倾斜摄影三维模型数据获取速度快、建模周期短、承载信息丰富、可实施三维空间分析等特点,成为当今及未来重点发展的应用技术。倾斜摄影三维模型相关理论与技术,近年来得到长足发展,在多个行业领域得到了广泛应用,但在模型优化、模型数据组织、模型深度分析应用等方面还存有一定的技术难点。一是由于影像数据采集质量导致的空洞现象,严重影响三维模型的完整度,不仅模型视觉效果较差,且难以对模型空洞区域进行数据关联与使用分析;二是倾斜摄影三维模型中地物与地面在数据结构层面为一个整体,难以要素化,为具体应用带来了困难。针对以上问题展开研究,论文主要研究内容如下:(1)倾斜摄影三维模型空洞识别与修补算法研究。在提取疑似空洞区域边界的基础上,研究一种缺陷性空洞自动识别与几何特征细节优化的算法,该算法通过对提取出的疑似空洞区域上下文和轮廓曲线进行自动检测,判断疑似空洞属于模型自身形状或结构特点,还是需要修补的缺陷性空洞,进而利用空洞区域周围特征点生成特征线构造空洞区域的基曲面,通过动态规划法对基曲面进行初步剖分得到一个粗糙的剖分结果,最后从空洞的边界向中心进行三角网细化和调整,改善网格的几何性质。实验结果表明,该方法能够有效的恢复模型空洞区域的几何特征。(2)倾斜摄影三维模型数据结构设计。在分析现有三维GIS平台的数据结构解决方案基础上,结合应用需求分析三维数据结构的设计原则,在现有的三维数据结构基础上进行扩展定义,设计符合三维数据高效浏览、数据编辑和数据分析的数据结构,实现倾斜摄影三维模型与手工建模模型、三维激光扫描仪点云数据、矢量数据、平面二维数据以及在线数据服务加载到同一场景中浏览使用。(3)基于Cesium三维GIS应用框架开发。设计开发基于Cesium框架的三维GIS应用平台,该平台封装多个行业对倾斜摄影三维模型公共操作模块,目的是通过解决多平台同一个需求重复编码问题,降低代码耦合性,增强系统兼容性,达到降低开发成本的目的,为倾斜摄影三维模型在智慧交通、智能房管、管线规划、环保监测等领域提供服务。