数字摄影测量与塔尔寺三维虚拟景观制作

论文

第28卷第2期

2007年4月

华　北　水　利　水　电　学　院　学　报

JournalofNorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower

Vol128No12Apr.2007

文章编号:1002-5634(2007)02-0094-03

数字摄影测量与塔尔寺三维虚拟景观制作

葛凤仪,王　进

(黄河勘测规划设计有限公司测绘信息工程院,河南郑州450045)

摘　要:通过对塔尔寺三维虚拟景观制作,详细阐述了利用全数字摄影测量系统制作三维虚拟景观的技术原理、作业方法以及作业步骤,介绍了塔尔寺三维虚拟景观的多种实际用途,.关键词:数字摄影测量;DEM;三维虚拟景观;DOM中图分类号:P231.5;P283.49　　　文献标识码:B

信息系统发展的主流趋势之一.拟实

VR(VirtualReality)划、城市开发、、医疗等.

航空摄影测量技术是利用航空影像和地面点坐标测绘地形图、制作DEM和DOM的一项技术.将航空摄影测量技术与虚拟现实技术结合制作三维景观,可以再现真实场景,是测绘行业的一个新技术,可以运用于规划、设计和管理部门

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[1]

22.1　航片扫描

使用Vexcel公司生产的UltraScan5000扫描仪

进行航片扫描.主要技术指标如下:①几何检校精度指标:扫描方向的中误差≤3.0μm,CCD方向的中误差≤4.5μm,扫描影像的灰度直方图均在0～255之间,并接近于正态分布;②作业过程中采用扫

.

描在线检校,确保影像几何精度;③扫描像元大小为0.025mm,影像格式为TIFF格式;④扫描成果影像清晰、层次丰富、反差适中、色调饱满、框标清晰.2.2　DEM和DOM的制作

受青海省西宁市测绘院的委托,对西宁市塔尔寺及其周围1km范围内的三维景观进行制作.

1　测区特点及地理系统选择

塔尔寺位于青海省湟中县鲁沙镇南面莲花山的山坳中,距青海省省会西宁市28km,是国家重点文物保护单位之一,是藏传佛教格鲁派的六大寺院之一,是祖国珍贵的佛教文化遗产.寺内建筑规模宏大,气势宏伟,重檐叠嶂,金碧辉煌,具有鲜明的民族特色.

平面系统采用1954年北京坐标系,高斯3°带投影,34°带,中央子午线为102°.高程系统采用1956年黄海高程系.

收稿日期:2006-11-16;修订日期:2007-01-16

根据外业成果,用VirtuoZoNT全数字摄影测量系统进行模型内定向、相对定向、绝对定向,见表1.

创建模型后经过核线重采样、特征点线提取、影像匹配、匹配结果编辑、生成单个模型DEM,DEM的拼接与裁切.

表1　模型定向精度统计表

项目

内定向框标量测/mm相对定向上下视差残差/mm绝对定向X方向不附值/m绝对定向Y方向不附值/m绝对定向高程不附值/m

中误差0.008

0.0050.1700.1400.210

最大值0.018

0.0150.2900.2500.420

作者简介:葛凤仪(1965-),男,河南郑州人,黄河勘测规划设计有限公司测绘信息工程院工程师,工程硕士,主要从事摄影测

量、遥感技术与地理信息系统方面的研究.

论文

第28卷第2期葛凤仪等:　数字摄影测量与塔尔寺三维虚拟景观制作　　　　　　　　95

　　DOM比例尺为1∶1000,地面分辨率为0.1m.

数据格式可以是VirtuoZo的orl格式,提供下工序时再转存一份tif格式和地理信息头的tfw文件.生成单个模型的DOM后,用ImageXuite专业影像处理系统进行拼接与裁切.拼接时个别单像对DOM发现相邻模型的DOM色差较大,及时进行了调整,以保证色彩协调.城市建筑区仔细编辑拼接线,尽量绕开较高的建筑物,保证影像视觉上的完整.

按三维景观的制作范围进行裁切,生成要求范围的DOM数据.之后需进行反差和色彩调整,并去除污点.

2.3　建筑物矢量数据采集

为了制作建筑物的三维模型,需要提取建筑物的空间数据.在VirtuoZo的数字化测图模块作业,提供3.xyz格式的文件或3.vvt格式的文件.

作业对象为建筑物顶部外围范围线,在采集时把建筑物分为2类进行采集.一类是对于一般的简单房屋的矢量数据采集,格式为3.件.房屋的三维立体模,应据期Cybercity相邻的线划应严格

[2]

咬合,.另一类是对于复杂建筑物(如塔式建筑、亭子等)的矢量数据采集,此类数据则是用于在三维虚拟现实景观制作软

件三维可视地理信息系统Imagis创建三维虚拟形

体.格式为3.vvt格式的文件.作业时应严格根据后期Imagis建模的要求进行提取,根据建筑物的形状对建筑物的各个部分进行提取线条.2.4　建筑物纹理提取

建筑物顶部的纹理能直接从航摄影像上提取,侧面的纹理则在外业像片控制测量期间从实地拍照获得.由于测区内建筑物多、杂,外业拍照时将测区分为几个分区,分别进行拍照和保存.

拍照完成后,在内业进行了像片扫描,扫描分辨率设定为400dpi.由于像片过多,对于大量的民房,只挑选具有代表性的和比较完整的进行了扫描.2.5　三维景观制作

利用城市建模与可视化系统Cybercity创建第一类建筑物的立体模型,Imagis中对其贴纹理.agis构建第二类.

DEM、DOM和部分已经,并在此添加树木、围墙、广告牌、路灯、遮阳伞、人物、汽车等辅助的立体模型,以更形象、逼真地模拟现实景观.由于测区内是有名的藏佛教圣地,需对测区内的知名建筑添加注释、基本属性信息和多媒体信息等,这些也都需要此时在Imagis中完成.从而可建立基本的三维景观模型.制作好的三维景观效果图如图1所示

.

图1　塔尔寺三维虚拟景观效果图

2.6　特殊问题的解决

1.匹配编辑中对于高山地处大片树林遮挡住地

面情况,为保证DEM的精度,在编辑前要测出树高的平均值,然后在相关匹配前加入特征线.先测森林

边界再测山脊、山谷特征线和辅助线,把构架搭好.同时适当在山头和沟角打些特征点来控制地形.测区内所有房屋的DEM应测至地面,正射影像无变形以防影响美观.

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2.量测房屋的特征线时要锁定高程.测一般房

屋特征文件时应用闭合、直角特征线来测,毗邻连接房屋的特征线应严格相交.而带飞檐的房屋其主体部分也应测特征线,高程测至飞檐处即可.

3.在使用Imagis创建三维形体时,所用的正射影像可在PHOTOSHOP中更改为较小分辨率的JPG文件,从而减少数据量,便于后续三维形体的制作.

4.由于作业区较大,若把所有的三维形体放在一起制作,数据量庞大,会严重影响作业速度,故可把此三维景观分成若干部分分别做出,最后再在3D

[3]

BROWSER中合成.

5.在塔尔寺三维场景制作中,带飞檐和挑角的房屋较多,如果用三维建模工具创建的房屋屋檐死板、不圆滑,此时应考虑在使用三维建模功能时应该选用样条插值建模,而不应用线性插值.

6.由于区内有大片树林,添加树木模型时,使用整区的DEM和DOM时运行起来较慢,可以使用单模型的DEM和DOM,在Imagis中添加树木.交叉线建立树木的模型时,离的情况.

7.在3D程序的情况,3D文件中有非法数据,应在每个部分的三维景观做好后在Imagis中检查非法数据去除后再进行合成.

寺,全方位、任意路线观看塔尔寺三维景观,显示任

意位置的三维坐标信息.

2.建筑物重建.利用Imagis虚拟建模功能,根据图片等相关资料对已破坏的建筑物进行建模,恢复破坏建筑物原貌.

3.属性查询.在塔尔寺三维景观中,可以输入有关地物的属性,以备查询和分析使用,比如可以输入塔尔寺各殿堂的名称、面积、建筑风格、作用和历史资料等,浏览时可以随时 …… 此处隐藏：2829字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……