利用三维倾斜摄影建模制作三维模型应用了哪些关键技术?

　　三维倾斜摄影是同时从多个角度采集的影像数据，利用三维倾斜摄影建模影像制作三维模型，不仅使高昂的三维建模成本大大降低，而且有效提升了三维建模的速度和效率，三维倾斜摄影构建的三维模型已广泛应用于城市规划、公共安全、通信、军事等众多领域。目前，国内外学者取得了很多研究成果，但主要集中在纹理信息提取、影像匹配、建筑物特征提取等算法上。如何在三维模型建立过程中，对三维倾斜摄影建模的具体环节进行优化，获得更加逼真的三维模型是值得广大同人关注的问题之一。

　　商迪3D基于PhotoScan软件，利用研究区三维倾斜摄影影像数据，经过影像数据预处理构建三维模型，并通过三维模型制作针对纹理缺失、图像扭曲、数据筛选，以及PhotoScan软件参数设置及操作顺序等方面进行研究，探讨三维建模的优化技术。

三维倾斜摄影的三维模型制作过程

　　三维倾斜摄影的三维模型构建包括相机检校、POS解算、空中三角测量、密集点云匹配、纹理模型生成、三维模型制作等。PhotoScan软件是俄罗斯Agisoft公司研发的基于影像自动生成高质量三维模型的3D扫描软件，利用PhotoScan软件制作三维模型的技术过程。

三维倾斜摄影的三维模型制作关键技术

　　倾斜影像三维模型制作的关键技术主要有：倾斜影像数据预处理、空中三角测量、多视影像密集匹配、纹理映射和纹理遮挡监测等。三维倾斜摄影数据预处理主要是对POS数据和航片影像数据进行预处理。三维建模POS数据是定位定向数据(包含IMU数据、GPS数据);航片影像数据预处理主要包括格式转换、对比度调整、曝光调整、色彩曲线、白平衡编辑、降噪等。三维建模空中三角测量是以航空像片上量测的像点坐标为依据，采用严密的三维数字模型，按最小二乘法原理，以少量地面控制点为平差条件，快速求解影像的定向及地面点加密。

　　三维倾斜摄影匹配即通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点的过程。　三维倾斜摄影影像由于是多视影像，信息量非常丰富，可以在多个　三维倾斜摄影影像间获得更多的影像匹配结果。纹理映射是将纹理空间中的纹理像素映射到屏幕空间中像素的过程，其实质是建立从屏幕空间到纹理空间及纹理空间到景物空间的两个映射关系。

　　城市建筑物密度高，各处建筑物参差不齐，且由于三维倾斜摄影自身特点造成影像侧面纹理易产生遮挡。而且，纹理信息存在于三维倾斜摄影影像中，有大量冗余信息。为了逼真重建城市三维模型制作，必须从三维倾斜摄影建模影像中提取真实地物的纹理信息。解决这个问题可采用纹理遮挡探测、纹理提取两个步骤来剔除错误纹理信息。

　　本文利用PhotoScan软件，基于三维倾斜摄影对研究区进行了三维模型构建，主要针对纹理缺失、图像扭曲、数据筛选、PhotoScan软件参数设置及操作顺序等三维模型建立过程中的具体问题，提出了三维建模的优化技术，获得了一定的研究成果，所获成果对三维模型制作实践具有一定的参考和借鉴价值。