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水利水电工程三维图形建模研究
Research on 3D Graphic Modeling of Water Conservancy and Hydropower Engineering

倾斜摄影三维建模就成为解决问题的新途径。倾斜摄影三维建模技术不仅在影像
的拍摄方式上区别于传统的人工建模，其数据的后期处理及成果的类型也大不相
同。倾斜摄影三维建模技术的主要目的是拍摄地物多个角度的影像，以便进行多

角度浏览和利用专业软件生成三维模型，其特点如下：一是针对同一地物，可获
得多个视点和视角的影像，从而得到更为详尽的地物侧面信息；二是获取的影像
具有较高的分辨率和较大的视角；三是地物相互遮挡现象较突出；四是高度自动
化，大大减少了人工采集、数据编辑工作量。倾斜摄影技术通常包括，空中三角

测量、影像匹配、DSM 生成、真正射纠正、纹理映射、三维建模等关键内容。

二、倾斜摄影的目的和方法

倾斜摄影的主要目的是获取地表建筑物的空间位置、几何形状、大小以及侧

面和顶部纹理信息，通过三维建模真实反映建筑物的纹理和几何特征。传统正射
摄影只能获取地面及建筑物的平面位置、空间分布和顶层投影，而忽略了侧面纹
理和几何形状。倾斜摄影相机就能够有效补充建筑物侧面纹理信息和几何形态，
从而得到真实、完整的三维模型。

无人机倾斜影像三维建模的关键技术包括数据预处理、空中三角测量、多视
影像密集匹配、纹理映射等。倾斜影像数据预处理主要为格式转换、旋转影像、
畸变差改正和图像增强处。空中三角测量依据航空影像上量测的像点坐标来进行
严密数学模型区域平差，快速解算影像的内方位元素及地面点加密问题。倾斜摄

影空三结算的结果就是将倾斜影像还原成正射影像，基本过程主要包括影像预处
理、光束法区域平差，基于特征点的影像匹配和生成正射影像等步骤。常用的影
像匹配方法有两种，一是基于像方灰度的匹配算法如相关系数法、相关函数法、
协方差函数法、差平方和法、差绝对值法、最小二乘影像匹配法；二是基于特征

匹配的算法，如金字塔多级影像匹配算法、SIFT 算法等。SIFT 算法能够较好地
提取像方特征点，能够较好地保证匹配的正确率，也是目前用于图像匹配最好的
算法。纹理映射是制作三维模型流程的最后一步，也是增强模型视觉效果的关键。
一般来说，纹理映射的过程就是二维到三维的映射关系，将纹理空间中的纹理像

素映射到屏幕空间中的像素的过程，其实质是建立从屏幕空间到纹理空间及纹理
空间到景物空间的两个映射关系。三维模型需要多幅影像中的视图来作为模型的
纹理图来完成纹理映射过程，才能使整个模型纹理贴合、真实。

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