1.1目的及意义

航空摄影技术的创新与发展，研究出倾斜摄影测量的新航测技术。它是通过在低空以不同角度对地面进行摄影测量，来获得近地高分辨率的航测影像。倾斜摄影数据的三维建模颠覆了只能从垂直角度观察的局限，同时可从多个视角对三维建筑模型进行观察。

对于倾斜摄影自动化建模而言，其建模机制的原因可以简单归纳为，首先对所拍摄的影像对生成稠密的点云，然后对点云进行抽稀，再构建三角网，最后贴上贴图。在这个过程中，是没有人工干预的。当前的建模算法并不会把建筑、地面、树木等地物区分出来，因此构建出来的是一个连续的不规则三角网。对于这样的数据，本身是无法选中或分离出单个建筑的，需要进行一定的处理才能实现“单体化”。

“单体化”其实指的就是每一个我们想要单独管理的对象，是一个个单独的、可以被选中分离的实体，可以附加属性，可以被查询统计等等。只有具备了“单体化”的能力，数据才可以被管理，而不仅仅是被用来查看。而对于大多数应用而言，是需要能对建筑等地物进行单独的选中、赋予属性、查询属性等最基本的 GIS 的功能。因此，单体化成为倾斜摄影模型在 GIS应用中所必须要解决的问题。

本文拟采用若干组平面对倾斜摄影数据建立的TIN模型进行切割，结合TIN模型中的曲线分析算法，选取剖面线最为平滑的一组平面为最优切割的路径。同时，此过程由电脑自动完成，目的在于解决常规单体化方法中繁琐的求交测试以及单体边缘呈锯齿状的问题，以便于高效快速的实现城市三维模型的单体化并将其应用于GIS中。

1.2 国内外研究现状

单体化的方法有很多。应用最为普遍有三种：一是利用TIN模型中的三角面片进行自动编号，并将其ID值存储在每个顶点的属性中，；第二中方法是指在三维渲染时动态的将对于的矢量面叠加到倾斜摄影的模型上；前两种方法并未真正实现将目标建筑物分离出来，只是在查看时可以高亮等显著突出目标。第三种是将TIN模型从物理上分开，即用切割面与三角面片进行求交运算，计算出目标建筑物的边界，并进行切割。这种方法虽实现了单体化分离，但是大量的求交运算耗时长，计算繁琐，且切割边缘参差不齐，不便于应用。

目前，国内外的研究学者主要就物理分割的方法进行不断的优化和创新。王勇^[1]等人提出利用切割多边形和AABB包围盒，采用不同的切割方法，对相交区域的面片进行剪裁重构的方法实现单体化。这种方法本质上是对锯齿边缘进行了细化处理，但是实际上的切割算法并没有优化。陈学工^[2]等人则是提出了一种任意切割算法——切割面与三角面片进行求交检测从而确定切割轮廓。该算法的局限于大量切割面存在的情况下耗时长。黄慧^[3]等人通过对线面父子关系存在条件的分析，给出了一个线面父子关系的判定规则，对于精确查找面状、线装地物有较好的实用价值，但尚未应用于具体实际。明镜^[4]等人提出采用向二维平面投影的策略,将复杂的切割转化为交线的快速连接、三角形重新剖分和点与多边形的包含测试等简单操作，从而实现对TIN模型进行几何切割。Sander^[5]等人提出一种曲面分割方法，通过初始的数据分割，并不断迭代更新分割结果直到收敛为止得到最终分割结果。Levy^[6]等人提出一种基于特征曲线抽取的网格分割算法DFEC（Detect Feature-expand Charts）。该方法基于边关联面二面角获得特征曲线，之后以特征曲线为边界，以边界向内计算其余三角形到特征曲线的距离进行区域的合并。王洪峰^[7]等人提出一种基于自适应聚类算法的实景三维单体化模型提取算法，将自适应聚类算法中自适应因子改进后的自适应模糊 C 均值算法应用于实景三维模型单体化提取中。陈国良^[8]等人基于空间三角网切割算法 TriCut，提出了单个块体的平面剖面生成算法。花卫华^[9]等人提出通过建立三角网的方向包围盒(oriented bounding box,OBB)树实现曲面间的碰撞检测,然后对发生相交的三角形对统一计算交点,通过对顶点坐标归一化完成曲面切割后的快速重构,并针对不同的曲面类型采用不同的切割分类方法进行2侧切割结果的划分的方法。秦绪佳^[10]等人提出了采用平面及多面体对重构模型进行剖切的立体剪裁算法;陈俊智 ^[11]等人利用OpenGL中的附加裁剪面实现了平面切割。周翠英等人^[12]和郭圣文^[13]实现了对三维物体任意方向的平面切割,但不能以任意方式切割。Yang B^[14]等人提出一种新的扩展迭代的方法。常恕恺^[15]提出了剖面切割算法，即使用平剖面对三维地质体进行切割。