基于无人机倾斜摄影数据的实景三维建模研究_曲林

无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究摘要：无人机倾斜摄影是目前较为创新，并得到普遍应用的一种测绘及信息收集手段，因其机动性、时效性、简便性和高质量的信息收集，得到了普遍的应用和关注。

鉴于此，文章重点就无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模进行研究分析，以供参考和借鉴。

关键字：无人机；倾斜摄影测量；影像处理；三维建模引言倾斜摄影测量技术属于新型技术，因其独有的优势而备受相关行业喜爱，在三维建模、工程测量方面的应用效果最为显著，且以目前的情况来看，该技术的应用前景一片良好。

无人机倾斜摄影测量技术的应用可以打破以往航测遥感影像拍摄方面的限制，其支持多台传感器从不同角度进行数据采集，且采集速度有很大的提升，数据的真实性、有效性以及实时性均有所保障，充分满足人们对三维信息的需求。

三维建模的实现也使得二维地理信息体系得到了优化，而当下如何更好地将无人机倾斜摄影测量影响处理应用到三维建模中也成为了亟待解决的问题。

1无人机数字影像匹配1.1影像特征提取特征提取是计算机视觉和图像处理中的一个概念，具体指使用一台计算机以提取影像中同名点的图像信息，该信息决定影像中的相同特征，也可以理解为将信息进行归类，形成不同子集，这些子集通常是由一个孤立的点、一条连续的曲线、一个连续的区域组成。

在进行提取时往往需要有所依据，如灰度的分布详情，通过分析此方面来逐步确定位置和形状，甚至是大小。

一般来讲，影像特征灰度、周围影像灰度之间会有较大的不同，具体应如何处理还是要根据实际情况而定，特征的分类主要有如下几种，即点特征、线特征和面特征，三者之间看似相互独立，但又彼此密切相关，点特征的提取是基础，所以很多项目中也更加重视此方面。

1.2无人机影像匹配对于无人机而言，其虽然具有诸多应用优势，但在应用中也会有很多不完善之处，如其体积较小重量轻，且是无人驾驶的状态，这就导致其在飞行时容易受到其他因素影响，尤其是风力。

当遭遇大风时，无人机往往会偏离航线，或是其中的数码相机位置、姿态也会因风力的影响而发生变化，甚至难以固定住，此种情况若不能够得到及时有效的解决，则会导致拍摄的画面出现重叠，或角度不正确，尤其在城区飞行过程中，高耸的建筑物会在相邻影像中存在变形现象。

无人机倾斜摄影实景三维建模分析与质量评价近年来，无人机在测绘领域得到广泛应用，其中倾斜摄影技术在实景三维建模方面具备重要作用。

本文将从无人机倾斜摄影技术原理、实景三维建模流程、质量评价指标等方面阐述无人机倾斜摄影实景三维建模分析与质量评价。

一、无人机倾斜摄影技术原理无人机倾斜摄影技术是通过装设在无人机上的倾斜摄影系统（包括相机和惯性测量单元）实现采集地面图像和测量姿态信息，借助后处理软件完成图像配准、立体匹配和三维模型构建等过程的测绘技术。

与传统的正射影像相比，倾斜影像能够记录物体的真实形态和纹理信息，具有更高的空间精度和细节对比度，能够有效提高实景三维建模的精度和真实性。

二、实景三维建模流程无人机倾斜摄影实景三维建模流程主要包括数据采集、图像预处理、影像配准、点云生成、面模型构建和质量评价等步骤。

1. 数据采集无人机倾斜摄影技术要求采集的图像覆盖区域应包含所需建模的目标物体，同时具备一定的重叠度和交叉角度，以保证后续处理的精度和可靠性。

采集时建议在中午至下午时段进行，避免光照过强或过弱的情况。

2. 图像预处理图像预处理主要包括去除畸变、色彩校正和图像裁剪等步骤。

畸变校正是指将因相机或透镜系统导致的图像变形进行去除，以保证图像几何精度。

色彩校正则关注调整图像的亮度、饱和度和对比度等色彩信息，以保证图像的一致性和真实性。

图像裁剪是指对原始图像进行剪裁操作，保留建模目标的有效区域。

3. 影像配准影像配准是指将多幅倾斜摄影图像进行坐标转换和几何变换，将其对应到公共坐标系中，消除相机位姿和地面高程的影响，得到建模所需的轮廓、纹理和高程信息。

影像配准的精度和可靠性是建模精度的关键，涉及到像点匹配、三维坐标转换、高程校正等多个环节。

4. 点云生成点云是指由影像配准后的像素点所构成的三维空间坐标点集合，是实景三维建模过程中的基本数据源。

点云的生成主要依靠三角测量或立体匹配等算法实现，根据像素的亮度和纹理等信息得到对应的三维坐标，建立起点云模型。

使用无人机倾斜摄影进行快速实景三维建模研究无人机倾斜摄影是一种利用无人机航拍技术进行快速实景三维建模的方法。

通过无人机搭载倾斜摄影仪，将倾斜摄影仪设置为倾斜拍摄模式，实现对景物的倾斜角度进行拍摄，并通过图像处理技术将倾斜拍摄的照片进行拼接，从而得到实景三维建模的模型。

无人机倾斜摄影具有以下几个特点：1.快速性：与传统的实景三维建模方法相比，无人机倾斜摄影能够大大缩短建模的时间，提高效率。

借助无人机的灵活性，可以在短时间内完成大范围的航拍任务，获取大量的数据。

而倾斜摄影仪的倾斜拍摄模式可以在较短的时间内获取较高精度的影像数据，从而更快地生成三维建模。

2.精度高：无人机倾斜摄影可以根据需要调整倾斜角度，以获得更好的景物影像。

通过倾斜拍摄模式，可以获取到更多角度的照片，从而有利于生成更精确的三维建模。

此外，借助先进的图像处理技术，可以对倾斜摄影所得的照片进行自动匹配、校正和拼接，进一步提高建模的精度。

3.数据丰富：无人机倾斜摄影可以获取更多高质量的数据，从而为实景三维建模提供更多信息。

除了倾斜拍摄所得的照片外，还可以通过搭载其他传感器（如激光雷达）获取更多数据，如地形高程数据和点云数据，进一步提升三维建模的精度和细节。

无人机倾斜摄影在实景三维建模的应用中具有广泛的应用前景。

例如，对于城市规划和土地利用管理，通过无人机倾斜摄影技术可以快速获取城市的地理信息，并生成高精度的三维建模模型。

这可以为城市规划提供可视化的参考，帮助决策者更好地了解城市的发展情况，并在规划中做出合理的决策。

此外，无人机倾斜摄影还可以应用于文化遗产保护和旅游景区开发等领域。

通过无人机倾斜摄影技术，可以对文化遗产进行全方位、多角度的拍摄，以保护和传承文化遗产。

同时，在旅游景区开发中，通过倾斜摄影的诸多数据，可以为景区规划和设计提供宝贵的参考信息，提高旅游景区的吸引力和游客体验。

总之，无人机倾斜摄影作为一种新兴的实景三维建模技术，具有快速、精度高、数据丰富等优点，其应用前景广阔。

无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究摘要：随着无人机技术的迅猛发展，无人机倾斜摄影测量越来越受到关注。

本文通过无人机倾斜摄影测量技术，获取影像数据，并对其进行影像处理和三维建模，以实现高精度的测量与建模。

文章详细介绍了无人机倾斜摄影测量的原理与方法，并结合实例，对其影像处理和三维建模技术进行了深入探讨与分析。

在研究中发现，无人机倾斜摄影测量具有快速、灵活、高效、高精度等特点，可以广泛应用于地质勘探、城市规划、环境监测等领域。

一、引言无人机作为一种便携式、灵活性高的航拍设备，被广泛应用于遥感测绘、勘探和环境监测等领域。

随着无人机技术的不断发展，倾斜摄影测量成为了无人机应用中的一个重要方向。

无人机倾斜摄影测量能够快速高效地获取地面影像信息，并利用影像处理和三维建模技术，实现高精度的测量与建模。

因此，探究无人机倾斜摄影测量的影像处理与三维建模技术，对于提升测绘技术水平具有重要意义。

二、无人机倾斜摄影测量的原理与方法1. 无人机倾斜摄影测量原理无人机倾斜摄影测量通过在无人机上安装倾斜摄影测量设备，利用其倾斜摄影设备的旋转和倾斜功能，完成地面影像的快速获取。

其原理是通过倾斜摄影系统在航线上采集连续影像序列，并记录航行时的姿态参数，再利用影像处理算法，将影像序列纠正为垂直照片，从而实现了极高精度的地面影像数据获取。

2. 无人机倾斜摄影测量的方法无人机倾斜摄影测量的方法包括航飞计划设计、地面控制点布设、摄影任务执行和后期影像处理等几个步骤。

首先，根据测绘要求和航线设计，确定无人机的航飞计划。

然后，在航线上布设一定数量的地面控制点，以保证后续影像处理的精度。

接着，执行无人机倾斜摄影任务，利用倾斜摄影设备完成影像数据的获取。

最后，通过影像处理软件对采集的影像数据进行处理，包括影像纠正、影像融合等操作，以获取高精度的地面影像数据。

三、无人机倾斜摄影测量的影像处理技术1. 影像校正无人机倾斜摄影测量采集的影像数据受到姿态参数的影响，未经处理的影像具有一定的畸变。

基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模及其精度分析基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模及其精度分析摘要：随着无人机技术的快速发展，无人机倾斜摄影测量技术在三维建模领域得到了广泛的应用。

本文主要介绍了基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模方法及其精度分析。

首先，介绍了无人机倾斜摄影测量技术的原理和特点。

然后，详细讨论了三维建模的流程，包括数据采集、数据预处理、相片匹配与点云生成等关键步骤。

接着，通过实验验证了无人机倾斜摄影测量技术在三维建模中的精度，包括平面精度和高程精度的测量。

最后，总结了无人机倾斜摄影测量技术在三维建模中的优势和不足，并对其未来的发展进行了展望。

关键词：无人机，倾斜摄影测量，三维建模，精度分析 1. 引言三维建模是地理信息系统和计算机视觉领域的研究重点，广泛应用于城市规划、环境监测、遥感地图、虚拟现实等方面。

传统的三维建模方法主要通过航空摄影或激光雷达等方式获取地面数据，然后进行处理和分析。

然而，这些方法通常需要昂贵的设备和大量的人力，难以满足实时性要求。

随着无人机技术的发展，无人机倾斜摄影测量技术逐渐成为一种新的三维建模方法。

2. 无人机倾斜摄影测量技术无人机倾斜摄影测量技术是指利用配置在无人机上的相机，通过自动飞行和控制相机拍摄倾斜视角的照片，再通过计算机处理这些照片以获取地面上物体的三维坐标信息的技术。

这种技术具有成本低、操作简便、实时性强等特点。

此外，无人机倾斜摄影测量技术还具有对复杂地形的适应性强以及可以快速获取大范围地面信息等优势。

3. 三维建模方法基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模方法主要包括数据采集、数据预处理、相片匹配与点云生成等关键步骤。

首先，无人机在规定的飞行高度和路径上进行数据采集，获取倾斜摄影图像。

然后，对采集到的图像进行数据预处理，包括去除噪声、校正畸变等。

接着，利用图像处理算法进行相片匹配，确定物体在图像上的位置。

最后，通过点云生成算法，将匹配的点与坐标相结合，生成三维模型。

《无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究》篇一一、引言随着无人机技术的快速发展，其在各个领域的应用日益广泛。

其中，无人机倾斜摄影测量技术以其高效率、高精度、低成本等优势，在三维建模、城市规划、地质勘测等领域发挥着重要作用。

本文将针对无人机倾斜摄影测量的影像处理及三维建模技术进行深入研究，以期为相关领域的研究与应用提供参考。

二、无人机倾斜摄影测量技术概述无人机倾斜摄影测量技术是一种利用无人机搭载多种传感器，从不同角度获取地面影像信息的技术。

通过倾斜摄影测量技术，可以获取地面高精度、高分辨率的影像数据，为后续的影像处理与三维建模提供基础数据。

三、影像处理技术（一）影像预处理影像预处理是倾斜摄影测量数据处理的重要环节，主要包括影像校正、畸变校正、曝光校正等。

通过预处理，可以消除影像中的噪声、畸变等因素，提高影像的质量。

（二）影像配准与拼接影像配准与拼接是利用多张影像之间的重叠区域，通过一定的算法将它们拼接成一幅完整的影像。

这一过程需要精确的配准算法和高效的拼接技术，以保证拼接后的影像具有较高的精度和清晰度。

四、三维建模技术（一）数字表面模型（DSM）构建数字表面模型（DSM）是三维建模的基础。

通过倾斜摄影测量技术获取的影像数据，结合一定的算法，可以构建出地表的数字表面模型。

这一过程需要精确的影像匹配和三维重建算法。

（二）三维模型优化与纹理映射在构建出初步的三维模型后，还需要进行模型优化和纹理映射。

模型优化包括对模型的细节进行优化、去除噪声等；纹理映射则是将影像数据映射到三维模型上，使模型具有真实的纹理信息。

这一过程需要高效的算法和强大的计算能力。

五、研究进展与展望随着无人机技术的不断发展，无人机倾斜摄影测量技术及其相关领域的研究也在不断深入。

目前，国内外学者在影像处理与三维建模方面取得了显著的成果，如提高了数据处理速度、优化了算法等。

然而，仍存在一些挑战和问题需要解决，如如何进一步提高数据处理精度、如何处理大规模数据等。

无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究摘要：无人机在倾斜摄影测量中的应用越来越广泛。

本文通过对无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究进行综述，分析了影像处理和三维建模的关键技术，并介绍了无人机倾斜摄影测量在不同领域中的应用。

研究表明，无人机倾斜摄影测量技术具有高精度、高效率、低成本等优点，能够为土地测绘、城市规划、环境监测等领域提供重要的支撑。

关键词：无人机；倾斜摄影测量；影像处理；三维建模1. 引言近年来，无人机技术的飞速发展使得倾斜摄影测量成为现实。

倾斜摄影测量是指通过倾斜摄影仪在飞行过程中采集大量影像数据，利用影像处理算法和三维重建技术将其转化为三维模型的过程。

这项技术在土地测绘、城市规划、环境监测等领域具有重要应用价值。

2. 无人机倾斜摄影测量的影像处理无人机倾斜摄影测量主要通过影像处理技术实现。

在倾斜摄影测量中，影像处理的关键任务是进行影像匹配和重建。

影像匹配是将不同角度的影像进行匹配，以获取相邻影像之间的三维坐标变换关系。

重建是利用匹配的影像点云生成三维模型。

2.1 影像匹配影像匹配是倾斜摄影测量的基础工作，它决定了后续重建过程的准确性。

影像匹配的关键问题是特征提取和特征匹配。

特征提取是从影像中提取出代表特征点的关键点，常用的特征点有角点、边缘点和纹理点等。

特征匹配是将不同角度的影像中的特征点进行匹配，常用的匹配方法有基于光流法、SIFT 和SURF等。

2.2 影像重建影像重建是将匹配的影像点云转化为三维模型的过程。

重建主要包括点云生成、点云滤波和三维模型生成等步骤。

点云生成是将影像匹配得到的特征点转化为三维坐标，常用的方法有立体匹配法、三角测量法和多视几何法等。

点云滤波是对点云数据进行去噪和平滑处理，常用的滤波方法有高斯滤波和均值滤波等。

三维模型生成是将点云数据转化为可视化的三维模型，常用的方法有体素建模和三角网格法等。

3. 无人机倾斜摄影测量的三维建模无人机倾斜摄影测量的三维建模是利用影像处理得到的点云进行进一步处理和分析。

第35卷第2期2019年6月测绘标准化Standardization of Surveying and MappingVol.35No.2Jun.2019基于无人机倾斜摄影实景三维建模研究曾令权（广州番禺职业技术学院建筑工程学院广东广州511483）Three-dimensional Modeling Based on Oblique Photography by UAVZENG Hngquan摘要:无人机倾斜摄影技术是一项高新测绘技术，在数字城市、智慧城市建设中得到广泛应用。

简要介绍无人机倾斜摄影传感器的组成部件，通过倾斜摄影试验，利用实景三维自动建模系统进行空三加密、数据获取及纹理处理，完成三维模型的自动创建、纹理自动关联。

结果表明，所构建的实景三维模型的高程精度明显高于平面位置精度，且模拟试验的误差都能控制在2个像素之内。

关键词：无人机;倾斜摄影；实景三维模型；三维建模中图法分类号:P231.ll近年来,随着无人机技术的不断发展和推广，无人机倾斜摄影技术也得到了迅猛发展，并以其高速灵活、高效可靠、高精度等优点得到推广应用。

利用无人机倾斜摄影进行实景三维建模已成为当前数字城市建设的主流趋势。

因此,对基于无人机倾斜摄影实景三维建模展开研究具有十分重要的意义。

1无人机系统及其倾斜摄影测量分析1.1无人机系统地面操控系统和飞行器是组成无人机整体系统的主要部分,无人机不仅能遥控飞行,还可以自主飞行。

此外，无人机对着陆、起飞地点的要求较低，能垂直起降，并以各种各样的姿态进行飞行。

在进行倾斜摄影测量时,往往需要超低空飞行，并尽可能地贴近城市建筑物和地面。

无人机系统所具有的灵活性、机动性、安全性等优势为其提供了最佳的载体。

本文主要对四无人机倾斜摄影系统测量进行研究。

这种类型的无人机总重量在4kg以下，飞机结构和轴距为X4/690mm, GPS模块为GPS/GLONASS,最大荷载重量700g,飞行时间长达45min,且可在-10T~40t的环境下开展工作,最大飞行高度1500m,最大升降速度5m/s,巡航速度在6m/s及以上，而起飞、着陆的场地仅需2~4m2[2]01.2传感器及其集成本试验主要研究无人机在空中进行倾斜拍摄的效果。

基于倾斜摄影测量的实景三维建模与精度评定摘要：本文以无人机倾斜摄影测量技术展开，以新疆某测区为例，介绍了基于无人机倾斜摄影技术的全要素实景三维建模过程，包括无人机影像获取、倾斜影像空三加密、倾斜影像的瓦片分块、三维重构、点云分类等关键技术。

并对三维建模精度进行分析验证，结果表明，通过倾斜摄影测量技术构建三维建模具有生产周期短,高效率、高精度、高真实感和低成本的特点,在很大程度上降低城市三维重建的成本，同时具备测绘级精度。

关键词：无人机；倾斜摄影测量；三维建模；精度分析“数字城市”是城市信息化发展的方向，是数字地球的一部分，三维模型数据是“数字城市”的重要基础数据。

传统的三维城市模型生产制作是结合遥感影像图和地形图来得到精确、逼真的建筑物模型、道路模型及其他景观模型，将组成城市要件的各类三维模型集成为三维城市场景。

这种方法适合于普通精度的三维城市建模，但是对于高精度、高仿真、大区域的建模，传统方法势必需要投入更多的作业人员，其建模速度、效率及时效难以满足三维城市的应用。

三维城市建模也可以利用三维激光扫描获取地面三维几何数据，运用激光测距原理快速建立物体三维模型，但是该方法不能解决纹理数据获取和处理的问题，纹理贴图依然需要依靠大量人机交互来完成，无法提高城市三维建模效率和城市三维模型。

倾斜摄影技术是测绘领域近年来发展起来的一项高新技术，可通过在同一飞行平台搭载多台传感器，从一个垂直,4个倾斜,5个角度同步曝光采集影像，获取真实地物信息,倾斜摄影技术的出现给三维城市模型建设带来了新的契机。

本文以无人机倾斜摄影测量技术展开，以全要素实景三维和离散三维点云为研究对象，在综合分析了三维建模的流程基础上，结合应用控制点布设优化技术、倾斜影像空三加密技术、倾斜影像的瓦片分块技术、三维重构技术、点云分类等关键技术和理论，构建一套完整的基于无人机倾斜摄影技术的三维建模方案，并对基于全要素实景三维环境下大比例尺测图可行性进行精度验证。

基于无人机倾斜摄影数据的实景三维建模研究基于无人机倾斜摄影数据的实景三维建模研究摘要：随着无人机技术的不断发展，无人机倾斜摄影技术具有高效、精确和低成本等优势，被广泛应用于实景三维建模领域。

本文主要探讨了基于无人机倾斜摄影数据的实景三维建模的原理、方法和应用。

通过对实景三维建模相关理论的介绍和倾斜摄影数据的处理流程的分析，对基于无人机倾斜摄影数据的实景三维建模技术进行了深入研究和探讨。

一、引言实景三维建模是将实际场景数字化并建立对应的三维模型的过程。

传统的实景三维建模方法主要依靠人工地面测量和单张航空影像，存在效率低、成本高、准确度不高等问题。

而无人机倾斜摄影技术的出现，为实景三维建模带来了革命性的变革。

二、无人机倾斜摄影技术的原理和方法1. 倾斜摄影技术原理无人机倾斜摄影技术是指通过在无人机上搭载倾斜摄影系统，实现对地面或建筑物的立体成像。

其原理是利用倾斜摄影系统的多摄像头同时拍摄同一地面或建筑物的不同角度影像，通过图像处理算法将不同角度的影像融合，从而得到高分辨率、高精度的三维地图或模型。

2. 倾斜摄影数据处理流程倾斜摄影数据处理流程主要包括：倾斜摄影数据的获取、校正和拼接、点云重建以及模型生成等步骤。

具体步骤如下：（1）倾斜摄影数据的获取：通过无人机搭载的倾斜摄影系统进行多角度的拍摄，获取大量的倾斜影像。

（2）校正和拼接：将不同角度的倾斜影像进行几何校正和特征点匹配，并将它们拼接成一幅整体影像。

（3）点云重建：根据倾斜影像的几何特征和纹理信息，通过三角化算法将像素坐标转换为地面坐标，并生成点云数据。

（4）模型生成：通过点云数据进行数字表面模型或数字高程模型的生成，再进一步生成实景三维模型。

三、基于无人机倾斜摄影数据的实景三维建模应用无人机倾斜摄影技术的广泛应用为实景三维建模提供了新的解决方案，具有很大的应用潜力。

以下是其主要应用领域的介绍：1. 地质勘探与矿产资源管理：利用无人机倾斜摄影数据进行地质勘探，可以精确获取地质构造、岩层分布等信息，为矿产资源的发掘和管理提供依据。