随着计算机图形学以及相关硬件产业的迅速发展,尤其是基于倾斜摄影的三维重建技术的快速发展对机场的三维建模有了新的要求。机场是一个二十四小时都有飞机运行的特殊场地,如何高效率、高质量、低成本地对机场进行三维建模是一个具有挑战性的研究课题。传统机场建模采用卫星图片或人工现场拍摄的方式,具有人工成本大、耗费时间长且建模效果不佳等缺点。大角度倾斜立体图像因其成像几何模型稳定、覆盖范围广以及纹理信息丰富的特点,非常适合用于机场范围内的三维建模。但天气变化、相机镜头畸变等因素,为计算机自动生成三维模型带来了困难。因此,本文将针对如何提高机场这一特殊场地的三维模型精度,降低建模成本等关键问题进行研究。本文的研究内容如下:1.首先利用固定翼无人机搭载五镜头对机场区域进行大范围航拍,并建立整个机场的三维模型,然后利用小型旋翼无人机搭载单镜头对机场单个设施——下滑台进行航拍建模,从而以补拍的方式弥补大范围建模中单个设施精度不高的缺陷。本文根据以上两种拍摄特点分别规划相应的无人机飞行航线,以使获取的图像效果更好更完整;其次将采集到的图像根据图像预处理原则剔除部分图像后进行三维重建,形成初步的机场三维模型。2.在初步的机场三维模型基础上,再根据机场下滑台的大小高度和无人机环绕式飞行航高计算公式规划两种不同的无人机环绕式飞行航线,然后针对不同无人机飞行参数获得的点云数据,通过两两最近邻点匹配算法提高下滑台的三维模型效果,以获得较为完整的下滑台形状;其次针对机场含有大量重复对称纹理特征的特点,在逆过程式建模的基础上,提出一种轻量化的纹理贴图方式,提取重复的单元纹理信息通过旋转平移等手段重构图像纹理,减少对计算机存储空间和内存的消耗。实验证明,本文针对机场规划的无人机飞行航线能够更好地获得机场完整图像,采取的倾斜摄影三维建模方法与传统机场建模方法相比,建模效率更高,模型视觉真实感更强;通过实验数据可得,本文采取的两两最近邻点匹配算法在匹配前点云量为133657,匹配后点云数量为135171,点云更加稠密,物体形状更加清晰可见;本文采取的轻量化纹理贴图算法能使图像压缩率达到75%以上,可有效降低建模时对计算机存储空间和内存的消耗。