實景建模技術
實景建模是一種通過捕捉真實世界的圖像或點云數據來構建精確的三維模型的技術。它通常涉及使用無人機搭載高分辨率傾斜相機等設備從不同角度對現場進行航拍數據采集,然后利用全自動三維建模軟件對采集的照片、點云、視頻等數據進行處理,最終快速創建出厘米級的實景模型。
在實景建模中,數據獲取是非常關鍵的一步,因為模型的質量直接依賴于所采集數據的準確性和分辨率。使用相機和激光雷達是兩種最常見的數據獲取方式。相機,特別是那些具有高分辨率和寬動態范圍的相機,能夠捕捉到豐富的色彩和紋理信息。而激光雷達則通過發射激光脈沖并測量它們返回的時間來確定距離,提供精確的三維坐標信息,并且不受光照條件的影響。
實景建模技術被廣泛應用于多個領域,如城市規劃、文化遺產保護、游戲開發、國土資源管理、房產稅收、人口統計、數字城市、城市管理、應急指揮、災害評估、環保監測等。例如,在地質災害的防災救災和損毀評估中,實景建模技術可以快速收集數據,提供準確的判斷次生地質類型的數據支撐,并快速生成各種比例尺線劃地形圖,更好地滿足地質災害調查的用圖需要。
實景建模流程
實景建模的流程通常包括數據獲取、預處理、特征檢測、匹配關鍵點、相機姿態解算和三維重建等步驟。預處理步驟用于提高照片的質量,使其更適合建模;特征檢測則用于在照片中檢測關鍵點和特征;匹配關鍵點則用于計算相機的姿態和模型的結構;最后,根據相機姿態和照片中的特征,通過三角化算法重建出三維模型。
目前,實景建模一般會到三維實景建模軟件ContextCapture。
ContextCapture功能模塊
ContextCapture包含Engine、Master和 Viewer三個模塊。
其中,Engine是ContextCapture的運算引擎。該引擎在Master執行運算任務時需要提前啟動(建模時,建議直接先啟動Engine,再打開Master)。ContextCapture實景建模流程
ContextCapture具有自動化建模功能,因此在進行實景建模時,我們只需要將無人機外業收集到的圖像數據、POS數據、相機參數、像控點坐標等導入ContextCapture中,即可進行實景三維模型重建。
集成地理參考數據 :ContextCapture 可為包括 GPS 標記和控制點在內的多種類型的定位數據提供本地支持。它還可以通過定位/旋轉導入或完整塊導入來導入任何其他定位數據。這使您能夠精確測量坐標、距離、面積和體積。
自動空中三角測量和三維重建:一旦自動識別每張相片的相對位置和方向,您就可以通過添加控制點和編輯連接點來對空中三角測量結果進行微調,以最大限度提升幾何和地理空間精度。優化的三維重建算法以無可匹敵的精度生成精準的三維模型以及每個格網面片的影像紋理。
生成二維和三維 GIS 模型:借助 ContextCapture,可以生成各種 GIS 格式的精確地理參考三維模型,包括真正射影像和新的 Cesium 3D Tiles,并將瓦片范圍和空三成果導出為 KML 和 XML。
處理實景模型 :ContextCapture 可以快速輕松地處理任何比例的格網模型,以及橫斷面的生成、地形和斷裂線的提取,及正射影像、三維 PDF 和 iModel 的生成。
處理點云:可以對點云進行增強、分割、分類,并與工程模型相結合。然后,您可以利用 ContextCapture 的高級三維建模、橫截面切割、斷裂線和地形提取功能,快速高效地對竣工條件進行建模并支持設計流程。
生成和處理大型可縮放地形模型:您可以從多種來源中生成非常龐大的可縮放地形模型,包括點云、斷裂線、光柵數字高程模型和現有三角形化不規則網絡。通過與原始數據源同步,可縮放地形模型可實時更新到最新。生成三維 CAD 模型:基于各種 CAD 格式、三維通用格式、DSM 和密集三維點云生成三維模型,確保模型在建模環境中是可訪問的。
軟件詳情:ContextCapture 三維實景建模軟件 | 為數字孿生打造 4D 數字化環境
通過三維激光點云建模技術,可以將現實世界中的物體或場景轉化為數字化的三維模型。這不僅有助于保存和記錄歷史文化遺產,還可以用于建筑、工程、地質勘探等領域。點云數據如何自動生成三維模型?總的來說,三維掃描點云建模的流程為,三維掃描獲得點云→點云預處理→ContextCapture點云建模。
傾斜攝影測量技術是國際測繪領域近些年發展起來的一項高新技術,它顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限,通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器,同時從一個垂直、四個傾斜等五個不同的角度采集影像,將用戶引入了符合人眼視覺的真實直觀世界。