智觉空间实景单体建模助力“智慧城市”建设

随着地理信息技术的快速发展和不断进步，信息的空间载体及实现“数字城市”的基础环节，广泛应用于社会的各个领域，如何构建建筑物三维模型一直是国内外研究的重点与热点。

在倾斜航空影像出现前，垂直航空影像、遥感影像和机载Lidar作为测绘领域里的主要数据源在大场景三维建模中有着广泛的应用。但是，上述数据由于缺少建筑物立面信息，所构建的建筑物模型仅是对建筑物2.5维的描述，并不是真正的建筑物三维模型，导致所构建的建筑物三维模型在一些实际应用中如窗户定位、楼层分析等存在着能力不足的问题。

因此选用倾斜航空影像作为数据源，对建筑物进行建模。相较于其它数据，倾斜航空影像颠覆了传统航空影像只能从垂直角度拍摄的局限，从多个角度采集高分辨率航空影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界，兼具精确的地理信息和更丰富的影像信息，大大降低了城市建模的成本。

尽管倾斜航空影像的出现为建筑物建模，尤其是建筑物精细化建模提供了数据保障，但是各国学者在如何应用倾斜航空影像进行建筑物精细化建模这一课题上的研究却进展缓慢。

当前利用倾斜影像的自动化建模方式可以归结如下：在空三之后，首先对所拍摄的影像对像生成稠密的点云，然后对点云进行抽稀，再构建三角网，最后贴上贴图。由于该建模方式并不会把建筑、地面、树木等地物区分出来，因此构建出来的是一个连续的TIN网，所构建的建筑物模型存在“能看不能用现象”。

针对该问题，有些公司提出了“动态单体化”的解决策略以实现建筑物的查询，但是该策略仅是借助二维DLG信息，在渲染层上将矢量面叠加到倾斜摄影模型上，以方便后续模型的查询与管理，本质上讲，该策略是一种基于GIS平台后期的数据处理方案，并不属于建筑物精细建模这一命题。

另外，即使不考虑建筑物单体化的问题，当前建模方式所构建的建筑物模型也存在模型粗糙，建筑物的细节缺少的问题。因此，利用倾斜航空影像进行建筑物精细化建模仍是亟待解决的问题。

事实上，现有的利用倾斜航空影像的建模方式本质上是一种基于数据驱动的建模方式，虽然自动化程度很高，但是后期在对模型的管理和应用上，都存在难以克服的弊端。因此，在建模前利用倾斜航空影像及其通过密集匹配获取的DIM点云数据对地物进行分类，移除场景中的非建筑物地物；然后，采用相关软件和算法确定每个建筑物的位置和范围；在此基础上，提取建筑物的细节特征（包含纹理信息），并将其语义化；最后，按照语义信息构建建筑物精细化模型就成了一个不错的建模方式。

由于语义信息作为城市模型与真实世界的纽带，为各种基于三维城市的数据分析、查询和综合应用提供了接口，因此采用这种建模方式所构建的建筑物模型不仅能够进行建筑物模型的浏览，更能够在后续的地理信息输入中进行全要素的输入与管理，契合当前全要素城市三维的要求，完全克服了现有建模方式中的各种弊端。

因此，武汉智觉空间自主研发了SVSModeler半自动化单体建模软件，能够满足三维GIS的深层应用需求，助力智慧城市建设。