基于4D産品的(de)三維建模的(de)具體應用(yòng)流程

發布日期：2019-07-17 00:00 浏覽量：9978

空間信息技術的(de)發展日新月(yuè)異，二維數據已經無法滿足專業的(de)需求，而以三維空間數據爲基礎的(de)數據表達方式，更加直觀全面，這(zhè)種4D産品也(yě)成爲數字王國的(de)核心數據。

所謂 4D，就是指 DEM、DRG、DLG 以及 DOM，他(tā)們分(fēn)别代表著(zhe)數字高(gāo)程模型、數字栅格地圖、數字線劃地圖以及數字正射影(yǐng)像圖。而 4D 技術就是指生産 4D 産品的(de)各項技術，目前4D 技術已經廣泛應用(yòng)于各個(gè)領域。

航測與遙感技術的(de)應用(yòng)在科技推進和(hé)社會進步的(de)大(dà)前提下(xià)更加深入，近幾年，遙感技術也(yě)已經廣泛應用(yòng)到新工業和(hé)新技術，包括水(shuǐ)文地質勘探和(hé)地圖測繪等，可(kě)以更好地服務于地質相關行業，同時(shí)加強了(le)對(duì)航測測圖技術、航空攝影(yǐng)測量技術、智能化(huà)系統以及全球定位系統等新技術的(de)應用(yòng)。

一、航測與遙感技術

新時(shí)代下(xià)全球航空及信息技術突飛(fēi)猛進，航測與遙感技術有幸成爲新技術的(de)代表之一，不僅應用(yòng)在各個(gè)領域與行業，發揮的(de)作用(yòng)也(yě)十分(fēn)顯著。

航測遙感的(de)優勢在于對(duì)先進設備的(de)充分(fēn)運用(yòng)，其基點是電磁波和(hé)紅外線，能夠對(duì)特定地點進行準确勘測，精确度相對(duì)較高(gāo)。不同于傳統的(de)勘探與測量方法，航測與遙感技術無需實地考察，它隻需要通(tōng)過衛星等各種設備，對(duì)特定區(qū)域進行全面掃描，從而獲取有效信息。

同時(shí)，通(tōng)過運用(yòng)遙感設備，可(kě)以在很大(dà)程度上提升勘測結果的(de)精确率，尤其是對(duì)高(gāo)清拍(pāi)攝設備的(de)應用(yòng)，能夠有效保障航測與遙感技術發展的(de)持續性。

近幾年，航測與遙感技術在自動化(huà)方面迅速提升，不僅工作流程更加簡化(huà)，技術人(rén)員(yuán)的(de)需求數量越來(lái)越少，而且還(hái)可(kě)以對(duì)目标區(qū)域進行動态勘測。

總而言之，以勘測領域爲代表的(de)各行各業，都在航測遙感集輸的(de)保障下(xià)迅速發展，工作效率也(yě)大(dà)幅度提升，可(kě)以說航測與遙感技術已經成爲勘測過程中必不可(kě)少的(de)工具，我們可(kě)以結合實際勘測需求來(lái)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(de)具體應用(yòng)

與二十世紀相比，二十一世紀在地球空間信息技術的(de)基礎上，進一步提出和(hé)發展了(le)數字化(huà)概念，三維空間數據逐漸代替了(le)二維數據，4D 産品不斷發展。

以 4D 技術爲基礎的(de)三維建模的(de)具體應用(yòng)

以 4D 技術爲基礎的(de)三維建模的(de)具體應用(yòng)流程，應當包括以下(xià)三個(gè)層面：

一是數據的(de)獲取

生産4D産品時(shí)，數據獲取的(de)方法是形式多(duō)樣的(de)，從科技發展狀況的(de)角度而言，這(zhè)種差異性體現在各個(gè)方面，包括傾斜航空攝影(yǐng)和(hé)大(dà)飛(fēi)機航空攝影(yǐng)兩種。

這(zhè)裏就以大(dà)飛(fēi)機航空攝影(yǐng)爲例，這(zhè)種攝影(yǐng)需要提前在飛(fēi)機上安裝攝影(yǐng)機，并且要保證攝影(yǐng)機位置的(de)精确性，以能夠全方位地對(duì)地面進行攝影(yǐng)。

同時(shí)，在攝影(yǐng)過程中，飛(fēi)機的(de)路線必須完全符合設定航線，并進行動态攝影(yǐng)，相鄰影(yǐng)像之間應當具備航向重疊，也(yě)就是一定的(de)重疊度，大(dà)部分(fēn)情況下(xià)，航向重疊要在百分(fēn)之六十以上，因爲之後總相互重疊會構成立體像對(duì)，如此在完成一條航線的(de)拍(pāi)攝之後，飛(fēi)機再進入下(xià)一條航線的(de)拍(pāi)攝，而相鄰航線的(de)影(yǐng)像之間應當具備旁向重疊，也(yě)就是在百分(fēn)之二十以上的(de)重疊度。

除此之外，在航空攝影(yǐng)測量過程中，應當應用(yòng)專業的(de)航空攝像機，這(zhè)種攝像機專業性更強，而且幅面較大(dà)。随著(zhe)科學技術的(de)不斷發展，目前大(dà)飛(fēi)機航空攝影(yǐng)的(de)種類越來(lái)越多(duō)，包括 POS 扶助航空攝影(yǐng)以及機載 SAR 成像航空攝影(yǐng)等。

二是數據的(de)處理(lǐ)

站在某種角度而言，攝影(yǐng)測量與遙感技術生産産品的(de)基本模式各不相同，也(yě)就是 4D 産品，通(tōng)常包括數字正射影(yǐng)像圖和(hé)數字線劃圖兩種。

首先是數字正射影(yǐng)像圖，這(zhè)種攝像圖就是運用(yòng)數字高(gāo)程模型，來(lái)逐像元輻射糾正已經掃描和(hé)處理(lǐ)過的(de)數字化(huà)航空像片，并基于對(duì)應圖幅範圍對(duì)其進行裁切，最終生成不同的(de)影(yǐng)像數據和(hé)帶有公裏網格等的(de)平面圖，數字正射影(yǐng)像圖的(de)優勢就在于功能多(duō)樣化(huà)、影(yǐng)響特點突出以及幾何精度較高(gāo)，可(kě)以在背景控制信息方面加以應用(yòng)，來(lái)對(duì)不同數據和(hé)信息的(de)精确度進行客觀評價，除此之外，它還(hái)能夠對(duì)重要的(de)人(rén)文信息和(hé)自然信息加以提取，并對(duì)地形圖進行動态實時(shí)更新；

第二種是數字高(gāo)程模型，所謂數字高(gāo)程模型，就是指高(gāo)斯投影(yǐng)平面下(xià)所有不規則和(hé)規則網店(diàn)的(de)高(gāo)程以及平面坐(zuò)标等各種相關數據集，數字高(gāo)程模型的(de)優勢體現在三個(gè)方面：

一是能夠對(duì)地表形态進行全方位地控制；

二是可(kě)以對(duì)高(gāo)程點等相關數據和(hé)信息進行準确采集；

三是能夠将坡度圖和(hé)等高(gāo)線等其他(tā)信息派生，同時(shí)有效融合其他(tā)相關信息，将全面、重要、真實的(de)參考數據提供到地形分(fēn)析的(de)過程。

三是DEM計算(suàn)

這(zhè)一步相當于将數模建立在DEM 文件上。運用(yòng)雙曲抛物(wù)面内插法來(lái)對(duì)數字高(gāo)程進行快(kuài)速獲取，并自動獲取路線地面橫斷面數據和(hé)路線中線地面高(gāo)程等數據。

橫斷面數據一方面可(kě)以支持擡杆方式，另一方面也(yě)可(kě)以支持相對(duì)中樁的(de)數據格式，因此，這(zhè)些數據可(kě)以在其他(tā) CAD 計算(suàn)軟件中直接應用(yòng)，來(lái)計算(suàn)數量或者設計方案。因爲數模處理(lǐ)具備實時(shí)性的(de)特點，因此可(kě)以批量輸出高(gāo)程，從而進行方案的(de)最優化(huà)必選。

四是基于航測與遙感技術三維建模的(de)應用(yòng)

目前這(zhè)種三維建模方式已經廣泛應用(yòng)在國土規劃、水(shuǐ)利水(shuǐ)電規劃、城(chéng)市管理(lǐ)以及公路鐵路規劃的(de)方案選定和(hé)運營管理(lǐ)中，且效果良好，具體而言：

如果工程項目的(de)精度要求不高(gāo)且範圍較大(dà)，在數據采集時(shí)可(kě)以使用(yòng)航天遙感方法；

如果工程項目的(de)精度要求不高(gāo)且範圍較小，那麽數據采集時(shí)可(kě)以使用(yòng)低空無人(rén)機攝影(yǐng)測量法；

如果是城(chéng)市三維建模，在數據采集時(shí)可(kě)以使用(yòng)激光(guāng)雷達法或者傾斜攝影(yǐng)測量法；

如果工程項目高(gāo)程精度要求高(gāo)且範圍較大(dà)，在數據采集時(shí)可(kě)以使用(yòng)激光(guāng)雷達法。

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