实景建模技术
实景建模是一种通过捕捉真实世界的图像或点云数据来构建精确的三维模型的技术。它通常涉及使用无人机搭载高分辨率倾斜相机等设备从不同角度对现场进行航拍数据采集,然后利用全自动三维建模软件对采集的照片、点云、视频等数据进行处理,最终快速创建出厘米级的实景模型。
在实景建模中,数据获取是非常关键的一步,因为模型的质量直接依赖于所采集数据的准确性和分辨率。使用相机和激光雷达是两种最常见的数据获取方式。相机,特别是那些具有高分辨率和宽动态范围的相机,能够捕捉到丰富的色彩和纹理信息。而激光雷达则通过发射激光脉冲并测量它们返回的时间来确定距离,提供精确的三维坐标信息,并且不受光照条件的影响。
实景建模技术被广泛应用于多个领域,如城市规划、文化遗产保护、游戏开发、国土资源管理、房产税收、人口统计、数字城市、城市管理、应急指挥、灾害评估、环保监测等。例如,在地质灾害的防灾救灾和损毁评估中,实景建模技术可以快速收集数据,提供准确的判断次生地质类型的数据支撑,并快速生成各种比例尺线划地形图,更好地满足地质灾害调查的用图需要。
实景建模流程
实景建模的流程通常包括数据获取、预处理、特征检测、匹配关键点、相机姿态解算和三维重建等步骤。预处理步骤用于提高照片的质量,使其更适合建模;特征检测则用于在照片中检测关键点和特征;匹配关键点则用于计算相机的姿态和模型的结构;最后,根据相机姿态和照片中的特征,通过三角化算法重建出三维模型。
目前,实景建模一般会到三维实景建模软件ContextCapture。
ContextCapture功能模块
ContextCapture包含Engine、Master和 Viewer三个模块。
其中,Engine是ContextCapture的运算引擎。该引擎在Master执行运算任务时需要提前启动(建模时,建议直接先启动Engine,再打开Master)。ContextCapture实景建模流程
ContextCapture具有自动化建模功能,因此在进行实景建模时,我们只需要将无人机外业收集到的图像数据、POS数据、相机参数、像控点坐标等导入ContextCapture中,即可进行实景三维模型重建。
集成地理参考数据 :ContextCapture 可为包括 GPS 标记和控制点在内的多种类型的定位数据提供本地支持。它还可以通过定位/旋转导入或完整块导入来导入任何其他定位数据。这使您能够精确测量坐标、距离、面积和体积。
自动空中三角测量和三维重建:一旦自动识别每张相片的相对位置和方向,您就可以通过添加控制点和编辑连接点来对空中三角测量结果进行微调,以最大限度提升几何和地理空间精度。优化的三维重建算法以无可匹敌的精度生成精准的三维模型以及每个格网面片的影像纹理。
生成二维和三维 GIS 模型:借助 ContextCapture,可以生成各种 GIS 格式的精确地理参考三维模型,包括真正射影像和新的 Cesium 3D Tiles,并将瓦片范围和空三成果导出为 KML 和 XML。
处理实景模型 :ContextCapture 可以快速轻松地处理任何比例的格网模型,以及横断面的生成、地形和断裂线的提取,及正射影像、三维 PDF 和 iModel 的生成。
处理点云:可以对点云进行增强、分割、分类,并与工程模型相结合。然后,您可以利用 ContextCapture 的高级三维建模、横截面切割、断裂线和地形提取功能,快速高效地对竣工条件进行建模并支持设计流程。
生成和处理大型可缩放地形模型:您可以从多种来源中生成非常庞大的可缩放地形模型,包括点云、断裂线、光栅数字高程模型和现有三角形化不规则网络。通过与原始数据源同步,可缩放地形模型可实时更新到最新。生成三维 CAD 模型:基于各种 CAD 格式、三维通用格式、DSM 和密集三维点云生成三维模型,确保模型在建模环境中是可访问的。
软件详情:ContextCapture 三维实景建模软件 | 为数字孪生打造 4D 数字化环境
ContextCapture作为业界领先的三维实景建模工具,凭借其强大的功能和灵活性广泛应用于各个领域。无论是城市规划、古迹修复还是文化遗产数字化保存等场景,ContextCapture都展现了出色的性能和价值。本文将深入探讨ContextCapture的建模流程,ContextCapture软件功能介绍以及应用案例。
实景三维建模技术能够根据一系列二维相片,或者一组倾斜影像,自动生成高分辨的、带有逼真纹理贴图的三维模型。如果倾斜像片带有坐标信息,那么模型的地理位置信息也是准确的。这种模型效果逼真,要素全面,而且具有测量精度,不仅带给人身临其境之感还可用于测量学应用,是现实世界的真实还原。