利用摄影测量三维模型的地形图测量方法及系统与流程

本发明涉及地理信息测绘，更具体地说，它涉及一种利用摄影测量三维模型的地形图测量方法及系统。

背景技术：

随着城市信息化的不断推进，数字城市作为城市发展的基础设施正受到越来越多的重视，已经逐渐成为城市规划、管理不可缺少的基础数据依托。而作为数字城市核心体现的三维城市信息模型，被认为是迄今为止人类掌握城市信息最好的方式，它的出线使人类在描述和分析城市空间事务信息上获得了一次飞跃——从二维到三维的突破。三维城市建模已经成为数字城市空间框架数据的核心内容之一，许多城市陆续开展了城市三维建模和应用工作，城市三维模型建设也从起步阶段向深度和广度发展。

近几年，随着国家对“数字城市”以及“智慧城市”投入不断增加，“数字城市”建设步伐不断加快。城市的三维虚拟化实现是“智慧城市”建设的重要组成部分，而三维虚拟城市有很大一部分工作任务是城市的三维建模，传统的三维建模主要包括以下途径：人工建模(采用建模工具)、摄影测量建模以及激光扫描建模。

传统的三维建模各有优点以及缺点，人工建模采用建模工具(例如：3dmax等)进行三维建模，其优点是三维场景美观，缺点是投资成本高，需要大量的人力及物力；摄影测量建模是采用摄影测量技术进行三维模型的快速构建，其优点是单个模型建设比较快，缺点也很明显，建的三维模型需要后期进行人工处理，也需要大量的人力及物力；激光扫描建模是采用激光扫描技术生成点云模型，其优点是模型建设比较快速，缺点是数据量比较大，激光扫描不到的地方会有建模的盲区，例如房屋的屋顶。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种利用摄影测量三维模型的地形图测量方法，具有建模速度快且人工处理量少的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种利用摄影测量三维模型的地形图测量方法，包括

获取针对地面的航空拍摄影像；

基于航空拍摄影像进行空中三角测量；

进行地面高程矢量数据采集；

依据空中三角测量结果以及地面高程矢量数据建立地表三维轮廓；

结合航空拍摄影像，将地表三维轮廓赋予图像信息建立三维模型图。

采用上述技术方案，利用航拍获取地面的拍摄影像，节省人工劳动量，拍摄效率高。之后基于航空拍摄影像进行空中三角测量，依据摄影测量原理，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置，为后面的三维建模采集数据。采集建筑物屋顶矢量数据，利用此数据对正射影像数据进行纠正，消除建筑物投影差。之后依据空中三角测量结果以及地面高程矢量数据建立地表三维轮廓，然后结合航空拍摄影像，对地表三维轮廓赋予图像信息，继而建立三维模型。

进一步，所述空中三角测量包括：

依照数字航空影像确定的相对定向结果；

之后结合imu/dgps/gps数据以及像控点坐标进行绝对定向；

依据绝对定向结果计算空中三角测量结果。

进一步，还包括

在空中三角测量时，进行dem采集；

基于dem采集结果，进行dom制作；

根据mom以及地面高程矢量数据，进行tdom制作；

将dem、tdom叠加至三维模型图，构建三维地形图。

进一步，在建立地表三维轮廓时，还结合dem采集数据。

针对现有技术存在的不足，本发明的第二目的在于提供一种利用摄影测量三维模型的地形图测量系统，具有建模速度快且人工处理量少的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种利用摄影测量三维模型的地形图测量系统，包括处理器与存储器，所述存储器存储有指令集供所述处理器调用以实现如下功能：

获取针对地面的航空拍摄影像；

基于航空拍摄影像进行空中三角测量；

进行地面高程矢量数据采集；

依据空中三角测量结果以及地面高程矢量数据建立地表三维轮廓；

结合航空拍摄影像，将地表三维轮廓赋予图像信息建立三维模型图。

采用上述技术方案，利用航拍获取地面的拍摄影像，节省人工劳动量，拍摄效率高。之后基于航空拍摄影像进行空中三角测量，依据摄影测量原理，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置，为后面的三维建模采集数据。采集建筑物屋顶矢量数据，利用此数据对正射影像数据进行纠正，消除建筑物投影差。之后依据空中三角测量结果以及地面高程矢量数据建立地表三维轮廓，然后结合航空拍摄影像，对地表三维轮廓赋予图像信息，继而建立三维模型。

进一步，所述指令集还供所述处理器调用以实现如下功能：

依照数字航空影像确定的相对定向结果；

之后结合imu/dgps/gps数据以及像控点坐标进行绝对定向；

依据绝对定向结果计算空中三角测量结果。

进一步，所述指令集还供所述处理器调用以实现如下功能：

在空中三角测量时，进行dem采集；

基于dem采集结果，进行dom制作；

根据mom以及地面高程矢量数据，进行tdom制作；

将dem、tdom叠加至三维模型图，构建三维地形图。

进一步，所述指令集还供所述处理器调用以实现如下功能：

在建立地表三维轮廓时，还结合dem采集数据。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.利用航拍获取地面的拍摄影像，节省人工劳动量，拍摄效率高；

2.基于航空拍摄影像进行空中三角测量，依据摄影测量原理，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置，为后面的三维建模采集数据；

3.采集建筑物屋顶矢量数据，利用此数据对正射影像数据进行纠正，消除建筑物投影差。

附图说明

图1为本发明中利用摄影测量三维模型的地形图测量方法的流程框图；

图2为本发明中利用摄影测量三维模型的地形图测量系统的原理框图。

图中：1、处理器；2、存储器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行详细描述。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1

一种利用摄影测量三维模型的地形图测量方法，参照图1，包括步骤s101至步骤s105。

步骤s101：获取针对地面的航空拍摄影像。

获取针对地面的航空拍摄影像包括飞机航拍、卫星遥感拍摄，可以依据测区的大小合理选择，或者将二者结合。

步骤s102：基于航空拍摄影像进行空中三角测量。

空中三角测量包括：依照数字航空影像确定的相对定向结果；之后结合imu/dgps/gps数据以及像控点坐标进行绝对定向；依据绝对定向结果计算空中三角测量结果。

具体的，空中三角测量是由少量的野外控制点，依据摄影测量原理，进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置，并同时计算得出每张影像的外方位元素。

步骤s103：进行地面高程矢量数据采集。

利用全数字摄影测量系统，在立体环境下采集建筑物几何特征信息，得到建筑物几何矢量数据，利用此数据对正射影像数据进行纠正，消除建筑物投影差。

步骤s104：依据空中三角测量结果以及地面高程矢量数据建立地表三维轮廓。

利用专业三维建筑物制作软件，基于三角测量结果以及地面高程矢量数据，自动生成地表三维轮廓。

步骤s105：结合航空拍摄影像，将地表三维轮廓赋予图像信息建立三维模型图。

结合航空拍摄影像，对地表三维轮廓调色、特征细化、形状修正以及光影处理，形成最终的是三维模型图。

基于航空拍摄影像进行空中三角测量，空三加密就是确定整个测区的定位和定姿，从而获得测区内任意点的绝对坐标，是全数字摄影测量中极为重要的一步工序。

在空中三角测量时，进行dem采集；基于dem采集结果，进行dom制作；根据mom以及地面高程矢量数据，进行tdom制作；将dem、tdom叠加至三维模型图，构建三维地形图。

在建立地表三维轮廓时，还结合dem采集数据。为保证获取符合精度于鏊求的1:1000比例尺的正射影像，需制作满足正射纠正级别的dem。在制作过程时，自动匹配高程点按规定的格网间距对每个格网dem进行立体编辑，使所有格网点切准地面。高程点编辑通过立体模型，直接查看dem立体格网点高程是否紧贴影像立体模型上，针对单个格网点高程进行精确调整。

实施例2

一种利用摄影测量三维模型的地形图测量系统，参照图2，包括处理器1与存储器2，存储器2存储有指令集供处理器1调用以实现如下功能：

获取针对地面的航空拍摄影像；

基于航空拍摄影像进行空中三角测量；

进行地面高程矢量数据采集；

依据空中三角测量结果以及地面高程矢量数据建立地表三维轮廓；

结合航空拍摄影像，将地表三维轮廓赋予图像信息建立三维模型图。

依照数字航空影像确定的相对定向结果；

之后结合imu/dgps/gps数据以及像控点坐标进行绝对定向；

依据绝对定向结果计算空中三角测量结果。

在空中三角测量时，进行dem采集；

基于dem采集结果，进行dom制作；

根据mom以及地面高程矢量数据，进行tdom制作；

将dem、tdom叠加至三维模型图，构建三维地形图。

在建立地表三维轮廓时，还结合dem采集数据。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。