模型和基于二維的矢量面之間的關(guān)鍵“關(guān)卡”，實(shí)現(xiàn)三維和二維GI

44、S的完美一體化?；诖?，GIS的一系列功能(如圖查屬性、屬性插圖、緩存區(qū)分析與查詢(xún)、專(zhuān)題圖制作等等)都可輕松實(shí)現(xiàn)。至此，我想對(duì)于傾斜模型的應(yīng)用，你可以不用再糾結(jié)于選擇哪個(gè)GIS平臺(tái)，而是要充分發(fā)揮應(yīng)用的廣闊想象力。它帶來(lái)的價(jià)值還體現(xiàn)在動(dòng)態(tài)性和靈活性的大大提升。由于疊加的矢量面只需要一個(gè)簡(jiǎn)單的圖層設(shè)置就可以起作用，這也就意味著：在應(yīng)用過(guò)程中，可以隨時(shí)更換需要疊加的矢量面。當(dāng)用戶(hù)增加數(shù)據(jù)類(lèi)型后，不用再大費(fèi)周章的把數(shù)據(jù)重新切割一遍，而是點(diǎn)兩下鼠標(biāo)，就可快速搞定。PS：Infinite3D-real scenes模型邊緣處理不清晰，軟件后期會(huì)進(jìn)一步改進(jìn)，推出單景化半自動(dòng)輔助軟件。5、幾大數(shù)據(jù)處理軟件傳

45、統(tǒng)手工建模的方式需要大量的經(jīng)費(fèi)和人力物力投入，最終得到的，的確是一個(gè)美輪美奐的“三維”虛擬城市。但是，這個(gè)結(jié)果往往是“靜態(tài)的”、“固化的”“作品”，實(shí)際上是“勞動(dòng)密集型”的手工成果，做出來(lái)后，可看、好看，卻難于統(tǒng)計(jì)、沒(méi)法分析，后續(xù)的作用有限。其癥結(jié)就在于這些“做”出來(lái)的城市建設(shè)要素與動(dòng)態(tài)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)之間缺乏關(guān)聯(lián)，也沒(méi)有動(dòng)態(tài)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)規(guī)則與之對(duì)應(yīng)。這樣的成果，難以在支撐城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、審批和監(jiān)督執(zhí)行等工作中發(fā)揮更大的作用，為決策者提供的輔助能力也十分有限。Pix4Dmapper軟件（Pix4Dmapper（原Pix4UAV）是瑞士Pix4D公司的全自動(dòng)快速無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件，是目前市場(chǎng)上獨(dú)一無(wú)二

46、的集全自動(dòng)、快速、專(zhuān)業(yè)精度為一體的無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)和航空影像處理軟件。無(wú)需專(zhuān)業(yè)知識(shí)，無(wú)需人工干預(yù)，即可將數(shù)千張影像快速制作成專(zhuān)業(yè)的、精確的二維地圖和三維模型，該軟件可從航拍片中利用攝影測(cè)量與多目重建的原理快速獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并進(jìn)行后期的加工處理。加工處理后的應(yīng)用，可惠及不同行業(yè)，例如測(cè)繪、文物保護(hù)、礦業(yè)等等。應(yīng)用領(lǐng)域：航測(cè)制圖、災(zāi)害應(yīng)急、安全執(zhí)法、農(nóng)林監(jiān)測(cè)、水利防汛、電力巡線(xiàn)、海洋環(huán)境、高?？蒲?、軍事等多個(gè)領(lǐng)域。四大優(yōu)勢(shì)：專(zhuān)業(yè)化、簡(jiǎn)單化-PIX4D mapper讓攝影測(cè)量進(jìn)入全新的時(shí)代，整個(gè)過(guò)程完全自動(dòng)化，并且精度更高，真正使無(wú)人機(jī)變?yōu)樾乱淮鷮?zhuān)業(yè)測(cè)量工具。只需要簡(jiǎn)單地操作，不需專(zhuān)業(yè)知識(shí)，飛控手就能夠處

47、理和查看結(jié)果，并把結(jié)果發(fā)送給最終用戶(hù)?？杖⒕葓?bào)告-PIX4D mapper通過(guò)軟件自動(dòng)空三計(jì)算原始影像外方位元素。利用PIX4UAV的技術(shù)和區(qū)域網(wǎng)平差技術(shù)，自動(dòng)校準(zhǔn)影像。軟件自動(dòng)生成精度報(bào)告，可以快速和正確地評(píng)估結(jié)果的質(zhì)量。提供了詳細(xì)的、定量化的自動(dòng)空三、區(qū)域網(wǎng)平差和地面控制點(diǎn)的精度。全自動(dòng)、一鍵化-PIX4D mapper無(wú)需IMU，只需影像的GPS位置信息，即可全自動(dòng)一鍵操作，不需要人為交互處理無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)。原生64位軟件，能大大提高處理速度。自動(dòng)生成正射影像并自動(dòng)鑲嵌及勻色，將所有數(shù)據(jù)拼接為一個(gè)大影像。影像成果可用GIS和RS軟件進(jìn)行顯示。云數(shù)據(jù)、多相機(jī)-PIX4D mapper利用自

48、己獨(dú)特的模型，可以同時(shí)處理多達(dá)10000張影像?？梢蕴幚矶鄠€(gè)不同相機(jī)拍攝的影像，可將多個(gè)數(shù)據(jù)合并成一個(gè)工程進(jìn)行處理。PIX4D mapper數(shù)據(jù)處理軟件作業(yè)流程：支持多達(dá)10000張影像同時(shí)處理在同一工程中處理來(lái)自不同相機(jī)的數(shù)據(jù)多架次、大于2000張數(shù)據(jù)全自動(dòng)處理直觀便捷的界面，便于添加GCP快速成果圖（DOM、DSM等）應(yīng)用領(lǐng)域：航測(cè)制圖、災(zāi)害應(yīng)急、安全執(zhí)法、農(nóng)林監(jiān)測(cè)、水利防汛、電力巡線(xiàn)、海洋環(huán)境、高?？蒲?。街景工廠應(yīng)用陜西省測(cè)繪地理信息局省五院推進(jìn)街景工廠三維建模應(yīng)用體系建設(shè)（四川省遙感信息測(cè)繪院2013年引進(jìn)了傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)街景工廠可支持相機(jī)平臺(tái)類(lèi)別：支持所有Pictometry、Mi

49、das、DigiCam、SWDC-5、A3其他國(guó)家自有平臺(tái)。工作流程和特點(diǎn)：高度自動(dòng)化先進(jìn)的多視角三維空三：基于多視影像生成密集高連接點(diǎn)、相機(jī)內(nèi)部幾何的完全建模及糾正、可根據(jù)精度要求人工干預(yù)空三過(guò)程。三維重建流程：由以下六個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)三維重建選擇立體像對(duì)、密集點(diǎn)云生成、基于點(diǎn)云構(gòu)建三角網(wǎng)TIN、在三角尺度下對(duì)TIN進(jìn)行整修、優(yōu)化/簡(jiǎn)化三維TIN模型、紋理信息生成。三維模型的噪聲和異常：受遮擋盲區(qū)、重疊率、對(duì)應(yīng)視角影像缺少影響。Smart3D CaptureSmart3D Capture可以通過(guò)簡(jiǎn)單的照片生成具有高分辨率的真實(shí)三維模型。近乎于沒(méi)有任何限制的照片拍攝要求，并且數(shù)據(jù)處理的過(guò)程也具有高伸

50、縮性和高效率，整個(gè)處理過(guò)程不需要人工干預(yù)，通常可以在數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)處理。是一套經(jīng)過(guò)25年研發(fā)的、基于圖形運(yùn)算單元GPU的快速三維場(chǎng)景運(yùn)算軟件，它能無(wú)需人工干預(yù)地從簡(jiǎn)單連續(xù)影像中生成最逼真的實(shí)景真三維場(chǎng)景模型。無(wú)需依賴(lài)昂貴且低效率的激光點(diǎn)云掃描系統(tǒng)或POS定位系統(tǒng)，僅僅依靠簡(jiǎn)單連續(xù)的二維影像，就能還原出最真實(shí)的實(shí)景真三維模型。 Smart3DCapture 基于高性能攝影測(cè)量、計(jì)算機(jī)視覺(jué)與計(jì)算幾何算法。在實(shí)用性、穩(wěn)定性、計(jì)算性能、互操作性方面，能夠滿(mǎn)足嚴(yán)苛的工業(yè)質(zhì)量要求。優(yōu)勢(shì)：（快速，簡(jiǎn)單，全自動(dòng)）：1、配置靈活，既有單機(jī)版，也有集群版。 2、無(wú)數(shù)據(jù)量限制。 3、處理結(jié)

51、果精度高。4、支持的傳感器廣泛。劣勢(shì)：1、數(shù)據(jù)安全性無(wú)保障。2、不能定制開(kāi)發(fā)。3、售后服務(wù)保障不力。Skyline-PhotoMeshPhotoMesh是Skyline旗下的傾斜攝影自動(dòng)批量建模軟件，是基于圖形運(yùn)算單元GPU快速三維模型的構(gòu)建軟件。它通過(guò)攝影測(cè)量原理，可以將多種源數(shù)據(jù)、分辨率、任意數(shù)據(jù)量的照片轉(zhuǎn)化為高分辨率的、帶有圖像紋理的三維網(wǎng)格模型。具體來(lái)說(shuō)，它通過(guò)對(duì)獲得的傾斜影像、街景數(shù)據(jù)、拍攝照片等不同數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)進(jìn)行同名點(diǎn)選取、多視匹配、三角網(wǎng)（TIN）構(gòu)建、自動(dòng)賦予紋理等步驟，最終得到三維模型。該過(guò)程僅依靠簡(jiǎn)單連續(xù)的二維圖像，就能還原出最真實(shí)的真三維模型，完全無(wú)需人工干預(yù)便可以完成海

52、量城市模型的批量處理。PhotoMesh軟件可處理各種硬件采集的各種原始數(shù)據(jù)，包括大型固定翼飛機(jī)，載人直升機(jī)，大中小型無(wú)人機(jī)，街景車(chē)，手持式數(shù)碼相機(jī)，甚至手機(jī)獲得的照片等數(shù)據(jù)都可進(jìn)行全自動(dòng)三維模型構(gòu)建。PhotoMesh軟件也支持主流傾斜相機(jī)如RCD30、UCO、SWDC5、AMC580等。傾斜模型后處理:使用PhotoMesh自動(dòng)批量構(gòu)建三維模型之后，提供CityBuilder專(zhuān)門(mén)用于對(duì)建模成果進(jìn)行后處理。具體來(lái)說(shuō)，CityBuilder通過(guò)引入分類(lèi)圖層，可以對(duì)建成的三維城市模型進(jìn)行單體化切割、掛接業(yè)務(wù)屬性，同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)多層次細(xì)節(jié)的優(yōu)化模型。經(jīng)過(guò)后處理的傾斜模型，一方面可以用于查詢(xún)檢索，另一

53、方面還可以將該模型存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布后，被遠(yuǎn)程的客戶(hù)端（桌面端移動(dòng)端）訪(fǎng)問(wèn)。（Infinite3D - Real Scenes是否具備該功能？）Agisoft PhotoScan是一款基于影像自動(dòng)生成高質(zhì)量三維模型的優(yōu)秀軟件，一般只有文物保護(hù)、地形測(cè)量、建筑物三維建模、雕塑等行業(yè)才會(huì)用到這樣的軟件，專(zhuān)業(yè)性非常高。Agisoft PhotoScan能夠?qū)⑵矫嬗跋襁M(jìn)行重建，建立3D模型，而且Agisoft PhotoScan Professional無(wú)需設(shè)置初始值，無(wú)需相機(jī)檢校，它根據(jù)最新的多視圖三維重建技術(shù)，可以對(duì)任意照片進(jìn)行處理，無(wú)需控制點(diǎn)；也可以通過(guò)給予的控制點(diǎn) 生成真實(shí)坐標(biāo)的三維

54、模型。照片的拍攝位置是任意的，無(wú)論是航攝相片還是高分辨率數(shù)碼相機(jī)拍攝的影像都可以使用。整個(gè)工作流程無(wú)論是影像定向還是三維模型重 建過(guò)程都是完全自動(dòng)化的。 PhotoScan可生成高分辨率真實(shí)坐標(biāo)的正射影像（使用控制點(diǎn)可達(dá)5cm精度）及帶有詳細(xì)彩色紋理的DEM模型。完全自動(dòng)化的工作流程，即使是非專(zhuān)業(yè)人員也可以在一臺(tái)電腦上處理成百上千張航空影像，生成專(zhuān)業(yè)級(jí)別的攝影測(cè)量數(shù)據(jù)。 Agisoft PhotoScan支持輸入格式包括：JEPG、TIFF、PNG、BMP、JEPG Multi-Picture Format(MPO)，輸出格式包括三維建模常見(jiàn)的格式GeoTiff、xyz、Google KML、COLLADA、VRML、Wavefront OBJ、PLY、3DS Max、Universal 3D、PDF。三、數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)(GIS)1、GIS平臺(tái)GIS（Geographic Information Software）：它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是一門(mén)綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不