基于4D產(chǎn)品的三維建模的具體應用流程

發(fā)布日期：2019-07-17 00:00 瀏覽量：11394

空間信息技術的發(fā)展日新月異，二維數(shù)據(jù)已經(jīng)無法滿足專業(yè)的需求，而以三維空間數(shù)據(jù)為基礎的數(shù)據(jù)表達方式，更加直觀全面，這種4D產(chǎn)品也成為數(shù)字王國的核心數(shù)據(jù)。

所謂 4D，就是指 DEM、DRG、DLG 以及 DOM，他們分別代表著數(shù)字高程模型、數(shù)字柵格地圖、數(shù)字線劃地圖以及數(shù)字正射影像圖。而 4D 技術就是指生產(chǎn) 4D 產(chǎn)品的各項技術，目前4D 技術已經(jīng)廣泛應用于各個領域。

航測與遙感技術的應用在科技推進和社會進步的大前提下更加深入，近幾年，遙感技術也已經(jīng)廣泛應用到新工業(yè)和新技術，包括水文地質勘探和地圖測繪等，可以更好地服務于地質相關行業(yè)，同時加強了對航測測圖技術、航空攝影測量技術、智能化系統(tǒng)以及全球定位系統(tǒng)等新技術的應用。

一、航測與遙感技術

新時代下全球航空及信息技術突飛猛進，航測與遙感技術有幸成為新技術的代表之一，不僅應用在各個領域與行業(yè)，發(fā)揮的作用也十分顯著。

航測遙感的優(yōu)勢在于對先進設備的充分運用，其基點是電磁波和紅外線，能夠對特定地點進行準確勘測，精確度相對較高。不同于傳統(tǒng)的勘探與測量方法，航測與遙感技術無需實地考察，它只需要通過衛(wèi)星等各種設備，對特定區(qū)域進行全面掃描，從而獲取有效信息。

同時，通過運用遙感設備，可以在很大程度上提升勘測結果的精確率，尤其是對高清拍攝設備的應用，能夠有效保障航測與遙感技術發(fā)展的持續(xù)性。

近幾年，航測與遙感技術在自動化方面迅速提升，不僅工作流程更加簡化，技術人員的需求數(shù)量越來越少，而且還可以對目標區(qū)域進行動態(tài)勘測。

總而言之，以勘測領域為代表的各行各業(yè)，都在航測遙感集輸?shù)谋Ｕ舷卵杆侔l(fā)展，工作效率也大幅度提升，可以說航測與遙感技術已經(jīng)成為勘測過程中必不可少的工具，我們可以結合實際勘測需求來選擇最佳設備，進而完成遙感。

二、航測與遙感技術三維建模的具體應用

與二十世紀相比，二十一世紀在地球空間信息技術的基礎上，進一步提出和發(fā)展了數(shù)字化概念，三維空間數(shù)據(jù)逐漸代替了二維數(shù)據(jù)，4D 產(chǎn)品不斷發(fā)展。

以 4D 技術為基礎的三維建模的具體應用

以 4D 技術為基礎的三維建模的具體應用流程，應當包括以下三個層面：

一是數(shù)據(jù)的獲取

生產(chǎn)4D產(chǎn)品時，數(shù)據(jù)獲取的方法是形式多樣的，從科技發(fā)展狀況的角度而言，這種差異性體現(xiàn)在各個方面，包括傾斜航空攝影和大飛機航空攝影兩種。

這里就以大飛機航空攝影為例，這種攝影需要提前在飛機上安裝攝影機，并且要保證攝影機位置的精確性，以能夠全方位地對地面進行攝影。

同時，在攝影過程中，飛機的路線必須完全符合設定航線，并進行動態(tài)攝影，相鄰影像之間應當具備航向重疊，也就是一定的重疊度，大部分情況下，航向重疊要在百分之六十以上，因為之后總相互重疊會構成立體像對，如此在完成一條航線的拍攝之后，飛機再進入下一條航線的拍攝，而相鄰航線的影像之間應當具備旁向重疊，也就是在百分之二十以上的重疊度。

除此之外，在航空攝影測量過程中，應當應用專業(yè)的航空攝像機，這種攝像機專業(yè)性更強，而且幅面較大。隨著科學技術的不斷發(fā)展，目前大飛機航空攝影的種類越來越多，包括 POS 扶助航空攝影以及機載 SAR 成像航空攝影等。

二是數(shù)據(jù)的處理

站在某種角度而言，攝影測量與遙感技術生產(chǎn)產(chǎn)品的基本模式各不相同，也就是 4D 產(chǎn)品，通常包括數(shù)字正射影像圖和數(shù)字線劃圖兩種。

首先是數(shù)字正射影像圖，這種攝像圖就是運用數(shù)字高程模型，來逐像元輻射糾正已經(jīng)掃描和處理過的數(shù)字化航空像片，并基于對應圖幅范圍對其進行裁切，最終生成不同的影像數(shù)據(jù)和帶有公里網(wǎng)格等的平面圖，數(shù)字正射影像圖的優(yōu)勢就在于功能多樣化、影響特點突出以及幾何精度較高，可以在背景控制信息方面加以應用，來對不同數(shù)據(jù)和信息的精確度進行客觀評價，除此之外，它還能夠對重要的人文信息和自然信息加以提取，并對地形圖進行動態(tài)實時更新；

第二種是數(shù)字高程模型，所謂數(shù)字高程模型，就是指高斯投影平面下所有不規(guī)則和規(guī)則網(wǎng)店的高程以及平面坐標等各種相關數(shù)據(jù)集，數(shù)字高程模型的優(yōu)勢體現(xiàn)在三個方面：

一是能夠對地表形態(tài)進行全方位地控制；

二是可以對高程點等相關數(shù)據(jù)和信息進行準確采集；

三是能夠將坡度圖和等高線等其他信息派生，同時有效融合其他相關信息，將全面、重要、真實的參考數(shù)據(jù)提供到地形分析的過程。

三是DEM計算

這一步相當于將數(shù)模建立在DEM 文件上。運用雙曲拋物面內(nèi)插法來對數(shù)字高程進行快速獲取，并自動獲取路線地面橫斷面數(shù)據(jù)和路線中線地面高程等數(shù)據(jù)。

橫斷面數(shù)據(jù)一方面可以支持抬桿方式，另一方面也可以支持相對中樁的數(shù)據(jù)格式，因此，這些數(shù)據(jù)可以在其他 CAD 計算軟件中直接應用，來計算數(shù)量或者設計方案。因為數(shù)模處理具備實時性的特點，因此可以批量輸出高程，從而進行方案的最優(yōu)化必選。

四是基于航測與遙感技術三維建模的應用

目前這種三維建模方式已經(jīng)廣泛應用在國土規(guī)劃、水利水電規(guī)劃、城市管理以及公路鐵路規(guī)劃的方案選定和運營管理中，且效果良好，具體而言：

如果工程項目的精度要求不高且范圍較大，在數(shù)據(jù)采集時可以使用航天遙感方法；

如果工程項目的精度要求不高且范圍較小，那么數(shù)據(jù)采集時可以使用低空無人機攝影測量法；

如果是城市三維建模，在數(shù)據(jù)采集時可以使用激光雷達法或者傾斜攝影測量法；

如果工程項目高程精度要求高且范圍較大，在數(shù)據(jù)采集時可以使用激光雷達法。

文章來源于網(wǎng)絡，作者方毅，登載此文出于傳遞更多信息之目的，版權歸原作者及刊載媒體所有，如本文中圖片或文字侵犯您的權益，請聯(lián)系我們。