CN107221027A - 一种将用户自定义内容嵌入倾斜摄影三维模型的方法 - Google Patents

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Abstract

倾斜摄影技术的主要目的是获取地物多个方位(尤其是侧面)的信息并可供用户多角度浏览，实时量测，三维浏览等获取多方面的信息。本发明提出了一种将用户自定义内容嵌入倾斜摄影三维模型的方法，结合用户的二维编辑操作并叠加已修改的数字表面模型，用于快速实现倾斜摄影三维模型后期处理和用户自定义效果。本发明所采用的技术方案是：1)生成正射影像，编辑感兴趣区域(ROI)。2)数字表面模型(DSM)生成。3)把用户自定义三维模型覆盖到兴趣区。该方法简化了倾斜摄影三维模型后期处理编辑的工作流程，降低了对人工三维建模人员的工作量，算法复杂度低，可以快速实时处理海量城市场景的倾斜摄影三维模型。

Description

一种将用户自定义内容嵌入倾斜摄影三维模型的方法
技术领域
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。倾斜摄影技术的主要目的是获取地物多个方位(尤其是侧面)的信息并可供用户多角度浏览，实时量测，三维浏览等获取多方面的信息。本发明提出了一种将用户自定义内容嵌入倾斜摄影三维模型的方法，可以用于倾斜摄影三维模型后期处理和实现用户自定义效果。
背景技术
倾斜摄影三维模型以一种连续网格的方式提供城市地表景观的几何与纹理表达。模型中包括了城市地表景观的各种元素，如建筑、路网、树木、水体及地形等。倾斜摄影三维模型的连续网格由一组不包含语义信息的三角形对象组成，通过一个细节层次(Level of Details)模型控制。在实际应用中，倾斜摄影三维模型获取之后，其质量、效果等方面并不能完全满足用户的应用需求，需要对倾斜摄影三维模型进行进一步处理、编辑，把三维模型分块导出为CAD软件可以识别的模型格式，然后导入CAD软件中进行手工编辑、修补、自定义等，因此非常耗时耗力。
本发明提出了一种将用户自定义内容嵌入倾斜摄影三维模型的方法，结合用户的二维GIS编辑操作并叠加已修改的数字表面模型，用于快速实现倾斜摄影三维模型后期处理和用户自定义效果。
发明内容
本发明为解决公知技术中的问题而提供一种将用户自定义内容嵌入倾斜摄影三维模型的方法。
本发明为解决公知技术中的问题所采用的技术方案是：
(1)生成正射影像，如图1所示。编辑感兴趣区域(ROI)，如图2所示。勾画出一个兴趣区，覆盖需要编辑的模型区域。
(2)数字表面模型(DSM)生成。对兴趣区进行高程采样，并使用GIS功能中的属性编辑及空间插值来生成一个用户自定义的数字表面模型(DSM)，如图3所示。对于某些高程值相同的平面区域，比如水面，可以使用相同的高程值进行填充。
(3)把用户自定义三维模型覆盖到兴趣区。将用户定义对象，如人工描绘的道路纹理、自动生成的水波效果或人工创建的建筑模型，覆盖到经过DSM修改的兴趣区。改善前后的道路效果如图4所示。
本发明具有的优点和积极效果是：提出一种将用户自定义内容嵌入倾斜摄影三维模型的方法，主要包括兴趣区域(ROI)编辑、数字表面模型(DSM)修改和用户自定义三维模型覆盖三个步骤。该发明的优点是：1)通过二维GIS的编辑操作修改倾斜摄影三维模型的内容；2)通过修改二维影像来改变倾斜摄影三维模型的纹理内容；3)不用修改原始的倾斜摄影模型就能够动态的改变实时渲染效果。本发明采用的方法简化了倾斜摄影三维模型后期处理编辑的工作量，降低了对人工三维建模人员的技术要求和工作流程，算法计算复杂度低，对于计算机硬件要求低，可以快速实时处理海量城市场景建筑物的倾斜摄影三维模型。本发明提出的工作流框架如图5所示。
附图说明
下面通过一组附图说明本方法的关键步骤和效果。
图1是利用二维GIS编辑功能生成倾斜摄影三维模型的数字正射影像和数字表面模型。
图2是在GIS软件中基于数字正射影像和数字表面模型编辑兴趣区域ROI。
图3是在GIS软件中对道路上没有树的区域进行高程采样，从而生成光滑的道路表面。
图4是通过修改数字表面模型和数字正射影像来改善道路效果。
图5是通过本发明的工作流，把倾斜摄影中特定的模型替换为用户自定义的三维模型。
图6是通过本发明的方法，把倾斜摄影三维模型中的原始地块替换为不同用途的地块。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的描述。本发明提出了一种将用户自定义内容嵌入倾斜摄影三维模型的方法，结合用户的二维编辑并叠加已有的数字表面模型，用于快速实现倾斜摄影三维模型后期处理和用户自定义效果。
本发明的实现主要包括以下几个方面：
(1)生成正射影像，编辑感兴趣区域(ROI)。为了能够支持在二维图形环境中，如在ArcGIS或PhotoShop中，进行高程及纹理编辑，首先需要将倾斜摄影三维模型转换为数字正射影像DOM及数字表面模型DSM。使用计算机图形学中的纹理烘焙方法可以把三维模型转换为二维图像。对于场景区域较大的情况，需要进行分割，使得分割后每个子区域的纹理及相关数据量大小在可管理范围内。ROI定义了一个目标区域边界的多边形。在通用的GIS软件中，勾画出一个兴趣区，覆盖需要编辑的模型区域.
(2)数字表面模型(DSM)生成。数字表面模型可以通过两种方法进行修改：a.对兴趣区进行高程采样，并使用GIS功能中的属性编辑及空间插值来生成一个用户自定义的数字表面模型(DSM)。b.对于某些高程值相同的平面区域，比如水面，可以使用相同的高程值进行填充。
(3)把用户自定义三维模型覆盖到兴趣区。用户可能对倾斜摄影三维模型的效果不满意，可以使用本发明的方法，将用户定义对象，如人工描绘的道路纹理、自动生成的水波效果或人工创建的建筑模型，覆盖到经过DSM修改的兴趣区，如图6所示。

Claims (1)

1.一种将用户自定义内容嵌入倾斜摄影三维模型的方法，特征在于包括如下步骤：
(1)生成正射影像，编辑感兴趣区域(ROI)。为了能够支持在二维图形环境中，如在ArcGIS或PhotoShop中，进行高程及纹理编辑，首先需要将倾斜摄影三维模型转换为数字正射影像DOM及数字表面模型DSM。使用计算机图形学中的纹理烘焙方法可以把三维模型转换为二维图像。对于场景区域较大的情况，需要进行分割，使得分割后每个子区域的纹理及相关数据量大小在可管理范围内。ROI定义了一个目标区域边界的多边形。在通用的GIS软件中，勾画出一个兴趣区，覆盖需要编辑的模型区域。
(2)数字表面模型(DSM)生成。数字表面模型可以通过两种方法进行修改：a.对兴趣区进行高程采样，并使用GIS功能中的属性编辑及空间插值来生成一个用户自定义的数字表面模型(DSM)。b.对于某些高程值相同的平面区域，比如水面，可以使用相同的高程值进行填充。
(3)把用户自定义三维模型覆盖到兴趣区。用户可能对倾斜摄影三维模型的效果不满意，可以使用本发明的方法，将用户定义对象，如人工描绘的道路纹理、自动生成的水波效果或人工创建的建筑模型，覆盖到经过DSM修改的兴趣区。
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