引言

在信息时代下，可量测实景影像作为先进的地理信息产品，可以提供高分辨率的图像和精确的测量功能。4D产品通过在传统的三维空间数据中加入时间序列，可以提升数据的动态性和连续性，为城市规划、环境监测、灾害管理等提供更为全面和深入的视角。因此，为实现数据信息的最大化利用，在技术的持续发展下，可以将可量测实景影像与4D产品进行集成。

1可量测实景影像的功能分析

可量测实景影像是航空、航天或地面立体影像的一种，具备绝对方位元素，不仅具有直观性，还能通过特定的应用软件、插件和API，实现专业应用系统中的直接浏览、相对测量、绝对定向解析测量以及属性信息的挖掘。可量测实景影像的功能较多，诸如可视化、量测影像等功能。

1.1 可视化信息功能

通过对可量测实景影像的分析，其具有较强的可视化信息功能，用户通过直观方式可以查看和理解地理空间数据。该功能可以提供更高分辨率的图像视图，使得地形、建筑物以及其他自然清晰可见。并且，该功能支持多层次的信息叠加，包括地理标签、道路网络、植被覆盖等，促进图像可读性和实用性的增强。此外，该功能具备动态调整的能力，可以结合需求调整视角、缩放比例、显示细节等，从而获取最佳的观察效果。这种灵活性能从不同角度和距离观察同一区域，获取更为丰富的视觉体验和信息^[1]。

1.2 量测影像功能

针对量测影像功能，能够允许用户对图像中的特定图像或者区域进行精准测量，适用于需要进行详细地理测量的领域，包括城市规划、土地管理、环境监测等，用户能通过简单操作中，诸如点击、拖动等，选择测量对象，快速获取其长度、宽度、面积等测量户数，让不同用户的需求得到满足^[2]。最为关键的是，此功能可以提供高精度的测量结果，让数据更为准确和可靠。通过量测影像功能，用户能轻松获取地理空间数据，为后续决策提供科学依据。

1.3 标注影像功能

对于可量测实景影像的标注影像功能，可以允许用户在图像上添加注释和标记，突出显示特定的地理特征和信息。该功能应用在详细分析的场景中，能获得良好成效。同时，用户通过标注功能，可以将重要的地理信息或者测量结果直接显示在图像上，让信息的可读性和理解性增强。并且，此功能支持多种标注类型，包括文本、图像、颜色等，用户能够结合具体需求，选择合适的标注方式。此外，该功能具备编辑和删除标注的能力，用户能灵活管理标注内容，加快图像内容的理解速度，并让信息以最快的速度传递和交流。

2可量测实景影像与4D产品集成思路

本文以某校区为实验对象，通过对摄影测量和数字近景数字摄影测量方法的联合运用，搭建地理空间数据的三维模型，同时将大范围地理背景作为依据，在对数字摄影测量方式合理应用的基础上，借助航空摄影数据，以4D产品的生产方式为辅助，对数字高程模型和数字正射影像图联合的三维景观模型科学搭建。针对此范围内的用户比较感兴趣的人工地物，包括建筑物等，在对数字近景摄影测量方法的科学运用下，借助非量测数码相机，快速对影像数据进行采集和整理。同时，通过相机检校、特征提取、影像匹配等多个流程，让可量测实景的三维模型得到重新搭建^[3]。最后，将大范围的三维背景地理数据进行梳理，与局部可量测实景影像充分整合在一起，确保可量测实景影像能和4D产品充分结合，并将可量测的三维虚拟现实提供给用户，以便在后续城市规划、管理、设计等工作开展过程中，相关人员能做到有据可依。

3可量测实景影像与4D产品集成研究

3.1 建立地理背景4D产品

地理数据4D具体涵盖四个部分，分别为DOM（数字正射影像图）、DEM（数字高程模型）、DRG（数字栅格地图）、DLG（数字线划地图）。其中，DOM指的是通过对数字高程模型的有效利用，对数字化航空相片或遥感影像进行扫描处理，之后逐项元纠正，并做好相应的裁剪，最后生成图像数据。并且，这类数据呈现出的特点较多，诸如地图几何精度高、影像特征明显等。DEM指的是通过对等高线或航空航天影像的合理搭建，从而达到对地面高程起伏形态精准表达的目的，并形成数字集合。数字高程模型是数字地形模型中的重要部分。DRG指的是通过对现有纸质地形图的合理应用，经过一系列操作，包括扫描、几何纠正、色彩校正等，实现对各类数据的整合，并以数据集的形式存在，同时和同等比例地形图进行对比分析，保证在内容、几何精度、色彩等方面能够相同。DLG指的是将航空航天影像作为核心，在对影像识别、矢量化的前提下，搭建基础地理要素的矢量数据，具体涵盖的内容有空间信息、属性信息等^[4]。

在本次研究中，通过对摄影测量方法的灵活应用，搭建大范围的三维景观模型，保证在数字摄影测量4D产品中，数字高程模型和数字正射影像图能得到充分整合。为达到此目标，可以运用全数字摄影测量系统辅助，首先对数据快速输入，并在此基础上完成空中三角测量。其次，定向建模，同时进行重采样与核对，保证在影像高度匹配的基础上，自动生成数字高程模型。在制作数字正射影像图时，以透视变换原理为依据，按照要求制作。最后，在数字高程模型图上，对正射影像采取叠加处理，并结合要求完成景观图的绘制。

3.2 数字近景摄影测量方法三维模型建立

在对三维模型搭建过程中，通过对数字近景摄影测量技术的利用，在非量测数码相机的支持下，获取用户比较感兴趣的人工地物影像，包括建筑物等，并对影像建立可量测的三维立体模型，以达到对真实景物的可量测虚拟现实的目的。

（1）非量测数码相机校验。在三维模型搭建过程中，非量测数码相机校验是重要一环，相关人员需要严格按照流程进行，具体分析如下：

①准备校验设备。准备校验所需要的设备，包括非测量数码相机、标定板、三脚架等。标定板多为黑白相间的格子图案，尺寸和形状与相机的测量要求相符。

②设置相机参数。在进行校验前，对相机的参数合理设置，包括光圈、焦距等。参数的设置需要依照测量环境、目标、特点等进行调整，保证呈现效果能达到最佳^[5]。

③标定板放置。将标定板放置于测量环境中，让其位置稳定且不被外界影响。标定板需要放置在相机的成像范围内，与相机保持相应距离和角度，为后续的数据处理提供便利。

④拍摄标定板照片。利用非量测数码相机对标定版进行拍摄。拍摄过程中要保持光线均匀，避免反光和阴影。同时，拍摄的相机要保持稳定，避免移动或抖动，使照片的清晰度和准确度达到最佳。

⑤数据处理与分析。将照片导入计算机进行数据处理，利用专业的摄影测量软件对照片中的标定版识别与分析，计算相机的内参和外参。其中，内参包括焦距、主点坐标等，外参则包括相机的位置、姿态等。

在本次研究中，通过对Photo Modeler 软件的使用，借助其中包含的相机检校功能，对常规的数码相机进行校验，型号为SONY T12，之后对参数信息科学建立，具体情况如表1所示。结合表中的各类数据来看，象主点坐标用表示，相机焦距用表示，代表的是象元的宽度，代表的是象元的高度，代表的是镜头一阶径向畸变系数，代表的是镜头二阶径向畸变系数，代表的是镜头一阶切向畸变系数。

表 1 SONY T12相机校验参数信息

（2）实景目标三维重建。在进行实景三维目标重建过程中，主要对数字近景摄影测量技术合理应用，包括目标影像数据获取、预处理等多个流程，具体分析如下：

①目标影像数据获取。对目标物体进行多角度的影像采集，诸如所需数据的控制信息等。在此环节，需要利用高精度的影像设备，结合提前制定的拍摄流程操作，对不同角度捕捉物体的图像控制信息，包含标定点、控制点等，为后续数据处理提供依据。

②摄影预处理。获取的原始影像应该进行相应的预处理，提升图像的质量，为后续分析做好准备。在预处理期间，要做好去噪、对比度调整、色彩校正等工作，确认图像数据的清晰度与一致性能达到最佳。

③同名特征提取和匹配。在此过程中，应用之前相机校验获取的各类信息，对图像中的同名特征点进行提取和匹配。同时，利用特征检验算法，包括边缘检测、焦点检测、特征描述算法等，生成特征点的描述符，保证能在不同图像之间高效匹配。

④目标点的三维重建。利用摄影测量方法，对匹配的特征点进行三维重建，结合多视图几何原理，通过三角测能量等技术的应用，将特征点在三维空间中的坐标计算出来。为提高计算精准度，应该相机参数合理设置，并保证控制点信息的准确无误。

⑤实景目标三维重建及纹理粘贴。在三维重建的前提下，进一步进行实景目标的三维建模，诸如几何形状重建、纹理信息映射等。同时，在三维模型表面贴上与实际物体表面纹理相匹配的图像，增强模型的真实感，让视觉效果达到最佳。

⑥输出。将完成的三维模型输出。输出格式有STL、OBJ等三维模型文件，或者特定格式。输出的模型会用在各种应用中的场景，包括虚拟现实、增强现实、工程设计等。

3.3 三维可量测影像与背景4D产品集成

为达到4D产品与三维可量测影像集成的目的，在本次研究过程中，通过搭建具有三维图像处理功能的中间平台软件，对二者有效集成。

（1）平台软件运用数字摄影测量工作站（JX-4DPW）生成数字高程模型规格格网文件。数字高程模型是地形数据模型的基础，通过一系列的算法和计算，可以将原始的地形数据转化成具有一定分辨率的格网数据，准确表示地面的高程信息，为后续三维地形模型的搭建提供数据支撑。

（2）在数字高程模型生成后，数字摄影测量工作站利用Open GL作为底层图形库。Open GL是一个功能强大的图形API，在三维图形渲染和显示中应用广泛，能够支持复杂的图形渲染，高效处理大规模的三维数据，同时提供高质量的图形传输。

（3）为快速绘制和显示三维地形模型，平台软件应用分裂－合并算法，通过将复杂三维地形数据分割成更小的数据块，之后逐步处理数据块，最终将其合并成一个完整的三维地形模型，提升数据处理效率，优化内存的使用，确保在大规模进行数据下也能在有限计算资源中得到科学处理。

 结束语：

综合而言，针对用户兴趣度较高的区域，采用分层的方式，逐步达到三维空间数据建模的目的。在此过程中，不仅对数字摄影测量三维建模效率高、自动化水平高等优势充分运用，还能通过对近景数字摄影测量方式的利用，达到细部可测量景观的三维重建目的。在本次研究中，将某区域作为实验对象，深入探究可量测实景影像与4D产品集成，结合最终的结果来看，所给流程具备可行性、可操作性和有效性。并且，此方法的提出，能为城市规划、信息管理等人员提供全新地获取三维景观模型的方法，将测绘科学技术在数字城市建设中的强大功能充分展现出来。

参考文献：

[1]孙树承，王儒壮，温琼华.一种基于OpenCV的可量测实景影像像素级拼接方法[J].北京测绘，2022，36(7)：5.

[2]王师.基于实景三维模型创建可量测实景图片研究[J].测绘与空间地理信息，2023，46(11)：81-83.

[3]孙树承，王儒壮，温琼华.一种基于OpenCV的可量测实景影像像素级拼接方法[J].北京测绘，2022，36(07)：845-849.

[4]向华，唐昊.可量测实景影像在交通巡逻警务信息化中的应用与实践[J].数字技术与应用，2021，39(02)：147-149.

[5]姜友谊，张春森，胡平波.可量测实景影像与4D产品集成研究[J].西安科技大学学报，2011，31(05)：569-572+607.