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傾斜攝影模型破洞的5大類型成因及解決方法
傾斜攝影模型在水面、墻面等等地方出現(xiàn)破洞是常有的事情，這個(gè)問題也算是航測內(nèi)業(yè)中的一個(gè)“常客"，或者說是“頑疾"了。那么今天就和大家分享一下模型破洞的出現(xiàn)原因和通常的處理方式。
破洞的類型與產(chǎn)生原因
破洞類型有水面破洞；墻面破洞；橋底、樹下破洞；女兒墻、廣告牌破洞；樓頂破洞幾種，下面我們來分別探討它們出現(xiàn)的原因。
1?
水面、玻璃面破洞
水面與玻璃面破洞是模型生產(chǎn)中最常遇到的問題，這是因?yàn)樗婧筒Ａ姹旧硖卣鼽c(diǎn)較少，軟件在使用照片進(jìn)行空三時(shí)很難提取到特征點(diǎn)，甚至導(dǎo)致照片無法匹配，所以輸出的模型中水面和玻璃面通常是破碎或者空洞的。
2?
墻面破洞
墻面破洞產(chǎn)生的原因大致分為兩類。
A：與上述水面破洞類似，大面積純色墻面特征點(diǎn)較少，軟件空三時(shí)很難提取到特征點(diǎn)，導(dǎo)致輸出模型的墻面破洞或凹陷。
墻面破洞
墻面凹陷
B：建筑物群落過于密集，導(dǎo)致空中相機(jī)各視角無法拍攝到建筑物之間的縫隙處，沒有照片參與此處的空三和貼圖，那么輸出的模型在縫隙處也就是破洞或者粘連的了。
建筑物縫隙處的破洞
建筑物縫隙出的粘連
3?
橋下、樹下破洞
此類問題數(shù)量極多，尤其在城市建模中大量存在，廣泛分布與大橋、過街天橋、高架橋以及密集樹林等地方。
究其原因，與上述密集建筑縫隙處破洞類似，是相機(jī)在空中作業(yè)時(shí)無法拍攝到大橋和樹木底部，導(dǎo)致軟件無法提取此處的特征點(diǎn)，也就無法進(jìn)行建模了。
大橋底部破洞
樹下破洞
4?
女兒墻、廣告牌破洞
事實(shí)上，此類破洞不僅僅只針對女兒墻和廣告牌，許多薄的建筑物均存在這類問題，例如圍墻、成片的欄桿、太陽能板等等。
雖然空中工作的相機(jī)各視角能正常拍攝到這類地物，但由于其較薄的物理結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其特征點(diǎn)提取困難，墻上或廣告牌上只存在少量特征點(diǎn)，導(dǎo)致最終輸出的模型出現(xiàn)空洞。
女兒墻破洞
護(hù)欄破洞
5?
樓頂破洞
此類破洞通常在城市建模時(shí)出現(xiàn)，測區(qū)內(nèi)高樓頂部建模不完整或*沒有樓頂部分，如下圖建筑物高度為140米左右，樓頂部分出現(xiàn)大面積空洞，而旁邊100米的建筑物樓頂卻完好無損。
140米（左）與100米（右）樓頂對比
此類破洞出現(xiàn)的原因大多為樓頂重疊度不夠。一般地，在進(jìn)行高樓建模時(shí)，我們推薦高樓樓頂重疊度需要在航向65%，旁向55%及以上，若單次飛行不滿足重疊度要求，那么可以在后續(xù)架次中補(bǔ)測高樓頂部，加大航高與重疊度，直到滿足要求即可。
而上述測區(qū)中，設(shè)計(jì)航飛高度為180米，使用的相機(jī)為RIY-DG4 Pros，設(shè)計(jì)地面重疊度為航向85%，旁向80%，那么計(jì)算出100米高樓的樓頂重疊度為航向70%，旁向60%，滿足建模要求。
但同樣的設(shè)計(jì)航高下，140米高樓的樓頂重疊度僅為航向45%，旁向28%，這個(gè)參數(shù)則*不能滿足傾斜攝影的建模要求，也就導(dǎo)致樓頂出現(xiàn)了大面積的破洞。
140米高樓破洞
通常在城市建模過程中，因?yàn)榇嬖诖罅扛邩牵腋鞲邩堑母叨葏⒉畈积R，為保證作業(yè)安全和地面分辨率的要求，會選擇焦距較長的相機(jī)，而城市內(nèi)空域時(shí)間有限，為保證作業(yè)效率，會選擇全畫幅/中畫幅類型的相機(jī)。睿鉑針對以上難點(diǎn)，推出了實(shí)景三維、智慧城市項(xiàng)目的作業(yè)利器——RIY-DG4 Pros和M10 Pro，長焦距、畫幅大，單次作業(yè)即可滿足建模要求，不必浪費(fèi)效率進(jìn)行補(bǔ)測。
破洞問題解決方案
已經(jīng)闡述了各類破洞產(chǎn)生的原因，針對以上問題，應(yīng)該如何解決它們呢？接下來這里就簡單地提供幾種方法。
1?
KML范圍約束
此方法通常用于水面破洞修補(bǔ)，同時(shí)也可以用于草地、公路等的約束壓平，操作簡單易上手，效果較好。
KML水面破洞約束【節(jié)選自GIS前沿】
此方法對第2類墻面破洞和第4類女兒墻破洞有一定效果。在Processing setting--Hole filling中選擇Fill all holes except at tile boundaries（填充除塊邊界外的所有孔洞），但填充完整的墻面也可能出現(xiàn)凹陷的情況。
Fill all holes except at tile boundaries設(shè)置
兩種Hole filling設(shè)置的說明
兩種Hole filling設(shè)置生成的模型效果
3?
選擇合適的空三建模軟件
業(yè)內(nèi)廣泛使用的空三建模軟件有瞰景Smart3D、Context Capture、Mirauge 3D等，各軟件都有其長處和優(yōu)勢。例如瞰景Smart3D軟件可以自動進(jìn)行水面識別和修復(fù)，Context Capture update16及以上擁有簡單的修模功能，可以直接填充破洞和水面等等。
除建模功能外，瞰景Smart3D也具有水面約束等修模功能，操作非常簡單，而且路面和建筑的模型修復(fù)都可以直接在建模軟件下進(jìn)行，操作簡單效率高。并且本身該軟件生產(chǎn)的模型就無懸浮物，進(jìn)一步減少了人工修模的工作量。
瞰景Smart3D自動水面修復(fù)
瞰景Smart3D（左）與DJI Terra（右）玻璃面效果對比
4?
對模型進(jìn)行修飾
上述各類破洞問題均能通過后期修模操作來解決，業(yè)內(nèi)常用的修模軟件有SVS MeshEditor、DP Modeler等，此類軟件不僅操作易上手，而且功能強(qiáng)大，更是可以一鍵填充水面，修改紋理，并支持多種模型格式。
水面修復(fù)效果
壩體模型修復(fù)效果