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全景真三维影像技术是未来信息化测绘发展的趋势

时间:2013-03-12来源:中国网字号:

 全景真三维技术是一种全新、开创性的真三维景观建设手段,是未来信息化测绘发展的趋势。

随着传统测绘技术向信息化测绘技术的转化,我国测绘技术有了显著的发展。电子计算机技术、电子与信息技术、网络技术、空间技术的不断发展以及各种测量高新技术近年来不断涌现,推动了测绘技术的迅猛发展. 其中航空摄影测量与遥感技术作为现代测绘技术的先进代表,是目前在大范围内数据特别是三维数据获取最理想、最有效的方法和手段. 特别是多角度倾斜航空摄影技术和机载激光扫描技术的应用,促使三维测绘技术的发展由传统建模方式向真三维技术发展。

全景真三维技术是通过机载方式获取的多角度倾斜影像数据、机载激光扫描系统获取的地面高程数据进行解算合成处理,高度自动化的直接生成全景真三维立体影像,是一种全新、开创性的真三维景观建设手段,是未来信息化测绘发展的趋势。

目前国内多数城市建设三维数字城市是基于已有的测绘成果数据,将采集来的地表和建筑物信息,通过电脑建成模型,最后生成城市的立体图像。这种通过手工建模的三维数字城市建设投入成本高,建设周期长,建成的效果也有很大的局限性,难以满足行业应用的需要。主要表现在以下几方面:

1)精度低。目前国内一些城市都在进行三维数字城市建设,但是精确度比较低一直是困扰三维城市建设和应用的难题。传统三维数字城市中三维模型的生产都是基于手工的制作,导致模型有较大误差,空间分析的结果也不够精确。三维数字城市系统建好之后由于模型和实际的巨大偏差只能成为系统使用者的浏览工具,无法为行业应用部门提供决策制定等专业的支持。

2)投入高、周期长。三维数字城市的建设由于城市覆盖范围大,过多地依赖人工方式进行三维数据建模导致系统建设投入大,周期长,难于满足信息化发展对三维数字城市系统的要求。如国内某个城市,从2005年开始一直到2009年,基本上建完三维模型。而很多城市模型还没有建完却数据又要进行再更新,耗时耗力. 另一方面每平方公里的三维模型的高成本制作和人力的大规模投入都提高了数据采集成本。三维的技术平台一般数据模型多而复杂,数据流量大,对平台的兼容性要求高,系统的加载有阻碍数据流畅性的隐患.

3)真实性差。传统三维数字城市只能局限于较规则建筑物的三维建模,对城市的精细节点表达力度不够,视觉效果无法真实反映影像的本来面目。有些地方则比照引入的数据或者实物直接使用软件建模,采用少量抽象化模型来最大化模拟现实世界。结果造成系统建成后真实性较差,有的建筑甚至出现变形失真的情况,无法与真实的场景进行对应。

 

    

                                                                                              图 虚拟三维景观和真实三维景观对比



基于三维场景的真实性、一致性和连续性高度统一的真三维数字城市系随着三维地理信息系统的深入发展和广泛应用,人们越来越关注三维模型数据的准确性、真实性和实用性。随着数字城市技术的发展,需要研发通过高效实时的三维数据生产,能够为各行业提供真实、可信、可用的真三维地理空间信息,彻底解决了传统三维应用高投入低回报,无法为服务行业所应用的问题。伴随着数字城市的发展,真三维数据将成数据需求的主流.

目前,全景真三维影像技术已经突破了传统三维数据生产的瓶颈,建立了全球第一套真三维实景影像航飞获取、数据快速处理、真实影像展示的内外一体化的真三维实景服务平台。从根本上更新了二维、虚拟三维信息显示的概念,对信息显示技术的发展具有颠覆性影响。真三维实景影像技术具有“真实、快速、完整、高精度”等特点, 突破了迄今为止虚拟三维技术在实际应用中的一个瓶颈,提供了可以显示高清晰度、真实三维图像的方法,使每个像元都有真三维的坐标,从而使得表现出的三维物体既有心理景深又有物理景深,为理解三维图像和其中物体之间的空间关系提供了独特的手段,是一种全新、开创性的三维景观建设手段,将用户引入了完全符合人眼视觉的真实的、高精度、完整性和一致性的直观世界,因而具有极高的科学、社会和商业价值。

全景真三维影像数据作为最新的信息化手段,按照地理三维坐标组织管理空间信息,不仅可以将地形、景观、水文、地质等要素的空间信息和属性信息生成三维数据,建立各种空间和属性数据库及生成真实的地理场景, 并且可以在三维的基础上融入规划管理、数字城市、应急处置、拆迁维稳、城市建设、安全发展、行业应用等各种专业数据,对数字城市、智慧城市的应用提供了创新的手段。

全景真三维影像数据及平台的开发将带动地理信息产业广阔的发展,通过数据创新带动应用和产业的发展,并推动地理信息产业链的上、中、下游发展,因此,全景真三维影像服务平台的建设有利于促进地理信息产业的技术提升和模式创新。在城市信息化应用中可以以真三维地球空间信息作为空间载体,带动周边高成长性的基于地球空间信息服务的产品及应用,并形成新兴三维地球空间信息产业,具有广阔的市场前景。