倾斜摄影三维建模后期影像处理
三维建模的研究背景？
三维建模的研究背景？
近些年来，倾斜摄影、自动化三维建模、超融合计算等软硬件技术不断发展和成熟，同时自然资源管理、新型智慧城市建设、新基建、新城建等也对大规模三维建设提出了强烈的需求，正如李德仁院士所说“实景三维产业已经具备充分的技术条件，且市场需求强烈，具备推进实景三维中国建设这类大型国家级工程的基础”，目前国内实景三维建设如火如荼，相关建设项目大量涌现。
传统三维建模技术的核心是“手工构建模型框架 拍照贴图”，其数据获取、生产过程以人工为主，例如建模用的基本比例尺地形图，其生产过程人工环节参与比例大，存在根据地物重要等级进行选择性测绘和人为综合取舍的情况；而纹理拍照也存在拍摄不全面，角度、光线差异大，以及相似纹理复用等问题。因此，传统三维建模成果质量的影响因素主要来自于人，不同人的作业水平、作业状态以及对建模工作的认知都会对成果产生较强的影响。
三维精细单体化建模方案？
一、倾斜摄影三维模型单体化方法
目前倾斜摄影单体化建模方法主要包括一下三类：
1.1矢量切割单体化
切割单体化是将对象物的三角面进行分割，实现了一定意义上的模型单体化操作，后期也能对单体化模型进行管理和应用。
但是用这种编辑模型产生的数据量较大，会对LOD产生破坏，数据也只能单独导入。这种切割方法所出的单体化模型的效果较差，边缘底部会有明显的锯齿和不规则形状，在后期的管理应用方面稍显欠缺。
1.2矢量叠加单体化
此类方法主要是对超图SuperMap等典型性GIS软件的应用。进行三维渲染时，在倾斜摄影模型中将对应矢量面进行动态叠加，该矢量面在垂直地表的方向对包围盒的生成，并不会超过特定的阈值范围。
结合对范围内的三角网的判断，通过半透明颜色与三角网的贴合，使模型从视觉上的完整展现得以实现，并且能够实现对单个操作的管理。
但是这种方法对单体的分离并不是真正意义上的，其表面虽然能够达到单体的效果，然而从事实上来说仅仅是对对象轮廓的矢量面进行了调用，从真正意义的角度上来说，单体化的目标并不是单体，而是为了实现分离。
1.3模型重建单体化
模型重建单体化是指以倾斜摄影测量数据为基础数据源，通过模型重构在原始场景上实现分离效果，从而实现模型的单体化。模型贴图是从图像中自动收集的，使用映射完成模型贴图。
这个方法相比矢量叠加单体化来说，对人力有着更大的需求，侧重于对产品的提供，而并不适用于GIS。
二、倾斜摄影三维模型单体化流程
不同的单体化方式有不同的流程，本次主要介绍模型重建单体化这种方式，并以DP-modeler为例。
如上文所说，模型重建单体化是以连续倾斜摄影测量数据为基础数据源，通过在原有实景三维模型的基础上对模型进行重建，从而实现不同对象的模型单体化。
2.1通过挤出操作，转换成立体模型
对某个建筑物进行单体化时，我们应选择多边形绘制工具，在顶视图视角下对影像提取建筑顶部轮廓线。
根据倾斜影像判断建筑物高度，设定基准面，将平面模型通过挤出操作，转化成立体模型。
通过挤出柱体将其挤出到指定高度，再用内偏移及外扩、切割等操作来创建建筑物立体面以及房屋附属结构，例如屋檐、女儿墙、单元门门洞等。
2.2一键贴图
对建好的单体化模型进行一键贴图，利用倾斜影像可以采集到建筑物不同层面的纹理特征，可以从相机影像中自动采集模型图，然后可以通过一键完成来进行单体化模型的贴图。
对于个别不合适的面，可以通过选择最佳影像进行手动贴图，以达到三维模型所需要的最佳效果。自动映射与手动贴图所得到的模型贴图，不免有些瑕疵，我们可以通过调用PS进行纹理修改，修改后保存的贴图可以在在 DP-modeler 下直接进行替换，无需查找贴图。
三、建筑物轮廓线采集技术标准
3.1轮廓线采集技术要求
建筑物轮廓线采集是后续制作建筑物三维模型的基础，采集轮廓线时按照如下规则进行矢量采集。
对于平顶建筑物，沿建筑物边沿采集；
对于人字形房顶，按两次采集，先采集建筑物的边缘线，使其直角化，再采集建筑物顶部屋脊线，将其拉升至实际高度，钩出斜面；
对于复杂结构，需要先后采集同一高度闭合的外轮廓线、各屋脊线、屋顶凸出结构的轮廓线，对于圆或是弧，用五、六个点连起来表示。
3.2数据采集指标
（1）郊区：房上房，高gt2.5米，面积gt5平方米；基本房，高gt2.5米，面积gt5平方米。城区：房上房，高gt2.5米，面积gt2平方米；基本房，高gt2.5末，面积gt2平方米。
（2）在保持原有房屋外观的情况下，高度差小于0.5米的以及水平方向拐折小于0.5米的房子视情况可以适当综合。
（3）房上房必须抬到基本房上，该接边的房子必须接边，两者之间不能出现空隙。
（4）房屋构造线必须均匀有序，不能杂乱无章。
（5）高档住宅，沿街道两边的商场，企事业单位，机关学校医院等建筑，凡女儿墙大于0.5米且宽度大于0.5米的要单独表现；高档住宅，沿接到两边的商场，企事业单位，机关学校医院以及工矿等建筑，凡女儿墙高度大于1.5米（除广告牌）女儿墙需要单独表现，女儿墙表现时都需要以房上房的形式表现。
3.3各等级模型采集要求
（1）政府建筑、商业建筑、公共建筑大于0.5米的凹凸部分需采集。
（2）沿街建筑大于0.8米的凹凸部分需采集。
（3）建筑的屋檐、装饰墙等结构大于0.8米以上需按照实际的尺寸、形状采集，细节可以使用贴图表现。
（4）突出门厅、进出口大门需要采集。
（5）建筑顶部结构需要按照实际情况采集，不能出现比例、结构形状与实际不符的情况。
（6）建筑的女儿墙需要按照实际高度、宽度采集，居民自建房屋除外。
（7）沿街建筑如有面积较小，面数较多的情况，如百叶窗、栏杆等，可做成块状，直接贴影像。
（8）建筑重要面的装饰柱（墙线）凹凸在一米以上需要采集。
（9）房屋墩、柱：直径大于1米，且高度大于1.5米需要采集。
（10）围墙需要采集。
（11）屋顶装饰物：投影面大于4平方米，或者最长的一边大于2米的几何造型必须采集。