基于航测遥感技术的虚拟三维数字管道系统

    摘要:本文主要介绍了虚拟三维数字管道系统实现的过程,并通过分析几种常用的 DEM 和
DOM 获取方法,重点研究了如何利用航测遥感技术建立虚拟三维数字管道系统 ,最后通过对
卫星遥感、摄影测量、

Lidar 等多种方法进行了比较,对不同的需求采用不同的方法建立虚拟

三维数字管道系统。

 

　　关键词

: 数字管道 DEM DOM 航测遥感 虚拟现实 

　　

 

　　

1 引言 

　　

 随着数字地球、数字城市基础框架的实施,为了满足信息化时代的要求,数字油田应运而

生

,数字油田的实施对油田的勘探、规划、设计、施工等都显得尤为重要,尤其是随着 GPS 技术、

摄影测量技术、遥感技术以及激光雷达技术等测绘新技术的高速发展

,这些新技术都为数字

油田的建设提供了有力地支撑

,数字油田建设中的一个重要内容就是空间地理信息的可视化,

虚拟三维数字管道是其中内容之一

,虚拟三维数字管道就是通过虚拟现实技术模拟真实管道

周围的地形地貌

,并可以漫游实现管道的实时查询。虚拟三维数字管道就是信息化的管道,是

一个完整的管道信息模型。它把有关管道上每一点的所有信息

,按地理坐标加以整理,然后构

成整条管道的信息模型。通过它可以快速、形象、完整地了解管道上任何一点及任何方面的信
息。但必须要有三维模型

,要建立三维模型必须要有 DEM 和 DOM。 

　　

 本文主要研究通过航测遥感技术获取 DEM 和 DOM,DEM 主要获取管道周边地形的高

程信息

,DOM 主要获取地形的纹理信息,最后通过 DEM 与 DOM 叠加使所建立的三维模型具

有立体、多角度可视化的效果

,为虚拟三维数字管道模型的建立奠定基础。 

　　

 虚拟三维数字管道实际上就是三维景观的可视化,它易于解译,这是具有大地坐标的三

维景观

,能确定对象间的空间关系,在事件发生前模拟或者预演,更易于决策,不需要到实地去

就可以到真实的环境中浏览。

 

　　

 

　　

2 三维数字管道模型的建立 

　　

 虚拟三维数字管道就是建立真实管道地形环境的三维模型,并可以顺着不同的方向和角

度更详细的了解管道周边的地物和地形地貌

,方便施工、规划以及应急事件的处理等,虚拟三

维数字管道系统对数字油田建设有着重要的意义。三维数字管道模型的建立主要需要数字高
程模型和数字正射影像图。

 

　　

 目前,数字高程模型的获取方法主要有四种:野外人工测量、立体摄影测量和激光雷达

(LIDAR)。综合分析上述三种 DEM 获取方法,野外人工测量效率太低,不适宜采集大面积的
DEM 数据;立体摄影测量是目前用得最普遍的获取 DEM 的方法,它适用于对 DEM 精度要求
较高的

,而且又采用摄影测量方法进行测量的项目;LIDAR 能快速获取高精度的 DEM,但成本

也相当高。

 

　　

 数字正射影像图的获取方法目前还只能通过航空摄影测量和遥感的方式获取。数字正

射影像图是带有地理坐标的影像

,它不同于普通的像片,是经过辐射纠正和几何纠正后得到从

中心投影向正射投影转变的影像。

 

　　

 三维数字管道模型建立采用的是相同坐标系下数字高程模型  (DEM)和正射影像图

(DOM)叠加的方法,对于不同精度要求的项目,我们可以采用航空摄影测量、遥感以及机载
LIDAR 的方式获取 DEM 和 DOM。 
　　

 对于长距离的管道工程,由于要求的精度较高,且一般都需要出数字线划图,只有采用航

空摄影测量的方法才能达到测绘大比例尺地形图的要求

,我们就可以充分利用航空摄影测量

能得到的一系列信息量更丰富的产品。通过采集的线划图

,我们可以得到 DEM 信息,同样也