一 引言

基于多视角图像的三维重建技术是近年来迅速发展的三维重建技术，因其数据获取容易、建模快速、纹理真实等特点而受到用户的普遍青睐，已经广泛应用于数字城市建设、文物复原保护、应急救灾等传统领域。随着计算机技术和互联网技术的进一步发展，更优化的实现算法和更高性能的计算方法被推出，建模质量更高、速度更快、成本更低，这些都为基于多视角图像的三维重建技术在线化实现和更多领域的应用尝试提供了可能。

多视角图像在线三维重建技术为用户提供图像实时上传、快速生成三维模型的可能，对原始输入数据要求无严格限定，兼容多源数据，通过在线计算系统，快速生成三维模型，并输出用户所需成果。该技术在数据兼容性、成果精度多级性方面满足了各类用户的多种需求。

本文重点介绍微景天下（北京）科技有限公司（以下简称微景天下）多视角图像在线三维重建平台及其在互联网领域的应用现状。

二 平台介绍

基于多视角图像三维重建技术，微景天下搭建了互联网在线实景三维重建平台，在实现快速建模基础上，服务于多种行业应用。

（一）平台目标

微景天下在线实景三维重建平台主要包括以下三个目标。

目标1：建立实景三维基础数据库。即以云存储为基础，应用低空航飞^[1]、360度全景、实景三维等技术，对目标地物进行360度全景数据收集、实景3D数据建模、地图位置点的相关信息匹配和整理等。图1为微景天下互联网在线实景三维重建^[2]平台基础数据库构架图。

图1 微景天下互联网在线实景三维重建平台基础数据库

目标2：打造目标地物及三维模型管理平台。即升级三维重建基础数据库为管理平台，功能包括内容管理、权限配置和数据报告等，实现文字、图片、360度全景、视频、音频、实景三维等数据的上传；保证目标地物关联信息更新的持续性、及时性、扩展性和生命力。

目标3：实现目标地物及文化在互联网与多媒体的展示。即运用最新互联网技术和展现形式为目标用户提供专业的互联网移动端、PC端、LED大屏幕和VR设备端应用服务和产品，以视觉和互联网＋多媒体形式展现文化传承、三维重建、信息咨询等内容，便于促进三维重建更大范围的交流和文化传播。

（二）平台架构

微景天下互联网在线实景三维重建平台主要以全景、三维、地图、大数据技术为核心。包括数据层、技术资源层、服务层、展现层及应用层五个层次（见图2）。

图2 微景天下互联网在线实景三维重建平台构架

三 关键技术

（一）技术体系

以多视角立体匹配为建模原理的三维重建方法是一种被广泛应用的三维重建技术，该技术是基于密集多视影像匹配技术和自动纹理映射技术的一种高自动化三维重建实现方法^[3]。密集多视影像匹配是指基于计算机视觉原理，直接由多视角影像进行影像同名点匹配，沿着该线在原始影像上进行同名点搜索，由于同名点在物方空间交会唯一，各物方点Z方向高程值唯一，以此确定每个物方空间点的高程值，最后得到其精确三维坐标的过程。自动纹理映射是指利用待建模地物几何特征，结合数字三维及空间几何技术实现地物纹理图像与几何位置相对应、模型纹理自动化提取匹配的技术实现方法。

微景天下互联网在线实景三维重建平台将三维重建技术与全景技术^[4]相结合，构成了微景天下完整的实景三维重建平台体系。摄影成像是把三维空间映射到二维平面的过程。三维重建是摄影成像的逆过程，是从多个二维平面视角的照片，恢复三维空间实体原貌的过程。实景三维重建技术通过数据采集、数据处理、可视化处理及展示三个环节，能够将物体的三维生成图像便捷地在PC端及移动端^[5]进行显示。

实景三维技术，源于倾斜摄影技术，主要利用计算机视觉原理来重建目标对象的三维结构和纹理，以“全要素、全纹理”的方式来表达空间，是物理目标的全息再现。该技术主要通过在同一载体平台（空中、地面）上多台不同角度的高分辨率相机，从垂直、倾斜等不同的角度采集影像，获取目标对象更为完整准确的空间信息和纹理，通过服务器由专业软件处理自动生成实景真三维模型。图3为实景三维倾斜摄影原理示意。

图3 实景三维倾斜摄影原理

（二）多数据源融合

多数据源，即无论图片来源、拍摄时间、拍摄视角存在何种差异，只要是针对同一目标进行的拍摄，在满足目标物