无人机摄影测量系统
- 格式:pdf
- 大小:2.31 MB
- 文档页数:11
免像控无人机摄影测量系统的技术实现摘要:无人机摄影测量技术由于其特有的机动灵活,高地面分辨率,高安全性等优势,已经成为满足我国重大需求的一项重要技术之一。
但现有的无人机摄影测量技术仍然需要大量的外业布控,才能满足高精度测图的需要,大大提高了测绘工作的成本和人力消耗。
因此,利用先进摄影测量技术和手段以实现免像控的无人机摄影测量成为研究的重点。
本文结合已有的免像控无人机摄影测量系统,探讨了免像控无人机摄影测量系统的技术实现方法。
关键词:无人机;无人机摄影测量系统;免像控1无人机摄影测量的起源无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)最早出现在1917年,当时主要运用在军事领域,由于其成本低、损耗小、无伤亡、机动灵活等特点,使其应用范围不断扩大,后来逐渐出现在民用领域。
随着计算机技术、通讯技术、导航定位技术、摄影测量等技术的迅速发展以及新材料的不断出现,基于无人机平台的数字航空摄影测量技术也不断进步,无人机摄影测量系统应运而生。
2无人机摄影测量系统的应用无人机摄影测量是传统的航空摄影测量的补充,它作业模式灵活,飞行的高度底,分辨率高,机动性强。
在林业资源探查,考古研究,土地自然调查,土地利用监测、矿产资源开发监测、灾害应急监测、地形图测绘、新农村建设、城市规划等领域得到应用。
如在2008年汶川地政和2017年的九寨沟地震灾害中,无人机航测系统获得的各种影像图对及时快速了解震后灾区的房屋、道路等损毁程度与空间分布,以及地震次生灾害如滑坡、崩塌以及因此而形成的堰塞湖的分布状况与动态变化等,发挥了重要重要作用,为救援、灾情评估、地震次生灾害防治和灾后重建工作等提供了第一手的信息和科学决策依据。
3无人机摄影测量系统的构成及工作原理无人机摄影测量系统的组成一般包括以下几个部分:无人机飞行平台、导航控制系统、数码相机、地面站、后期数据处理系统五部分组成。
1)无人机飞行平台:即无人机本身。
2)导航控制系统:主要包括飞控、GPS导航系统、IMU惯性导航传感器、气压传感器等。
无人机低空摄影测量系统在大比例尺地形图中的应用无人机低空摄影测量系统(UAV低空摄影测量系统)是目前地理信息科学领域中快速发展的一种遥感技术。
该技术已经在土地利用、城市规划、环境监测、物理测量以及文化遗产保护等领域得到广泛应用。
本文主要探讨UAV低空摄影测量系统在大比例尺地形图中的应用。
大比例尺地形图是指地球表面的一小部分,并且细节非常丰富。
在比例尺较小的地形图中,很难观察到地球表面较小的细节。
UAV低空摄影测量系统可以提供高分辨率的遥感图像,以获取更详细、更广泛的地理信息。
1. 土地利用与覆盖变化监测土地利用与覆盖变化监测是UAV低空摄影测量系统的重要应用之一。
该系统可以捕捉土地利用的变化,例如建筑物、道路、林地、农田和开垦地等。
这些变化对于城市规划、自然资源保护和土地管理至关重要。
UAV低空摄影测量系统可以定期获取高分辨率的遥感图像,比基于地面的监测更快速、更方便、更具实时性。
2. 建筑物预警和管理UAV低空摄影测量系统可以用于建筑物的检测和评估,这对于建筑物的管理和维护非常重要。
例如,该系统可以评估建筑物的结构状况和损伤程度,以提供建筑物修复的决策支持。
3. 地形地貌特征提取UAV低空摄影测量系统可以用于提取地形地貌特征。
例如,该系统可以测量自然地形的高度、坡度和曲率等参数。
这些参数对于生态环境保护和自然灾害预警非常重要。
此外,UAV低空摄影测量系统可以用于提取自然地貌的缺陷,例如,山体滑坡和崩塌等问题。
4. 文化遗产保护UAV低空摄影测量系统可以用于文化遗产保护。
例如,该系统可以捕捉古建筑、石窟和石刻的高分辨率遥感图像,以提供文化遗产的修改和维护的决策支持。
此外,UAV低空摄影测量系统可以用于考古研究。
综上所述,UAV低空摄影测量系统在大比例尺地形图中具有很大的潜力。
该系统已成为城市规划、自然资源保护和土地管理的必备技术,并且正在获得越来越广泛的应用。
无人机摄影测量系统分析(word推荐)无人机摄影测量系统分析Word文档下载可编辑一、无人机摄影测量系统简介无人机摄影测量系统简单说就是使用油动或是电动的无人飞机携带高清相机在空中对所测物体连续拍照,获取高重合度的影像照片的一套设备,该套系统由无人机、云台、相机、地面控制站、相片处理软件组成,市场上销售的主要分两类,一种是通过单镜头相机拍摄以正射影像为主要数据的系统(简称传统型),一种是通过过镜头以提供三维建模数据为要数据的系统(简称倾斜型)。
1、传统型传统无人机摄影测量系统是仅仅只能获取垂直地面向下的影像,以无人驾驶飞机作为平台,以机载遥感设备,如高分辨率CCD 数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪等获取影像信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。
集成了高空拍摄、遥控、遥测技术和计算机影像信息处理的新型应用技术航摄影像可为城市规划建设提供有力的手段,被广泛应用于土地利用的动态监测、征迁拆违工作的调查以及衍生各类最新时相的专题图,通过影像可及时修编和更新地图,建立最新的地理数据库等。
2、倾斜型倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它颠覆了传统无人机摄影技术生成的正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,其通过在同一飞行平台上搭载多台相机,同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。
无人机倾斜影像不仅能够真实地反应地物情况,而且还通过采用先进的定位技术,嵌入精确的地理信息、更丰富的影像信息、更高级的用户体验,极大地扩展了遥感影像的应用领域,并使遥感影像的行业应用更加深入。
以倾斜摄影技术来获取影像数据作为素材,进行人工或自动化加工处理后得到的三维模型数据的过程,我们称之为“倾斜摄影建模”,因模型所有纹理都是倾斜照片自动映射上去,所以许多人将倾斜摄影模型也称为真三维模型。
由于倾斜影像和三维模型成果为用户提供了更丰富的地理信息,更友好的用户体验,该技术目前在欧美等发达国家已经广泛应用于智慧城市建设、规划、测绘、应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。
无人机摄影测量技术的使用方法与技巧无人机摄影测量是一种近年来快速发展的技术,它通过将高精度的无人机定位系统和高分辨率的相机相结合,可以实现高精度三维地形测绘和建筑物模型的生成。
无人机摄影测量技术已经在许多领域得到了广泛的应用,如土地测绘、建筑工程、环境监测等。
本文将介绍无人机摄影测量技术的使用方法与技巧。
首先,对于无人机摄影测量的基本原理需要有一定的了解。
在进行摄影测量时,无人机需要根据预先设置的航线飞行,并在空中连续拍摄照片。
这些照片会被导入至专业的摄影测量软件中,通过图像处理和三维重建算法,生成高精度的数字地形模型(DTM)或数字表面模型(DSM)。
为了提高测量精度,我们可以采用一些技巧,如增加航线的重叠度和侧向重叠度,选择适当的摄影机参数等。
其次,选择合适的设备和软件也至关重要。
在选择无人机时,应根据具体需求和预算来决定。
不同的无人机有着不同的飞行性能和载荷能力。
同时,还需要选择适合的相机和镜头,并了解它们的技术规格和特性。
对于软件选择,市面上有很多专业的无人机摄影测量软件可供选择,如Pix4Dmapper、Agisoft PhotoScan等,它们都提供了一系列的图像处理和重建功能。
在实际操作中,我们需要根据测量区域的特点和要求来确定无人机的航线规划。
航线的规划需要考虑飞行高度、航向角、航线间距等参数。
一般而言,较高的飞行高度可以获得较大的覆盖面积,但分辨率较低;而较低的飞行高度可以获得更高的分辨率,但覆盖面积较小。
航向角和航线间距的选择可以影响照片之间的重叠度,进而影响后续图像处理的精度。
此外,还需要考虑地形和建筑物的复杂度,以及气候条件对飞行的影响。
为了保证测量的准确性,我们需要对地面控制点进行精确测量。
地面控制点可以是人工设置的物理标志,如地面标志、人工标记等,也可以是已知坐标的地物特征点,如建筑物的拐角、路口的交点等。
通过在无人机拍摄的照片中识别和测量这些控制点,可以实现地面测量和照片的对应。
无人机摄影测量知识点
无人机摄影测量的知识点主要包括以下几个方面:
1. 无人机摄影测量的基本原理:无人机摄影测量是指利用无人机搭载高分辨率相机,通过无人机飞行控制系统获取高清晰度的地面影像,再利用摄影测量技术进行地形测量、建模等。
2. 无人机摄影测量的关键技术:无人机摄影测量的关键技术包括相机校准、像片控制、空中三角测量、数字高程模型(DEM)制作、数字正射影像(DOM)制作等。
这些技术是实现无人机摄影测量的重要支撑。
3. 无人机摄影测量的应用领域:无人机摄影测量广泛应用于国土资源调查、地形测量、城市规划、灾害监测、环境保护等领域。
其优势在于能够快速、高效地获取高精度、高分辨率的地理信息数据,为各行业的决策和规划提供有力支持。
4. 无人机摄影测量的限制因素:虽然无人机摄影测量具有许多优势,但也存在一些限制因素,如天气、空域、飞行控制技术等。
此外,无人机的载荷能力、续航能力、飞行稳定性等方面也会影响其应用效果。
5. 无人机摄影测量的未来发展:随着无人机技术的不断发展和摄影测量技术的不断创新,无人机摄影测量有望在未来实现更高精度、更高效率的测量和建模。
同时,随着人工智能和大数据技术的应用,无人机摄影测量将能够更好地服务于各行业的数字化转型和升级。
以上是无人机摄影测量的主要知识点,了解这些知识点有助于更好地应用无人机摄影测量技术,提高地理信息数据的获取和处理效率。
无人机摄影测量系统Low-altitude Photogrammetry System一、产品综述Products无人机摄影测量系统(MH-UPS)是煤航技术发展研究院结合测绘行业生产需求而开发的具有自主知识产权的大型遥感影像处理系统。
该软件针对国内外低空飞行器真彩色影像数据源,能够自动、快速、精确的处理海量影像、自动进行空中三角测量、DSM/DEM自动生成与编辑、DOM/TDOM自动生成与编辑。
以无人机影像的流程完整、联机编辑为特色,该项目的研制为现有的航测成图流程提供了突破性解决方案,提高了作业效率,缩短生产周期。
系统功能Features低空摄影测量系统包含三大功能,分别是:空三加密,产品生成,成果输出。
图1 系统功能1.空三加密为得到更为精确的加密成果,空三加密主要分为三个过程:(1)自动匹配基于金字塔匹配策略,使用GPU加速的影像自动匹配方法;基于自由网平差的剔除粗差点算法;影像自动匹配提供了强大的同名点自动匹配能力,下图2直观显示了控制点及匹配点的整体分布。
●红色为航带内匹配点;●蓝色为航带间匹配点;图2 查看匹配点分布(2)交互编辑图3为人机交互编辑匹配点,影像以金字塔格局显示,直观显示匹配点的整体分布; 支持平面和立体上量测控制点和连接点;控制点与像点残差同时显示,直观方便检查平差结果;图 3 空三编辑(3)区域网平差稳健的光束法区域网平差算法获取到可靠的外方位元素;图 4 区域网平差结果2.产品生成(1)匀光匀色在飞行时,受到不同气候、不同时期、不同拍摄环境以及薄云雾的影响,拍摄出的航空影像会表现出模糊、亮暗不均匀的现象,为了让测区所有数据为统一色调,看起来更为美观,匀光匀色功能可调整像片的色彩和亮暗程度。
下图为像片匀光匀色前后效果图。
图5匀光匀色前匀光匀色后(2)DSM/DEM生成直接从立体像对中提取出的高密度点云数据,自动生成全像素无缝数字地表模型。
采用一种基于地物要素及几何约束的密集匹配算法,生成数字表面模型DSM;采用一种基于地形约束的滤波算法,生成数字高程模型DEM;多CPU并行计算技术,充分保障了海量数据的自动生成能力;根据不同地形分布设置相应类型参数,实现高质量的地形显示。
无人机摄影测量的发展与应用随着科技的不断发展和进步,无人机摄影测量技术在各个领域得到了广泛的应用,并取得了显著的成就。
无人机摄影测量技术是通过无人机搭载摄影测量设备,利用无人机自身的航行能力和姿态控制系统进行作业,采集大地测量、地理信息和摄影测量的数据,经过处理和分析,进而达到测绘、资源环境监测、工程勘测等目的。
本文将从无人机摄影测量技术的发展历程、应用领域和未来发展趋势等方面进行探讨。
一、无人机摄影测量技术的发展历程无人机摄影测量技术源于传统的航空摄影测量技术,但是由于传统的航空摄影测量技术存在成本高、操作复杂等问题,导致了其在实际应用中受到了一定的限制。
随着航空摄影测量技术的发展和无人机技术的逐渐成熟,无人机摄影测量技术应运而生。
20世纪90年代初,美国军方开始将无人机应用于军事侦察和目标定位等领域,逐渐形成了军事领域的无人机摄影测量技术。
随着无人机技术的逐渐成熟和民用领域的需求增加,无人机摄影测量技术开始逐渐向民用领域拓展。
2006年,美国公司SenseFly推出了第一代商用无人机eBee,标志着无人机摄影测量技术正式进入商用领域。
其后,国内外多家厂商相继推出了多款无人机摄影测量设备,并通过提升摄影测量设备的分辨率、提升无人机飞行稳定性等手段不断完善和发展无人机摄影测量技术。
1. 地质勘探和资源调查无人机摄影测量技术可以利用其高分辨率的摄影测量设备,对地质勘探和资源调查项目进行快速、高效的测量和监测。
例如通过无人机摄影测量技术可以快速获取地质构造和地质资源分布等信息,为资源勘探和调查提供了重要数据支持。
2. 城市规划与土地利用在城市规划和土地利用方面,无人机摄影测量技术可以利用其快速、高精度的数据采集能力,对城市用地、建筑物分布等情况进行全面测绘和监测,为城市规划和土地利用提供支持。
3. 海岸线保护和水利工程无人机摄影测量技术可以通过航拍方式获取海岸线变化、水利工程建设等情况,为海岸线保护和水利工程规划提供了重要的信息。
如何运用无人机进行航空摄影测量与测绘引言:无人机作为一种新兴的航空工具,其应用领域日益扩大。
在航空摄影测量与测绘领域,无人机的使用已经取得了显著的进展。
通过无人机进行航空摄影拍摄和遥感数据采集,可以实现高精度的地面测绘和地理信息系统构建。
本文将介绍如何运用无人机进行航空摄影测量与测绘的一些基本原理和方法。
一、航空摄影测量与测绘概述航空摄影测量与测绘是通过摄影测量技术和地面控制点的基础上,获取有关地表特征的空间位置、形状、大小和高程等信息,以实现地图制作、土地规划、城市建设等目的的一种方法。
传统的航空摄影测量与测绘通常需要使用有人驾驶的飞机进行航空摄影,但这种方法成本高昂且操作复杂。
二、无人机航空摄影测量的优势无人机航空摄影测量与传统方法相比具有许多优势。
首先,无人机机身小巧轻便,可以在狭窄或复杂的空间环境中灵活飞行,获取角度多样且更具新颖感的照片。
其次,无人机搭载先进的遥感传感器,可以进行多光谱、高光谱和热红外等多种遥感数据的采集,从而获得更为丰富的地表信息。
此外,无人机摄像机的稳定性和可调角度使得航空摄影更加精确和高效。
三、无人机航空摄影测量的数据采集方法无人机航空摄影测量的数据采集主要包括遥感影像拍摄和地面控制点的布设。
遥感影像拍摄需要选择合适的时间、天气和飞行高度,以充分保证影像的质量和准确性。
地面控制点布设主要是使用GPS等定位技术,在待测区域布设一定数量的控制点,以提供地表特征的准确三维坐标。
通过无人机的控制软件,可以实现对无人机航路的规划、自动飞行和拍摄控制。
四、无人机航空摄影测量的数据处理方法无人机航空摄影测量的数据处理可以分为影像处理和地理信息系统构建两个阶段。
影像处理主要包括几何校正、图像匹配和立体测量等步骤。
地理信息系统构建主要是将测量得到的点、线、面等地理要素进行编辑和属性绑定,构建具有空间关系和属性信息的地理数据库。
随着计算机和软件技术的不断发展,无人机航空摄影测量的数据处理方法也得到了很大的改进,不仅提高了处理速度和精度,还提供了更多的数据分析和可视化功能。
无人机摄影测量系统
Low-altitude Photogrammetry System
一、产品综述Products
无人机摄影测量系统(MH-UPS)是煤航技术发展研究院结合测绘行业生产需求而开发的具有自主知识产权的大型遥感影像处理系统。
该软件针对国内外低空飞行器真彩色影像数据源,能够自动、快速、精确的处理海量影像、自动进行空中三角测量、DSM/DEM自动生成与编辑、DOM/TDOM自动生成与编辑。
以无人机影像的流程完整、联机编辑为特色,该项目的研制为现有的航测成图流程提供了突破性解决方案,提高了作业效率,缩短生产周期。
系统功能Features
低空摄影测量系统包含三大功能,分别是:空三加密,产品生成,成果输出。
图1 系统功能
1.空三加密
为得到更为精确的加密成果,空三加密主要分为三个过程:
(1)自动匹配
基于金字塔匹配策略,使用GPU加速的影像自动匹配方法;
基于自由网平差的剔除粗差点算法;
影像自动匹配提供了强大的同名点自动匹配能力,下图2直观显示了控制点及匹配点的整体分布。
●红色为航带内匹配点;
●蓝色为航带间匹配点;
图2 查看匹配点分布
(2)交互编辑
图3为人机交互编辑匹配点,
影像以金字塔格局显示,直观显示匹配点的整体分布; 支持平面和立体上量测控制点和连接点;
控制点与像点残差同时显示,直观方便检查平差结果;
图 3 空三编辑
(3)区域网平差
稳健的光束法区域网平差算法获取到可靠的外方位元素;
图 4 区域网平差结果
2.产品生成
(1)匀光匀色
在飞行时,受到不同气候、不同时期、不同拍摄环境以及薄云雾的影响,拍摄出的航空影像会表现出模糊、亮暗不均匀的现象,为了让测区所有数据为统一色调,看起来更为美观,匀光匀色功能可调整像片的色彩和亮暗程度。
下图为像片匀光匀色前后效果图。
图5匀光匀色前匀光匀色后
(2)DSM/DEM生成
直接从立体像对中提取出的高密度点云数据,自动生成全像素无缝数字地表模型。
采用一种基于地物要素及几何约束的密集匹配算法,生成数字表面模型DSM;
采用一种基于地形约束的滤波算法,生成数字高程模型DEM;
多CPU并行计算技术,充分保障了海量数据的自动生成能力;
根据不同地形分布设置相应类型参数,实现高质量的地形显示。
图 6 澄合1:2000测区DSM
图7 澄合1:2000 DEM
(3)(真)正射生成
图8为正射影像和真正射影像纠正图。
正射影像DOM纠正
以DEM模型纠正生成的DOM,可看到倾斜的建筑物,部分区域存在遮挡。
真正射影像TDOM纠正
是以DSM/(DEM + DBM)模型纠正生成的TDOM,可看到直立的建筑物,是
没有被遮挡区域的。
图8 DOM纠正TDOM纠正
3.成果输出
(1)DSM/DEM输出
DSM/DEM立体编辑
●在真实的立体环境下根据地形编辑DSM/DEM;
●多人联机编辑的方式减少接边,提高了工作效率;
●支持矢量数据的导入,导出;
●支持DEM的采集。
图9 DEM编辑
DSM/DEM分幅输出
●按照标准图幅、矩形分幅格式输出DSM/DEM成果;
●根据外部导入的图幅数据,输出DSM/DEM成果;
图10 DEM编辑成果(2)DOM/TDOM输出
DOM/TDOM编辑
●多人联机的编辑的方式减少接边,提高工作效率;
●与Photoshop实现无缝连接;
●友好方便的编辑房屋变形、拉花的工具
图11 DOM编辑
DOM/TDOM输出
●按照标准图幅、矩形分幅格式输出DOM/TDOM成果;
●根据外部导入的图幅数据,输出DOM/TDOM成果;
图12 DOM 1:1000分幅输出
二、独特优点Benefits
✧时效性高:产品编辑采用多人联机编辑策略(多人可对同一块数字产品进行编辑),
避免大量的接边工作,提高生产效率。
✧可靠性高:系统经过研究与开发,采用基于影像特征、影像频率域与空间域相结合
的适合于任意角度的高精度影像匹配算法,提高影像匹配的精度和效率。
✧自动化程度高:采用多核并行计算策略,实现影像连接点的自动匹配、DSM/DEM
的自动匹配以及DOM/TDOM的自动纠正和镶嵌。
三、应用案例Applications
下图为广东省梅州市五华县部分地区的数字成果,该地区属季风性湿润气候,地势西南高东北低,日照充足,雨水丰富。
DEM格网间距为2米,DOM分辨率0.2米。
图13 航迹线原始影像
图 14 DEM 生成 DOM 生成
图15 信息参数列表。