滕王阁景区三维模型的构建研究

滕王阁景区三维模型的构建研究摘要：三维景观模型制作是现代旅游业为游客提供优质旅游服务的核心技术，而滕土阁景区建筑的多样性与复杂性使得景区的三维建模更具有实际意义。本文针对传统三维建模方法在精确度和还原度等方面存在的局限性，探讨利用倾斜摄影的手段，采用Smart3DCapture等软件建模技术来充分实现滕王阁景区的三维建模，提供一种可视化效果逼真和漫游及互动式的资源共享手段，进而有助于促进滕王阁景区的旅游发展。关键词：滕王阁景区三维模型Smart3DCapture滕王阁景区是以江南三大著名楼阁之一的滕王阁为中心的景观建筑旅游景区。随着景区的向北和向南的延伸扩大和融入赣江旅游风光带，如何让游客通过大屏幕，模拟亲临滕王阁滨江景区游览，感受人文旅游资源所带来的旅游文化快乐，为滕王阁景区旅游提供优质服务，成为旅游业关注的重点。本文着重阐述以倾斜摄影测量技术为基础，采用Smart3DCapture等三维建模软件，探讨建立滕王阁景区三维模型的技术流程，利用三维模型对滕王阁景区进行引导与宣传，进而推动南昌旅游业的发展。一、基于倾斜摄影测量三维建模的意义滕土阁景区位于南昌市赣江与抚河故道的汇合处。本次三维建模范围，依据《南昌市滕王阁历史风貌区控制性规划(2015-2020)》，南起屮山西路，北至阳明路，东为子固路，西邻赣江，总面积为82公顷。其中，以滕王阁为核心景区范围，面积为4.5公顷。景区域内由滕王阁主体建筑、 文化庭院、奇石雕塑以及历史文化景观组成，对游客吸引力大。主体建筑为宋式仿木结构，碧瓦丹柱，雕梁飞檐，书画满堂，立面凹凸有致，历史文化丰富，需要真实模拟滕王阁景区的三维模型向游客提供查询与认知服务。滕王阁景区内的景观众多，大小不一，立面复杂，纹理多样。本试验基于三维建模技术，根据倾斜摄影测量数据，依据滕王阁景区内的建筑、植被、道路、设施的大小形状、距离位置，材质色彩、光照效果等构建三维模型，实现仿真模拟与可视化过程的简单化，达到快速而准确地为旅游用户提供一个身临其境的真实旅游场景的服务模式。二、滕王阁景区建模技术路线滕王阁景区的景观模型建立，其基本要求是准确反映出景观建筑的平面位置，大小、形状、色彩及材质，让游客能从多个角度进行全面欣赏。所采用倾斜摄影测量来获取建模影像数据，其基本原理是在同一飞行平台上搭载了多台可旋转变化镜头的传感器，同时从一个垂直和多个倾斜的不同角度采集影像。滕王阁核心区三维模型在多个镜头、不同角度下完成倾斜摄影影像数据采集工作，可以获取滕王阁的多方位几何信息，并且又实地采集滕王阁景区建筑的纹理数据，在数字止射影像和数字高程数据支撑的基础上，利用Smart3DCapture软件完成三维模型的建立。(-)滕王阁景区模型构建技术路线 为保证建模精度，航空摄影技术指标为：使用UltraCamOSPREY数码航摄仪，地面分辨率为o・08米，焦距80毫米，像元是6u。通过倾斜摄影获取数据并进行空三加密处理后，在DEM与D0M的支撑下，外业景观纹理采集，采用Smart3DCapture分区建模，从而实现整体三维模型的建立。（二）滕王阁景区数据采集的方式滕王阁景区三维模型的构建，其三维空间数据和影像数据，由景点的一系列平面位置、地面高程、地物高度及纹理数据、DOM、DEM数据等组成,而通过倾斜摄影测量技术，采用多台传感器，以不同角度对景点进行全方位影像数据釆集，可以方便、快速、高效的获取建模数据。构建滕王阁景区的三维模型的几何数据，选用能够形象表达旅游景点的形态特征及相应建模精度耍求的合格数据。纹理数据的采集，应拍摄建筑物所有部位的表面影像，以便满足不同细节层次的表达要求，并同时应注意到通用纹理与示意纹理的数据釆集。属性数据的釆集应保证景观建模信息的正确性与完整性，在编码过程屮应具备系统性、通用性以及扩展性。1•建模数据的验证数据精度是模型精度的重要支撑。滕王阁景区三维模型的质量取决于数据质量，而数据质量可以用数据质量元素进行描述，主要体现在模型的完整正确性、直观形象性、现势性、真实准确性、表现精度、属性信息精度以及逻辑一致性等几个方血。为准确建立滕王阁景区的模型，开展了对已有的DEM、DOM数据进行准确性和完整性的來源检查，保证其一定的数学精度和获取合格的原始数据。2•纹理数据的采集 纹理数据的采集，是真实表现实体的基础性工作。在数据采集过程中,采取事先计划，围绕核心区进行闭合路线分区采集，有利于提高数据采集效率。（1）纹理采集纹理拍摄：为清晰表现滕王阁景区景物，对建筑物进行实地拍摄和纹理采集，并按景观属性分类，逐一整理编号。采用的拍摄器材为有效像素1200千万，JPG存储格式的佳能数码相机。选择拍摄的时间：日出后二小时和日落前二小时，以此回避中午太阳正射建筑物时段。拍摄建筑物角度的选择，以变形小、和无遮挡物，且色调均匀为最佳。获取的照片颜色则以真实不偏色为原则，同时应避免景观建筑物由于自身反射光所带來的颜色失真。（2）数据采集的内容数据采集，主要有滕王阁景区中的景点全貌、景点位置、景点特征和鸟瞰景点的视觉影像。其屮，景点建筑物的多角度和突出表现特征点的数据采集最为关键。为正确多角度全面反映建筑物滕王阁，其景点建筑物数据采集，应采用表现全貌，拍摄左前视、右前视、正前视、前侧视、左侧视、右侧视和后侧视的影像，以利于全面反映岀景点建筑物各个角度的外立面；在表现建筑物主体上，可以选择拍摄滕王阁具有唯一性和代表性的正前视部位。而在采集的同时，实地开展对滕王阁景区所有的地理要素核实和建筑物阴影的识?e。（三）软件平台Smart3DCapture是一种快速、全自动的三维 场景运算建模软件，是通过简单连续的影像来产牛超高密度点云，进而牛成具有真实影像位纹理的高分辨率三维模型。滕王阁景区的内业三维模型的数据处理，是利用全自动三维建模软件Smart3DCapture进行建模，通过三维数字地球平台的数据导入，整个过程自动化，全面实现三维模型和景区场景的融合。三、滕王阁景区建模的实施滕王阁景区三维模型的实施构建过程屮，首先对建模区域进行单元划分，按不同单元类别表现要求和基本属性进行数据处理，以达到精细、标准和一般性的不同层次的建模要求。(-)模型的单元划分模型的单元划分：滕王阁景区分区的原则：以核心景区、保护区、规划区进行分区。实际划分时，采用相对稳定和完整的口然地形地物，取用赣江大堤、阳明路、子固路等为边界线，这样有利于滕王阁景区地理要素在儿何要素上不被任意截断，保持模型具有相对的独立性和完整性。(-)模型的分区命名滕王阁景区的三维分区模型命名，是参照行业标准《三维地理信息模型生产规范》CH/T9016-2012执行，其基本结构是由建模单元编码、模型类型、模型顺序号和表现等级共四部分组成，以便达到有序建模。(三)模型的制作滕王阁景区是一个景观形态不一、外立面复杂的景区。在建模时，按模型等级及建筑物类别进行处理，突出其建筑物特征。滕王阁的主体建筑模型，主耍是反映建筑的外观细节，清晰表现岀游客喜爱观赏的几何特征点。尤其是在沿着建模景观物体漫游时，游客能充分欣赏到滕王阁建模后 的细部特征而带来的立体艺术美感。同时，滕王阁的纹理多样复杂，在制作过程时，应保持与实地石材、玻璃、金属、木材的材质纹理一致性，使整体拼接过渡自然。滕王阁景区的地形模型数据是由几何数据和纹理数据共同组成。整个区域内地形起伏不大，以平地居多，沿江部分有赣江陡堤、码头斜坡等，平地平均相对高差小于5米。因此，所采用DEM的格网单元尺寸不大于lOmXIOm,DOM的分辨率地貌优于lm,且高程精度优于2m时，所构建的地形模型，能满足一般性地形的建模需求。四、滕王阁景区模型的纹理贴图景观建筑纹理贴图是提高实体的准确、形象和真实性来表现实体的一种图像处理技术。滕王阁景区分别按“景观正立面纹理”、“内部主体立面纹理”、“景观背立面主体纹理”等类型，实现不同类别的表现。获取景观纹理图像的主要方法是通过实地拍摄照，在后期采用Photoshopcs6进行针对性复原和反复调试。（一）纹理图像处理的基本原则：图像应反差适中，色调均匀，且拍摄体前无遮挡物，并通过纠正变形，去除杂色，保持与实地建筑的一致性。（二）纹理效果的处理：以照片为基础，采用Photoshopcs6软件，进行人工后期修补处理，重点去除纹理阴影，保持纹理整体影像颜色的均匀适中和真实、准确。五、建模试验结论研究表明：滕王阁景区的三维建模方法，采用倾斜摄影的影像数据， 其所构建的三维模型，具有信息丰富，形象真实，纹理清晰，准确完整的特点，全面实现了景区场景的实时漫游与交互功能，从而能使游客在多个角度下欣赏立体景观，有效弥补了基于正射影像应用建模的不足，实现过程快捷简单，可视化效果形象逼真，且易于集成与共享，这为滕王阁景区旅游提供了一种全新、漫游和互动式的资源共享手段，满足滕王阁景区旅游发展的需要。参考文献：[1]苏建云.旅游信息三维发布平台设计[J]・湖北民族学院学报[JJ.2015(9)・[2]国家测绘地理信息局.三维地理信息模型生产规范CH/T9016-2012[S]•北京：测绘出版社，2012.[3]周杰•基于倾斜摄影测量技术构建实景三维模型的方法研究[J].价值工程.2016.35(25).作者简介：白莎(1957-),女，汉族，江苏宜兴人，研究生学历，教授，从事旅游教育?c旅游地理研究。