【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 較昂貴，且不便于攜帶，因此在攝影測(cè)量的過(guò)程中使用的更多的是普通的數(shù)碼相機(jī)，又稱(chēng)為非量測(cè)攝影機(jī)。影響攝影測(cè)量精度的因素包括：攝影質(zhì)量、控制質(zhì)量、設(shè)備性能、被測(cè)物體的光照狀態(tài)、后期處理的軟硬件性能。近景攝影測(cè)量設(shè)備類(lèi)型及各類(lèi)特點(diǎn)：、光學(xué)性能好；，且配有格網(wǎng)；，但他配有改正底片變形的格網(wǎng)；，光學(xué)畸變較大，未采取減少或改正底片變形的措施，并且不具備記載外部空間參數(shù)的設(shè)備[6]。 激光掃描測(cè)量高精度激光掃描儀有Airborne Scanner、Laser Facade Scanner等等，其作用是獲取目標(biāo)物體表面的球面坐標(biāo)信息并將其制成數(shù)字影像圖，這些信息可以被轉(zhuǎn)換到笛卡爾坐標(biāo)系中，并用來(lái)進(jìn)一步作用于有關(guān)的三維應(yīng)用。將GPS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）和掃描激光測(cè)距儀進(jìn)行集成，則組成機(jī)載激光掃描制圖系統(tǒng)（Airborne Scanning Laser Mapping System），可進(jìn)行大范圍數(shù)字地表模型（Digital Surface Model，DSM）的高精度實(shí)時(shí)獲取。在激光掃描測(cè)量中，包括有GPS、姿態(tài)測(cè)量裝置和掃描激光測(cè)距儀，通常是先獲取目標(biāo)的精確位置和姿態(tài)參數(shù)，然后利用掃描激光測(cè)距儀獲取成像中心到采光點(diǎn)的距離，然后用這些數(shù)據(jù)計(jì)算出目標(biāo)的位置。與傳統(tǒng)的攝影測(cè)量作業(yè)相比，激光掃描測(cè)量有很多優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需地面控制點(diǎn)，可部分穿越樹(shù)林遮擋直接獲取地表的高精度三維信息；對(duì)測(cè)量環(huán)境沒(méi)有要求，即使是在夜間也可以進(jìn)行測(cè)量；獲取數(shù)字地表模型的測(cè)量成本相比攝影測(cè)量要低出很多；相比傳統(tǒng)測(cè)量，激光掃描測(cè)量可以連續(xù)自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)；測(cè)量速度、精度比傳統(tǒng)測(cè)量要更高。 GIS/CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)出由于三維GIS技術(shù)的技術(shù)不夠成熟加普及度不足，市場(chǎng)上仍舊是二維數(shù)據(jù)占有率較高，然而，很多時(shí)候二維數(shù)據(jù)不能滿(mǎn)足一些特殊需求，例如三維GIS的研究上，對(duì)三維大規(guī)模場(chǎng)景數(shù)據(jù)的需求十分強(qiáng)烈，但是三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)的獲取成本較高，耗時(shí)較長(zhǎng)，因此產(chǎn)生了這種利用二維數(shù)據(jù)快速產(chǎn)生三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)的方法。對(duì)于已有二維GIS數(shù)據(jù)可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的導(dǎo)出處理，基于現(xiàn)有的矢量圖可以完成簡(jiǎn)單的建模，該方法成本低且自動(dòng)化程度高，在需要快速建立三維模型的領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，這也是在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)水平下大多數(shù)二維GIS提供三維能力的最主要方式，缺點(diǎn)在于生成的三維場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)的貼近度降低，數(shù)據(jù)的直觀(guān)性也較差，分析功能仍停留在二維數(shù)據(jù)的水平。正因?yàn)檫@類(lèi)數(shù)據(jù)源存在著許多問(wèn)題，隨著三維技術(shù)的發(fā)展和成熟，這種方法將會(huì)漸漸被新的方法所取代。 第3章 三維模型制作 導(dǎo)入影像圖三維模型制作之前要先整理好對(duì)應(yīng)區(qū)域的影像圖文件，制作模型時(shí)要導(dǎo)入整理好的矢量圖文件，在建模時(shí)可以作為參考線(xiàn)，并且給模型提供相應(yīng)的坐標(biāo)，在矢量圖的基礎(chǔ)上創(chuàng)建三維模型，創(chuàng)建好的模型位置必須與矢量圖上相應(yīng)的地物坐標(biāo)保持一致。 影像圖矢量化首先要去google earth上去下載我們學(xué)?；值男l(wèi)星影像圖。對(duì)圖像進(jìn)行投影定義。在ARCGIS中添加衛(wèi)星影像圖之后手動(dòng)添加shp圖層，在arccatalog里面添加點(diǎn)，線(xiàn)，面的shp文件，注意，添加到時(shí)候也要定義投影，選擇WGS1984。矢量化化石林里面的化石，道路，植物等，其中道路利用擦除方法來(lái)進(jìn)行矢量化，具體步驟如下（針對(duì)面）：先建立一塊較大區(qū)域的矢量區(qū)在被截的圖層上，也就是之前正在用的圖，然后建立一個(gè)臨時(shí)的圖層，和之前的圖保持性質(zhì)相同比如投影等，然后在臨時(shí)圖上畫(huà)出想要在那塊大區(qū)域上摳的區(qū)域，保存。利用工具箱中的overlay 中的erase來(lái)進(jìn)行擦除。右擊菜單欄空白處添加layout工具模塊，將矢量化的圖層一起導(dǎo)入到DWG格式下。 3DMAX建模將上個(gè)步驟中產(chǎn)生的DWG格式矢量圖導(dǎo)入到3DMAX中，會(huì)顯示出地物的二維平面圖，在3DMAX中需要對(duì)二維圖的輪廓重新勾畫(huà)（利用捕捉工具），勾畫(huà)出的面便是需要建模地物的底面，對(duì)該底面進(jìn)行一系列操作可以得到想要的三維模型，關(guān)鍵技術(shù)如下：（1）拉伸拉伸在3DMAX中使用擠出修改器來(lái)實(shí)現(xiàn)，作用是將現(xiàn)有的二維圖形在豎直方向上進(jìn)行拉伸，其操作對(duì)象是二維圖形，擠出長(zhǎng)度的數(shù)值為正時(shí)二維圖形會(huì)向其正方向做一個(gè)延伸，為負(fù)值時(shí)則相反。在對(duì)矢量圖進(jìn)行處理之后得到的模型底面通過(guò)擠出便可以得到立體的模型，擠出的長(zhǎng)度即是模型的高度。（2）放樣LoftObject（放樣）的作用和拉伸相近，不同點(diǎn)在于二維圖形的拉伸方式不僅僅是在豎直方向上，而是可以給拉伸方向賦予一個(gè)固定路徑，使二維圖形沿著這條路徑進(jìn)行拉伸，而且在同一路徑上的不同區(qū)段的剖面可以按照特定的規(guī)則發(fā)生改變。放樣是一種常用的建模方法，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)很多復(fù)雜模型的構(gòu)建。制作放樣模型之前需要預(yù)先制作好放樣平面和路徑。在3DMAX中，放樣的重要參數(shù)包括放樣路徑、放樣圖形、縮放、扭曲、傾斜、倒角、擬合等等，可以實(shí)現(xiàn)圖形隨著路徑進(jìn)行縮放、扭曲、傾斜等等特殊效果，可以選擇二維剖面后捕捉路徑進(jìn)行放樣制作模型，也可通過(guò)選擇路徑后捕捉二維剖面進(jìn)行放樣。（3）布爾運(yùn)算Boolean（布爾運(yùn)算）是通過(guò)對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象采用交集、并集、差集運(yùn)算而得到新形態(tài)模型的建模方法。在3DMAX中可對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行多次布爾運(yùn)算。布爾的重要參數(shù)包括運(yùn)算對(duì)象、并集、交集、差集AB、差集BA、切割，并集可以獲得兩個(gè)對(duì)象合并的物體；交集可以獲得兩個(gè)對(duì)象相交的部分，刪除不相交的部分；差集AB在A物體中減去和B物體重合的部分；差集BA同理；切割可以用一個(gè)物體去切除另一個(gè)物體，且不添加該物體的任何部分。（4） 倒角倒角修改器可以將圖形擠出為3D模型，并且使邊緣處平滑，是常見(jiàn)的建模中經(jīng)常需要用到的方法，其重要參數(shù)包括封口、曲面、相交、起始輪廓，封口可以指定是否在圖形一端封閉開(kāi)口，曲面可以控制曲面的側(cè)面速率、平滑度以及貼圖，相交可以防止重疊的相鄰邊產(chǎn)生銳角，起始輪廓用來(lái)設(shè)定輪廓到原始圖形的距離。（5） 扭曲扭曲修改器可以對(duì)一個(gè)三維模型產(chǎn)生一個(gè)類(lèi)似于擰毛巾的旋轉(zhuǎn)效果，并且可以控制x、y、z軸上的扭曲角度，同時(shí)可以對(duì)模型的一部分限制扭曲效果。（6） FFD修改器FFD翻譯過(guò)來(lái)是“自由變形”，其包含5種類(lèi)型：FFD 222修改器、FFD 333修改器、FFD 444修改器、FFD圓柱體修改器以及FFD長(zhǎng)方體修改器，這類(lèi)修改器的作用是使用晶格框包圍模型，通過(guò)對(duì)晶格框上控制點(diǎn)的調(diào)整來(lái)完成對(duì)模型的調(diào)整。3DMAX中有大量的建模工具和修改工具，建模工具包括多邊形建模和樣條線(xiàn)建模，修改工具包括拉伸、布爾、放樣、倒角、扭曲、FFD修改器、對(duì)齊、旋轉(zhuǎn)等等，利用這些工具我們可以針對(duì)真實(shí)場(chǎng)景制作出十分逼真的三維模型。在三維建模之前先思考采用什么樣的建模方法和合適的修改器，在建模過(guò)程中可以對(duì)照實(shí)物圖片逐步對(duì)已有模型作出修改，盡量減少不必要的工作，例如將模型面分段，這會(huì)增大模型的數(shù)據(jù)量，會(huì)對(duì)后面模型到場(chǎng)景的導(dǎo)入工作產(chǎn)生影響。當(dāng)然對(duì)于復(fù)雜的模型還是應(yīng)該對(duì)細(xì)節(jié)部分逐步調(diào)整，以達(dá)到更加貼近真實(shí)的效果。 注意事項(xiàng)由于建成的模型不僅僅要在3DMAX中顯示，同時(shí)需要導(dǎo)出到固定的格式，最后需要導(dǎo)入到skyline上的三維場(chǎng)景中，因此許多細(xì)節(jié)上的處理不當(dāng)可能會(huì)直接導(dǎo)致模型無(wú)法導(dǎo)出，在場(chǎng)景中的顯示效果不佳、顯示錯(cuò)誤或者無(wú)法顯示，因此，在建模的過(guò)程中，需要注意如下事項(xiàng)：（1）刪除掉所有建筑以及其他模型的底面。（2）避免模型出現(xiàn)兩面或多面重疊的情況，要?jiǎng)h除模型中重合的面，否則會(huì)造成重疊面在場(chǎng)景中閃爍的情況。（3）所有的三維模型的z坐標(biāo)必須要大于0，包括地面。（4）對(duì)三維模型結(jié)構(gòu)與貼圖坐標(biāo)起不到作用的點(diǎn)和面都要?jiǎng)h除以節(jié)省數(shù)據(jù)量。（5）在創(chuàng)建模型的時(shí)候，注意利用捕捉使模型的點(diǎn)與點(diǎn)之間相互對(duì)齊，不要出現(xiàn)點(diǎn)之間有縫隙或錯(cuò)位導(dǎo)致面與面之間出現(xiàn)交叉的情況，這樣可以避免場(chǎng)景漫游時(shí)出現(xiàn)閃面或破面的情況影響效果[9]。（6）盡量減少模型的數(shù)據(jù)量，但前提是保證場(chǎng)景的顯示效果，線(xiàn)的段數(shù)盡量不要過(guò)多，可能的情況下用折線(xiàn)來(lái)代替曲線(xiàn)以減小數(shù)據(jù)量[11]。 貼圖制作在三維模型的制作中，貼圖是很重要一個(gè)部分，他可以真實(shí)的反映物體表面的紋理和材質(zhì)，如果沒(méi)有貼圖，沒(méi)有紋理的模型的表現(xiàn)力是蒼白無(wú)力的。他不僅僅可以表現(xiàn)出木質(zhì)、塑料、玻璃等各種材質(zhì)，還可以產(chǎn)生出反射、透明、凹凸的特殊效果，這樣的模型在三維場(chǎng)景中更加具有表現(xiàn)力，有更好的視覺(jué)效果。Bitmap是3DMAX中最常用的貼圖，除了bitmap還有多種貼圖形式，比如使用復(fù)合貼圖可以制作出混合材質(zhì)的效果，賦予到模型上的貼圖有自己的坐標(biāo)（UV或UVW坐標(biāo)系）。在小規(guī)模場(chǎng)景或者是有特殊要求的場(chǎng)景中，對(duì)于模型的精細(xì)度要求可能會(huì)比較高，一般紋理的數(shù)據(jù)源會(huì)采用高像素的數(shù)碼相機(jī)實(shí)景拍攝，然后對(duì)獲得的照片進(jìn)行后期處理，制作成想要的紋理樣式，這樣獲得的貼圖模型仍然會(huì)與實(shí)物有一定偏差[4]。3DMAX 系統(tǒng)中除了BitMap這種貼圖方式外還有多種貼圖方式，其中包括一些高級(jí)貼圖如自動(dòng)反射貼圖可以使模型