三維建模的技術(shù)主要分為人工建模、傾斜攝影建模和激光雷達建模3種。人工建模模型效果好，缺點是周期長、非實景建模，一般適用于小范圍、單個對象建模；傾斜攝影建模效率高、成本低、實景模型，缺點是受外部因素影響大、細節(jié)效果不夠好,一般適用于大范圍建模；地面激光雷達抗干擾強、效果好，但成本較高、范圍小，一般適用于古建筑、單個對象。

傳統(tǒng)的傾斜攝影在數(shù)據(jù)采集過程中，存在物體遮擋、航攝盲區(qū)等客觀因素限制，造成三維模型扭曲、空洞、紋理拉花等問題?；跓o人機傾斜攝影、機載激光雷達、地面激光雷達融合建模的方法，同時采用大疆無人機補拍重點建筑紋理數(shù)據(jù)對傾斜攝影數(shù)據(jù)進行補充，將4種數(shù)據(jù)相融合進行實景三維重建，可以獲得高效率、低成本、精細化的實景三維模型。

一、傾斜攝影數(shù)據(jù)采集及處理

1.影像數(shù)據(jù)獲取

五鏡頭傳感器相機采集5個角度的航攝影像。

利用無人機補拍重點建筑紋理數(shù)據(jù)。

2.影像數(shù)據(jù)處理

圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理：對采集影像進行檢查和預(yù)處理，主要包括航片質(zhì)量檢查、航片勻色等。

空中三角測量：可使用重建大師軟件結(jié)合POS系統(tǒng)提供的外方位元素和相機安裝位置關(guān)系，模擬包括傾斜影像在內(nèi)的所有影像的地表投影范圍，采取由粗到精的金字塔匹配策略，在各級影像上進行同名點自動匹配和自由網(wǎng)光束法平差，得到較好的同名點匹配結(jié)果。

二、機載激光點云數(shù)據(jù)采集及處理

1.機載點云數(shù)據(jù)采集

根據(jù)設(shè)備性能、點云密度、重疊度和飛行范圍制定飛行方案，包括飛行的時間、地點、基站架設(shè)等。

2.機載點云數(shù)據(jù)預(yù)處理

對原始數(shù)據(jù)進行解碼,將基站觀測數(shù)據(jù)、基站坐標和機載GNSS觀測數(shù)據(jù)、IMU數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件進行POS數(shù)據(jù)處理。

采用控制點檢查的方式檢查點云數(shù)據(jù)精度。

三、地面激光點云數(shù)據(jù)采集及處理

1.數(shù)據(jù)采集

地面掃描時，需對掃描場景進行掃描區(qū)塊劃分，拆分為多個合理的區(qū)塊，各區(qū)塊之間要有重疊，且對各區(qū)塊提前進行掃描線路規(guī)劃，盡可能圍繞地物繞8字形閉合線路。

2.點云數(shù)據(jù)預(yù)處理

點云去噪：由于掃描環(huán)境、掃描目標、設(shè)備參數(shù)等原因，掃描過程中會產(chǎn)生部分噪聲數(shù)據(jù)，這些噪聲會影響點云配準的精度。通過不同的濾波方法，如高斯濾波、隨機采樣一致性濾波，完成點云數(shù)據(jù)的濾波與平滑。

點云拼接：常用的拼接方法為自動拼接和手動拼接。自動拼接可通過提取重疊部分點云的特征點或人為設(shè)置公共靶標進行配準；人工配準則需要人工選取不同的特征點，利用多組特征點計算得出旋轉(zhuǎn)矩陣完成拼接。

點云坐標系轉(zhuǎn)換：拼接完成后的點云數(shù)據(jù)通過控制點進行坐標轉(zhuǎn)換到CGCS2000中。

四、基于多源數(shù)據(jù)融合三維實景三維建模

首先利用重建大師進行多源數(shù)據(jù)融合三維模型生產(chǎn)，將合格的傾斜攝影空三加密成果自動生成的密集點云和機載、地而采集的點云通過賦予不同的權(quán)重進行點云融合、配準，共同構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)TIN；然后對三角網(wǎng)進行平滑和簡化后生成白模；最后將傾斜影像的紋理自動映射到白模上，生成高精度的三維模型。

五、多源數(shù)據(jù)融合建模與傳統(tǒng)傾斜攝影建模對比

傳統(tǒng)傾斜攝影建模由于建筑物遮擋，采集不到房檐下數(shù)據(jù)、紋理覆蓋不夠或白模質(zhì)量差。融合地面激光雷達掃描數(shù)據(jù)后，房檐下紋理清晰可辨，白模精度大幅提高，模型棱角分明。傳統(tǒng)傾斜攝影建模與多源數(shù)據(jù)融合建模效果對比如下：

從模型效果上來看,傳統(tǒng)傾斜攝影測量生成的模型有部分結(jié)構(gòu)缺失，如城門的門洞、店鋪的窗格等。在建筑物的房檐下，由于遮擋，影像的重疊度不足，使得采用傳統(tǒng)傾斜攝影房檐下模型結(jié)構(gòu)生成不完整，紋理扭曲、拉花嚴重。采用多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)可使模型的效果大大提升，如房檐下模型結(jié)構(gòu)完整，地下部分結(jié)構(gòu)清晰可見，紋理清晰。