大重叠航摄技术在地质遗迹三维建模中的应用-论文.pdf

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1、2014年4月地理空间信息Apr．，2014第12卷第2期(；EOSPATIALINFORMATIONVo1．12。N02doi：1()．11709／；l、、『】In71—4622O14【)!．0I3大重叠航摄技术在地质遗迹三维建模中的应用孙铁军，董胜光(1．湖南省第-N绘院，湖南长沙410119)摘要：在全面分析三维建模所需基础数据常用获取方法各自特性的基础上，提出了基于大重叠度航空摄影进行地质遗迹三维精细建模的技术思路，选取了莨山国家地质公园中的辣椒峰地质遗迹点开展三维建模试验，快速制作了辣椒峰地质遗迹点的三维精细模型，验证了该技术思路

2、的实用性与可行性。关键词：大重叠度航空摄影；地质遗迹；三维精细模型；三维地理信息中图分类号：1'23l文献标志码：B文章编号：1672—4623(20l4)02—0035—03目前，各地城市三维建模工作开展得如火如荼，但对于地质遗迹或自然景观的规模化三维建模鲜有报道，究其原因在于地质遗迹很不规则，奇形怪状，凹凸不平，地质遗迹三维建模所需的空间基础数据和纹理数据难以获取[13]o目前，国内外众多学者就复杂自然景观三维建模基础数据的获取开展研究，且提出了普通航空摄影测量、机栽激光雷达、地面激光雷达、倾斜摄影测量、近景摄影测量等众多新型三维建模原

3、始数据获取技术，各有优劣[46]o相比之下，利用大重叠度航摄影像具有同时获取地质遗迹三维建模所需几何框架数据和纹理数据的可能，从而解决了地质遗迹规模化三维精细建模基础数据获取的难题。1应用思路图1应用思路图综合考虑当前数码航空摄影和三维建模技术的特期丹霞地貌最为雄伟壮观，极富震撼力，是我国乃点，大重叠度航空摄影技术应用于地质遗迹三维精细建至世界稀有的最为奇特的大面积丹霞地貌景观区。模中的应用思路如图1所示17,81。公园自北向南依次由紫霞峒、扶夷江、辣椒峰、天一巷、天生桥及八角寨等6个相互联系的景区组成，2应用试验宽约4～8km，长约18k

4、m，总面积约138km。公为了验证上述技术思路的可行性，探索大重叠度园内大部分地区植被茂密，地形复杂，难以深入。航空摄影技术在地质遗迹规模化三维建模中应用的可平均海拔约500m，最高峰八角寨海拔818I12。地质行性，在莨山国家地质公园数字三维建模项目中，尝遗迹三维建模试验点辣椒峰是莨山丹霞象形景观密试应用了该技术，并选取了地质公园内的“辣椒峰”集区，是密集丹霞峰丛的杰出代表，完美地展示了地质遗迹点，进行了地质遗迹三维建模试验。莨山丹霞地貌发育演化过程以及非同寻常的丹霞自2．1试验区概况然关。辣椒峰拔地而起，凌空突兀，直上直下，傲莨山国家地

5、质公园位于湖南省西南部新宁县境视群峰，绝对高度180m，上大下小，石顶周长约内，地处湘桂边境。地质公园内丹霞地貌类型发育100m，石脚周长约40m，呈赤红色，远观像硕大齐全、发育过程清晰，形态结构完整，尤其以壮年无比的红辣椒。收稿日期：20I3-08一I4项目来源：㈧采然科。价iIJJJf川i(4117l397)；湖竹J侥n利托撑¨划j『JJ¨(2()I2-30·36·地理空间信息2．2试验过程航摄，降低了基高比，如果直接采用相邻像片组成的2．2．1航空摄影立体像对进行特征点、特征线采集，将影响高程的精度，2011年11月湖南省第二测绘院采

6、用IMU／DGPS为了保证DEM的精度，在进行DEM特征点、线采集辅助数码航空摄影技术获取整个地质公园0．1m分辨时采用“抽片”的方法，即利用隔航片组成立体像对率的高清数码影像，影像的航向平均重叠率80％(常进行特征点和特征线采集。规航摄为60％~65％)，旁向平均重叠率60％(常规航2．2．4DOM制作摄为30％～35％)，共飞行航线36条。航摄基本技术参基于空5--；0~密成果，调用2．2．3中的DEM成果，数为：摄区名称：湘西州；摄区编码／代号：12095；对数码航拍影像进行数字微分纠正，并调整航片之间的镶嵌线。面积：138km；地面

7、分辨率：优于0．1m；飞行高度：2．2．5格式转换1400m；飞行方向：南北；航向重叠：60％；旁向重叠：为了确保DEM数据能够被3DSMax支持，使用80％；航摄仪类型／编号：UCLp；焦距：70．4mm；GlobalMapper软件，将DEM转换成STDS或USGS像幅大小：11704x7920像素；飞行时间：2011年DSM格式；也可使用FME、ArcGIS等软件实现。11月；摄区困难类型：困难；飞机类型／编号：运5／2．2．63DSMax下模型编辑B8754；使用机场：衡阳机场；像元大小：0．006mm。将DEM导入到3DSMax中

8、，并将导入的DEM转航线分布如图2所示。化为可编辑多边形。在多边形建模模式下，参照航摄影像、特征点和特征线，灵活地对顶点、边、边界、多边形和元素等5个对象进行编辑[9,101。2