基于Smart3D的倾斜摄影测量技术研究
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基于倾斜摄影测量的三维建模关键技术研究与应用作者:赵政权罗虹来源:《贵州大学学报(自然科学版)》2020年第04期摘要:为了快速高效地获取高精度的三维模型,本文提出了一种基于倾斜摄影测量的三维建模方法。
经过测量数据预处理,利用Context Capture 进行空三计算、密集影像匹配、纹理映射,实现三维模型的构建,并对三维模型的质量进行检查,同时优化模型,最后采用15个检查点进行精度评价。
结果表明:模型成果可以满足相关的规范要求,该方法可以满足大面积区域的三维模型高效构建的需求。
关键词:倾斜摄影测量;纹理关联;三维建模中图分类号:P23 文献标识码: A随着“数字城市”“智慧城市”的发展,城市建设越来越倾向于精细化、高效化、动态化的方向发展。
如何快速高效地获取高精度真三维模型成为迫切的需求。
按数据的建模方法和采集方式的差异,大致分为:(1)基于矢量数据的手工建模。
如Sketch-UP、3D Max等建模软件进行手工建模,但有明显的周期长、成本高,且对专业建模人员要求技术娴熟等劣势。
(2)基于点云数据的三维建模。
主要通过三维激光扫描仪或通过改进的三维激光扫描车等来获取点云数据。
(3)三维组件式建模。
把建筑物、树木、市政设施等三维组件模型存储在计算机内,根据需要调用,具有节省时间,成本低的优点,但是不能满足精细个性三维的要求。
(4)基于倾斜摄影的三维建模技术。
通过飞行器(一般为无人机)搭载多镜头的相机,獲取丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理,具有获取数据简单、快速、周期短等优势。
近年来,基于倾斜摄影测量进行三维建模有了很快的发展,专家学者做了大量的研究。
如王建强等[1]提出利用多视角影像人工交互半自动生成几何模型,自动映射纹理,建立城市建筑物的三维模型。
黄健等[2]利用Smart 3D Capture软件进行城市三维建模,并对成果质量及精度进行评价。
张平等[3]选用Street Factory作为处理平台,建立资阳城区的街景模型,并对精度进行评价。
基于Smart3D的倾斜摄影测量模拟系统三维建模熊强;王双亭;王晓宇;江振飞;胡倩伟;王春阳【摘要】以河南理工大学倾斜摄影测量模拟系统为实验平台,在室内空中轨道上搭载五镜头倾斜相机,模拟室外倾斜摄影测量获取沙盘模型影像,用Smart3D软件进行空中三角测量和三维建模,用实测检查点分析模型精度.实验结果表明,利用Smart3D对倾斜摄影测量模拟系统中的沙盘模型进行三维建模是可行的,精度可以达到毫米级.【期刊名称】《测绘工程》【年(卷),期】2018(027)007【总页数】5页(P55-59)【关键词】倾斜摄影测量;模拟系统;空中三角测量;三维建模;模型精度【作者】熊强;王双亭;王晓宇;江振飞;胡倩伟;王春阳【作者单位】河南理工大学测绘与国土信息工程学院 ,河南焦作 454001;河南理工大学测绘与国土信息工程学院 ,河南焦作 454001;河南测绘职业学院 ,河南郑州 450000;河南理工大学测绘与国土信息工程学院 ,河南焦作 454001;北京四维远见信息技术有限公司 ,北京 100070;河南理工大学测绘与国土信息工程学院 ,河南焦作 454001【正文语种】中文【中图分类】P23摄影测量是通过非接触成像系统和其他传感器系统采集影像数据,对影像数据进行记录、量测、分析与处理,获取所摄物体的形状、大小、位置及其相互关系的一门科学和技术[1-2]。
摄影测量是现实世界中物体或目标的真实反映,其信息内容丰富、形态逼真,可以从中获得所研究物体大量的属性信息,因此摄影测量可以应用于变形观测、事故调查、各种比例尺地形图的绘制以及建立数字模型等领域[2-4]。
相对于传统的正射影像建模和CAD建模,倾斜摄影通过多角度的测量能够更准确地反映地物及其周围的实际情况[5],利用一个正摄像机,4个倾斜角为45°的相机来获取数据影像,可以从各个方位去再现地物的真实面貌[6-7];倾斜摄影测量通过高效的数字影像采集设备和高精度的数据处理方式还可以得到比传统摄影测量更加准确生动的3D模型,因此倾斜摄影系统将具有广阔的应用前景[8-9]。
Smart3D系列教程1之《浅谈无人机倾斜摄影建模的原理与方法》一、引言倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,以大围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景,通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性,为真实效果和测绘级精度提供保证。
同时有效提升模型的生产效率。
三维建模在测绘行业、城市规划行业、旅游业、甚至电商业等的行业应用越来越广泛,越来越深入。
无人机航拍不再是大众陌生的话题,商场到处可见的DJI商店,各种厂商的无人机也是层出不穷,这将无人机倾斜数据建模推到了一个关键性的阶段。
二、倾斜摄影原理概述倾斜摄影技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器(目前常用的是五镜头相机)。
同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。
垂直地面角度拍摄获取的是垂直向下的一组影像,称为正片,镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的四组影像分别指向东南西北,称为斜片。
摄取围如下图:在建立建筑物表面模型的过程中,下图可以看到,相比垂直影像,倾斜影像有着显著的优点,因为它能提供更好的视角去观察建筑物侧面,这一特点正好满足了建筑物表面纹理生成的需要。
同一区域拍摄的垂直影像可被用来生成三维城市模型或是对生成的三维城市模型的改善。
利用建模软件将照片建模,这里的照片不仅仅是通过无人机航拍的倾斜摄影数据,还可以是单反甚至是手机以一定重叠度环拍而来的,这些照片导入到建模软件中,通过计算机图形计算,结合pos信息空三处理,生成点云,点云构成格网,格网结合照片生成赋有纹理的三维模型。
区域整体三维建模方法生产路线图:到这里,大家大致明白了采集来的照片是如何进过软件处理生成模型的,接下来,大家是不是想说都有哪些软件可以实现三维重建呢?三、主流照片建模软件介绍及比较行业里主流的有Bently公司的ContextCapture(Smart3D),俄罗斯Agisoft公司的PhotoScan,瑞士Pix4D公司Pix4D mapper。
倾斜摄影测量技术在三维建模中的应用刘本宁;黄兵;张陈锋【摘要】三维建模已经成为测绘数字化过程中不可缺少的重要一环.Smart3D软件在快速低成本实现精细三维模型的构建、大比例尺DOM的制作以及三维模型的可视化展示等方面拥有巨大优势.本文借助倾斜摄影测量技术和Smart3D软件实现精细三维模型的快速构建,规范和分析了数据获取的主要流程和数据处理的关键技术,对比和探讨了利用点云和影像数据建模的精度和优缺点,总结了三维建模过程中相关数据的质量要求和评价标准.最后指出了影像建模仍面临的一些问题,仍需要进一步研究.【期刊名称】《城市勘测》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】4页(P37-40)【关键词】Smart3D;三维模型;数据质量【作者】刘本宁;黄兵;张陈锋【作者单位】北京建筑大学测绘与城市空间信息学院,北京 100044;现代城市测绘国家测绘地理信息局重点实验室,北京 100044;北京建筑大学测绘与城市空间信息学院,北京 100044;现代城市测绘国家测绘地理信息局重点实验室,北京 100044;北京建筑大学测绘与城市空间信息学院,北京 100044;现代城市测绘国家测绘地理信息局重点实验室,北京 100044【正文语种】中文【中图分类】P2341 引言传统的三维建模和低空摄影测量技术已经远远不能满足当下快速精细建模的要求。
传统三维建模主要依靠二维的平面矢量图、正射影像图等数据为底图建立白膜,通过将高程数据和拍摄的纹理数据贴在白膜上来构建。
由于传统的建模方法效率低,劳动强度大、生产成本高等缺点,将逐渐被淘汰。
传统低空摄影测量技术,广泛应用在大面积区域调查、安全监测、灾害应急、环境保护等诸多领域。
通过无人机搭载传感器,快速、高效、便捷地获取高分辨率影像数据,从而制作DOM(数字正射影像)和DEM(数字高程模型)。
但是由于传感器和数据处理算法等软硬件的限制,并不能快速高效地还原最真实的三维场景。
很全面的倾斜摄影Smart3D综合总结篇本文从Smart3D设备配置到内业采集处理流程等各个方面进行介绍分析,若有不正之处,还请大家给予指正。
(部分内容源自网络整理而来,如有侵权请及时联系)1数据处理设备工欲善其事必先利其器高的效率当然少不了高的配置推荐配置2内业数据处理1.处理软件介绍近年来,倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,利用照片进行三维重建成为一项关键性的技术。
目前市场上很多倾斜建模软件,较主流的软件包括了Smart3d、PIX4D MAPPER、PHOTOSCAN、Photomesh、街景工厂等,其实谈到这几种软件使用上的效果和效率优劣我只能代表自己个人对各个软件的浅显了解,这几款软件我们只是试用了解,不能做到深入的分析。
smart3D与街景工厂等三维建模软件空三及其他区别Smart3d空三的优化模式是基于空间直角坐标系的优化方式,它的优势在于不依赖于POS的优化,纯依赖于控制点的拉动来完成绝对定向;这种优化模式无需椭球投影定义,因此对项目/POS/控制点的椭球投影的一致性无太高的要求,但严格意义上来讲虽然符合数学模型精度。
但局限在于测区覆盖范围很大时,会加大绝对定向的精度控制难度,对于控制的依赖比较高,需要较多/密的控制点才能保证绝对定向精度。
街景工厂的优化模式是基于地心系的空三优化方式,基于地心系的优化模式,是把整个空三模型都放到基于地心的空间坐标系来进行优化,需要有椭球投影定义,依赖初始POS和控制点来完成绝对定向。
当然在地心系中完成优化,需要椭球/投影定义,其中需要项目定义投影与POS保持一致,而项目椭球定义与最终成果也就是控制点保持一致。
可无缝拟合空三像方与物方反算的整个过程,无缝拟合大地椭球面,不存在精度丢失的情况。
它的优势在于A.可以充分使用POS的初始定位精度,在POS符合精度要求的情况下,可以实现基于无控制点或少量控制点完成高精度绝对定向。
基于倾斜摄影测量与BIM 技术的三维建模研究(1.河南省有色金属地质矿产局第七地质大队,河南郑州450016)摘要:倾斜摄影测量是获取城市三维数据的主要手段,将倾斜摄影测量和BIM 技术进行融合,可以为智慧城市提供更加全面的属性信息。
基于此,通过无人机搭载倾斜相机对泰州市殷家村进行影像采集,通过影像预处理、自动空中三角测量等工作后,构建了殷家村的实景三维模型,并选择一处区域创建BIM 建筑设计模型。
最后在基于以上2种模型的基础上,选择第三方平台SuperMap 对2种模型进行格式融合,满足实际需求。
关键词:倾斜摄影测量;BIM ;三维建模;模型融合中图分类号:P231文献标志码:B文章编号:1672-4623(2022)08-0032-05doi:10.3969/j.issn.1672-4623.2022.08.008Aug.,2022Vol.20,No.8地理空间信息GEOSPATIAL INFORMATION2022年8月第20卷第8期崔琛1Research on 3D Modeling Based on Oblique Photogrammetry and BIM TechnologyCUI Chen 1(1.The Seventh Geological Brigade of Henan Nonferrous Metals Geology and Mineral Resources Bureau,Zhengzhou 450016,China)Abstract:Oblique photogrammetry is the main method to obtain urban 3D data,but the established model only contains the surface information of building and lacks the internal attribute information.The BIM technology just makes up for this defect.It can run through all the information of the whole life cycle of the building.Therefore,the integration of oblique photogrammetry and BIM technology can provide more comprehen-sive attribute information for Smart cities.In this paper,we used a UA V equipped with oblique camera to collect images of Yinjia Village in Tai-zhou City.After image preprocessing and automatic aerial triangulation,we constructed a real 3D model of Yinjia Village,and selected a region to create a BIM architectural design model.Finally,on the basis of the above two models,we selected the third-party platform SuperMap to fuse the two models.Key words:oblique photogrammetry,BIM,3D modeling,model fusion收稿日期:2020-10-10。
倾斜摄影测量在实景三维建模中的关键技术研究李积玲摘要:倾斜摄影技术是近年来遥感领域中研发的新技术,不仅能够真实地反映出地理信息,还可通过定位技术、地理信息等,提高航拍影像的处理速度,建立三维模型。
而智慧城市的建设过程需要三维模型的支撑,因此将倾斜摄影测量技术应用在智慧城市中具有十分重要的作用。
文章重点就倾斜摄影测量在实景三维建模中的关键技术进行研究分析,以供参考和借鉴。
关键词:倾斜摄影;实景测量;三维建模;关键技术引言三维城市运用描述城市地上景观的三维模型来表达数字城市空间信息,是表达城市信息的重要载体,对城市规划、建设、管理和应急响应有着及其重要的作用,三维城市已经展现出其较高的经济价值和应用潜力。
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,得到精确的、可靠性强的建筑物模型、道路模型及其他景观小品模型,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、效率以及时效难以满足三维城市的应用。
1倾斜摄影测量概述1.1倾斜摄影测量技术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,它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,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。
拍摄相片时同时记录航高、旁向重叠度、GPS坐标数据等,为后续三维建模的分析整理提供有利条件。
1.2倾斜摄影技术特点将无人机倾斜摄影测量技术应用于构建三维城市,具有以下特点:第一,可操作性强。
获取数据途径简便快捷,后续无需作业人员再次现场拍摄;数据处理主要通过计算机软件解算,自动化程度高;第二,三维模型更接近真实场景。
相比于只从垂直角度拍摄的正射影像,大量倾斜影像可提供建筑物多角度纹理信息,补充地物的侧面细节,使建模效果符合人眼真实场景,弥补了人工建模仿真度低的缺陷;第三,投入成本低。
一ContextCapture简介ContextCapture是一款可实现由照片自动生成高分辨率三维模型的倾斜数据自动三维重建软件,照片可以来自于任何数码相机,包括智能手机的相机,其建模水平处于国际领先地位。
ContextCapture软件有几个主要的模块:包括Master、Setting、Engine、Viewer等。
Master是一个非常友好的人机交互界面,相当于一个管理者,它创建任务,管理任务,监视任务的进度等;Setting是一个中间媒介,它主要是帮助Engine指向任务的路径;Engine即是引擎端,只负责对所指向的Job Queue中的任务进行处理,可以独立于Master打开或者关闭;Viewer则可预览生成的三维场景和模型。
①服务器任务设置,打开Setting,设置任务路径②打开ContextCapture Engine③工程任务设置:一般默认即可,若涉及到修改需检查是否和服务器任务一致。
软件环境设置c lass ACU3D 生产流程数据整理创建工程导入数据原始数据相机信息:主距,像元大小,宽高,畸变参数影像: 影像名称,路径POS/IMU:若相机的定位不好确定,则不采用转角,只使用xyz。
注意转角系统差别空间参考:坐标系统的设置Acu3D的数据表检查数据情况提交空三任务空三参数设置执行空三提交三维重建任务三维重建参数设置执行三维重建或EXIF 影像文件二倾斜数据三维建模作业流程三、EXIF影像处理流程1 倾斜影像预处理:影像写入EXIF信息。
为方便倾斜数据整理及后期处理,无人机管家特有EXIF写入功能,可将经纬度信息写入照片属性。
①POS数据格式为.TXT;排列方式如下,其中经纬度需为10进制。
ID 经度纬度高度②在“智理图”中选择EXIF处理,并选择原始影像路径,POS数据路径及输出路径;对齐方式按“顺序对齐”不同相机的放在不同文件夹下,软件自动识别为不同相机,2 新建工程点击“New project”,定义工程名称工程路径,默认勾选“Create empty block”。
基于倾斜摄影测量的三维建模摘要:传统的三维建模和低空摄影测量技术已经远远不能满足当下快速精细建模的要求。
传统三维建模主要依靠二维的平面矢量图、正射影像图等数据为底图建立白膜,通过将高程数据和拍摄的纹理数据贴在白膜上来构建。
由于传统的建模方法效率低,劳动强度大、生产成本高等缺点,将逐渐被淘汰。
传统低空摄影测量技术,广泛应用在大面积区域调查、安全监测、灾害应急、环境保护等诸多领域。
鉴于此,本文就基于倾斜摄影测量的三维建模展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。
关键词:Smart3D;三维模型;数据质量1、倾斜摄影测量技术概况及其应用现状倾斜摄影测量技术是指通过在同一个机载平台上搭载多个传感器,同时从垂直和倾斜5个观测角度采集影像,因此,在获取垂直影像的同时,还能获得地表地物各个侧面的纹理信息,为数字三维模型的构建带来了更丰富的纹理、轮廓信息。
近年来,随着我国数字城市建设进程的进一步加快,人们对三维城市建设的规模、纹理及轮廓的精度、视觉效果等需求不断提高,倾斜摄影测量技术也将逐步替代传统单一的正视摄影测量,大大推进数字城市信息化进程。
我国倾斜摄影测量技术发展比较晚,而倾斜数字航摄机是倾斜摄影测量技术的关键。
目前国内倾斜摄影测量系统构建较为成功的有北京四维远见公司的SWDC-5数字航空倾斜摄影仪、中测新图自主研发的TOPDC-5倾斜数字航摄系统、上海航遥信息技术有限公司与中科院联合研制打AMC580多视角航空摄影系统等,这些倾斜数字摄影系统的成功研制填补了我国在倾斜摄影测量这一领域的技术空白,同时也为三维数字城市模型的构建提供了坚实的基础设施保障。
典型的倾斜航摄相机可以获得垂直影像,以及左视、右视、前视、后视等4个方向的地物侧面影像,在获得地物顶部及侧面影像的同时,还可以获得高分辨率的地物表面纹理、轮廓信息,可用于地表地物的可视化和影像解译。
倾斜摄影测量技术的实现,为三维数字城市模型的构建提供了一种更为精细、方便的途径,是构建三维数字城市模型至关重要的环节。
倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的应用摘要:在新时代背景下,在不动产测绘工作中应用倾斜摄影测量技术,是测绘行业发展的必然趋势。
在不动产测绘工作中,测绘人员可以应用该技术来消除传统测绘技术的弊端,提高数据采集的便捷性和高效性。
基于此,本文对无人机倾斜摄影测量技术概述以及倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的应用进行了分析。
关键词:倾斜摄影测量技术;不动产测绘;应用研究1 无人机倾斜摄影测量技术概述无人机倾斜摄影技术,就是在无人机上面安装倾斜摄影装置,还要在无人机的外表面安装各种数据传感器以及不同倾斜角度的摄影装置,这样不同角度的摄像装置就可以由于角度的变化而把不同的数据重新组合在一起,从而能够实现对数据的快速、精准的获取。
无人机设备能够利用POS系统,对数据进行关联和整合,这样就能在三维空间中做到对无人机状态进行实时的监测,还可以对摄影等装置进行及时调节,这样能确保数据不会失真,从而确保进行不动产测绘工作所得到的数据都是非常精准的。
无人机倾斜摄影技术还能用来对不同的影像以及在平差摄影在垂直及倾斜等方向上实现对数据的采集,这样就能避免数据出现形变。
利用POS系统,能够为无人机搭建数据提供基础平台,而且也能够多方向地完成对数据的采集,可以在自由网中自主发挥,针对控制点可以构建相应的数学方程式,这样就能保证不动产测绘所得出的数据具有很高的精准度。
在密度较高的位置开展测绘工作,无人机可以利用分割影像的技术,把倾斜图案所得到的图形开展分割和纹理聚类等活动,这样就可以算出不动产数据的匹配性,还可以使不动产数据在采集当中表现出辐射性,确保无人机倾斜技术能够在一种平衡的光感条件下使用。
无人机倾斜摄影的优点体现在可以为不动产测绘的开展提供较为精准的数据支撑,确保所得到的数据是真实有效的,而且还可以加快不动产测试得到数据的速度。
一般不动产测绘获得的都是体现不动产二维属性的,通过测绘不能精准获得不动产方面的精准数据。
但是使用无人机倾斜技术,在远距离对不动产的状况开展实时采集时,也可以做到对数据的实时回传,还可以构建起三维模型。
倾斜摄影测量的三维建模技术及运用分析倾斜摄影测量是一种利用倾斜摄影技术获取大范围三维建筑物或地形的高分辨率影像的方法。
倾斜摄影测量技术已广泛应用于城市建设、遗址保护、地质灾害监测等领域。
本文将探讨倾斜摄影测量的三维建模技术及其在实际应用中的分析。
1. 摄影测量原理倾斜摄影测量是通过将相机设备倾斜安装在航拍飞机或者无人机上,利用航空相机和地面控制点实现高精度三维建模。
在航摄过程中,相机以一定的倾斜角度进行拍摄,同时可通过GPS/惯性导航系统(IMU)获得相机拍摄时的姿态信息。
2. 影像处理流程倾斜摄影测量需要经过图像采集、图像初始处理、外方位元素计算、三维坐标点计算、镶嵌图像处理等一系列复杂流程。
这些流程包括了对影像数据的预处理、畸变校正、立体模型恢复、三维点云数据建模等,需要借助专业的软件工具和算法进行配合。
3. 三维建模技术在倾斜摄影测量中,通常采用典型的三维建模技术,如结合点云数据生成三维建模、利用多视角影像进行三维重建、基于同名点匹配实现三维模型构建等。
这些技术可以根据不同的应用需求选择合适的方法进行处理。
二、倾斜摄影测量的应用分析1. 城市规划与管理倾斜摄影测量技术可以提供高分辨率的城市立体影像,为城市规划和管理提供了重要的数据支持。
倾斜摄影测量可以快速获取城市建筑物、道路、绿化等信息,为城市规划、景区规划、工程测绘等提供精确的数据基础。
2. 遗址保护与文物保护利用倾斜摄影测量技术可以获取遗址和文物的三维建模信息,利用高分辨率的影像数据,可以对文物进行全方位的记录和保护。
对于一些濒临破坏的遗址和文物,可以利用倾斜摄影测量技术进行快速的数字化保护。
3. 地质灾害监测与风险评估倾斜摄影测量的三维建模技术可以实现对地质灾害隐患区的精确监测和评估。
通过对地质灾害隐患区进行高精度的三维模型重建,可以提前预警和评估地质灾害的风险,有助于地质灾害的监测与防范工作。
4. 地质资源勘查与矿区管理倾斜摄影测量可以提供高分辨率的地形和地貌信息,有利于地质资源的勘查和矿区管理。
基于Smart3D的无人机倾斜数据实景三维建模摘要:以某测区实景三维建模为例,阐述了无人机倾斜摄影与实景三维模型数据生产的基本原理。
利用cw10固定翼无人机搭载DG3倾斜相机的方式采集影像数据,选用Smart3D软件作为数据处理平台,构建该区域实景三维模型。
关键词:无人机倾斜摄影实景三维建模引言随着经济社会发展对测绘地理信息的需求日益旺盛,传统技术测绘成果更新周期长、人员成本费用高、产品样式固定等短板凸显。
推进基础测绘转型升级,已成为自然资源领域改革创新发展的必然要求和战略抉择。
2022年2月,自然资源部引发《自然资源部办公厅关于全面推进实景三维中国建设的通知》明确指出,到2025年,50%以上的政府决策、生产调度和生活规划课通过线上实景三维空间完成,到2035年这一目标提升至80%。
《通知》建设范围覆盖全国。
建设实景三维,不仅能够真实反映自然资源“家底”,还为智慧城市、文博保护、自然资源、不动产、地下空间的权属界定、确认、登记提供了更精细的表达手法。
由此可见,实景三维建设显得尤为重要和迫切。
传统城市三维建模工作存在周期长、效率低等问题,已无法满足数字城市、智慧城市的发展需求[1]。
近年来,无人机结合摄影测量与传统人工测绘相比,具有操作方便、作业灵活、地域限制小、精度高、效率高、成本较低以及获取数据全面等优势。
利用无人机倾斜摄影测绘技术,可以实现城市化建设中的实景三维建模,特别适用于当下智慧城市建设中。
本文总结了基于Smart3D的无人机倾斜数据实景三维建模技术方法流程,并对相关技术要点进行了探讨。
1.无人机倾斜摄影1.1 基本原理倾斜摄影测量三维建模以静态物体为对象,通过传感器获取倾斜影像为数据源,集成倾斜影像与下视影像数据进行平差计算,经过严密的空中三角测量计算得到密集点云数据,最后输出带有真实纹理的高分辨率三维网格模型,继而可弥补单一视角数据遮挡、纹理不丰富、多余观测不足等局限。
1.2 技术流程本文采用瞰景Smart3D实景三维建模软件,能够无须人工干预地利用连续多角度影像,生成超高密度点云,并在此基础上生成高分辨率的具有真实影像纹理的三维场景。
《无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展,无人机技术已经广泛应用于各个领域,特别是在摄影测量领域。
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,成为了现代测绘领域的重要手段。
本文将重点研究无人机倾斜摄影测量的影像处理技术及三维建模方法,以期为相关领域的研究与应用提供理论支持和技术指导。
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指利用无人机搭载的倾斜相机,从多个角度对目标区域进行拍摄,以获取丰富的地表信息。
该技术具有拍摄范围广、数据获取速度快、成本低等优点,为三维建模提供了丰富的数据来源。
三、影像处理技术研究1. 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、去噪、色彩平衡等。
其中,影像校正旨在消除因无人机飞行姿态、相机镜头畸变等因素引起的图像变形;去噪则是为了消除图像中的随机噪声和系统噪声,提高图像质量;色彩平衡则是为了使图像色彩更加真实、自然。
2. 影像配准与拼接影像配准与拼接是倾斜摄影测量数据处理的核心环节。
通过影像配准,将不同角度、不同时间的影像数据在空间上进行匹配,实现影像间的相对定位;而影像拼接则是将配准后的影像数据进行融合,生成一幅无缝的、高分辨率的影像图。
四、三维建模方法研究1. 数字表面模型(DSM)构建数字表面模型是三维建模的基础。
通过倾斜摄影测量技术获取的地表信息,结合影像处理技术,可以构建出地表的三维模型。
该模型能够真实反映地表的形态特征,为后续的三维建模提供基础数据。
2. 三维模型构建方法根据DSM数据,可以采用不同的三维建模方法,如基于点的三维建模、基于面的三维建模、基于体的三维建模等。
其中,基于点的三维建模主要是通过提取DSM数据中的特征点,生成三维点云数据,然后通过三角剖分等方法构建三维模型;基于面的三维建模则是将DSM数据划分为若干个面片,通过面片间的拓扑关系构建三维模型。
五、实验与分析为了验证本文研究的无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模方法的可行性和有效性,我们进行了实验。
基于Smart3D的小物件三维建模技术及应用分析摘要:文章以Smart3D软件平台与倾斜摄影技术两个方面为基础,阐述了基于Smart3D的小物件三维建模技术的应用特点;通过试验分析的方式,对基于Sart3D的小物件三维建模技术的应用实践效果进行了研究与评价。
关键词:Smart3D软件平台;二维影像;三维立体模型引言:现阶段,随着社会各行各业信息化发展的程度越来越高,三维建模技术已成为了普遍应用于工业、军事、建筑、制造、教育等多个领域的重要技术类型。
但结合行业经验来看,以数据测量为主要手段的传统建模方式应用流程相对繁琐,且需要耗费大量的人力、物力与时间成本,难以满足人们经济性、高效性的技术应用需求。
在此背景下,我们有必要对基于Smart3D的小物件三维建模技术进行探究讨论,尝试寻找出成本更低、效率更高、效果优质的建模技术应用路径。
1 基于Smart3D的小物件三维建模技术的应用特点Smart3D是一种快速三维场景运算软件,目前普遍应用于地图制图、城市规划、建筑设计、国防训练、媒体娱乐、工业生产、文化保护等多个领域当中,并受到了社会各界用户的广泛好评。
Smart3D软件平台主要基于智能手机、激光雷达等各类终端设备的摄影传感数据,完成建筑、环境等三维模型的处理构建。
所以从根本上来讲,Smart3D的技术原理主要为倾斜摄影技术。
在倾斜摄影技术下,人们可以通过垂直、倾斜等不同角度,拍摄出目标物或目标场景的1组正片影像与4组斜片影像,从而获取到目标物或目标场景的完整信息[1]。
结合Smart3D软件平台与倾斜摄影技术两个方面,可得知基于Smart3D的小物件三维建模技术具有以下应用特点:(1)可在模型中全面反映出目标物及周边环境的真实状态;(2)数据信息需求量小,建模成品所占存储容量也相对较小,有利于网络发布;(3)设备工具类型宽泛,建模所需投入成本较低;(4)在Smart3D软件平台的运行机制下,可在无人工干预的情况下完成连续影像至三维立体模型的快速转换,因此具有建模快捷化、操作简单化、程序自动化的应用特点;(5)可实现obj、dae、osg、3MX等多种格式的数据输出,适用于各类主流应用平台,具有应用领域上的先进性与普适性[2]。
基于Smart3D的倾斜摄影测量技术研究
随着无人机摄影测量技术的迅速发展,基于倾斜摄影测量的三维模型的构建在智能城市和其他领域中发挥着巨大的作用。
倾斜摄影测量由五个摄像机系统拍摄,其可以同时获取特征的多个角度的图像并且在特征的侧面获得精细的纹理信息。
使用摄影测量软件处理所获取的多角度图像最终可以生成具有真实纹理信息的真实3D模型,其广泛用于国民经济的各个领域。
无人机搭载五镜头倾斜相机,采集区域影像,用Smart3D软件进行空中三角测量和三维建模,用实测检查点分析模型精度。
利用Smart3D对倾斜摄影测量影像进行三维建模是可行的,精度非常高。
标签:Smart3D;倾斜摄影测量;无人机;三维建模
无人机倾斜攝影测量技术的优势:
1、无人机的飞行高度是真实的,可以更好地靠近真实物体,从而传递更多小组位置从不同角度捕获和测量数据信息;
2、在几个相邻图像之间重叠概率更高,并且可以更准确地表达地理信息元素;
3、减少人为干扰的可能性能力,自动匹配构造的全过程,完全由计算机控制;
4、现实模式该类型的纹理清晰可见。
以前的摄影只能获得物体顶层的纹理图案。
当然呈现其侧面的纹理,倾斜摄影测量可以反映真实对象的侧面纹理。
5、低成本,无人机倾斜摄影测量技术在信息收集3D模型在生产过程中具有更高的效率,这实质上减少了金钱和人力消费成本。
3D建模是倾斜摄影的首要任务,模型的质量,形状等将会影响后期使用的结果。
通过无人机倾斜摄影测量后,可以获得调查区域的最原始的地理数据信息。
很可能在拍摄过程中受光,风和拍摄角度的干扰,原始数据颜色饱和等稍微有所缺陷。
因此必须将其进行统一的处理,通过各种技术手法技术手法高科技不明顺将其进行还原,并由专人进行检查,从而得到最为真实的、全面的三维立体模型。
现如今三维建模已经是无人机倾斜摄影测量技术的重中之重,模型的质量、造型都会直接影响后期的使用结果。
无人机倾斜摄影测量可以通过影象拍摄获取最原始的地理信息数据,但是在拍摄过程中很可能受到温度、光线、风力等因素的影响,使原始数据的色彩饱和度发生改变,因此需要通过一些建模软件对数据进行处理。
传统的三维建模使用的是3DMax、Auto cad等建模软件,虽然这些建模软件可以对影像数据、CAD平面图、拍摄的图片等进行建模,以此来估算建筑物的大致轮廓和高度等参数,但是这些软件制作的模型数据精度比较低,建
模结果与实际相比有较大误差,而且还要耗费大量的人工,同时这些软件的制作周期长,因此会造成数据的时效性低,无法真正的满足用户的需要。
基于倾斜摄影的3D模型的构造不能准确地评估其准确性。
原因是倾斜摄影构建的三维模型不同于传统的三维模型。
传统的三维模型采用人工构造模式,借助于地形图和其他材料逐层建模。
通过测量其内部参数可以精确地确定精度。
通过对以上软件的缺点分析,目前使用最广的是Smart3D建模软件,基于无人机倾斜摄影测量技术,采用Smart3D软件进行建模可以通过影像处理、联合区域平差、多视影响密集匹配以及纹理映射等关键技术,快速、准确的实现实验地区三维模型的构建。
Smart3D自动化建模原理如图一所示。
Smart3D全称为基于影像自动化进行三维模型构建的并行软件系统。
Smart3D的主要工具模块有Smart3D Capture Viewer(可视化浏览工具)、Smart3D Capture Setting(License设置,任务序列指向设置)、Smart3D Capture SceneComposer(场景文件编辑工具)。
该软件可以对采集的数据进行专业的处理,而且该软件更是可以在无人工干预的情况下利用连续立体像对生成高密度点云,进一步生成三角格网,最后所建立的模型为带有真实纹理的三维格网模型。
三维建模构建流程主要为:1、进行倾斜摄影空中三角测量,将倾斜影像、POS数据、地面控制点测量出来;2、密集匹配高精度点云;3、全自动三维重建;
4、自动纹理映射;
5、得到实景三维模型。
倾斜摄影测量技术可以全面感知各种复杂的场景,并且倾斜摄影测量技术还具有大范围、高精度、高清晰的特点,通过高效的数据采集设备和专业的数据处理流程生成得三维模型可以更加直观的反映建筑物的高度、外观、位置等属性,为后续的使用和测量精度的提高提供了保证。
结束语:Smart3D软件不仅应用于倾斜摄影测量技术,而且还可以快速进行城市三维实景生产。
利用Smart3D技术可以对倾斜摄影测量影像快速实现三维建模,并且精度很高,Smart3D三维建模在未来倾斜摄影测量发展中将占据主导地位。
参考文献:
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[2]熊强,王双亭,王晓宇,江振飞,胡倩伟,王春阳.基于Smart3D的倾斜摄影测量模拟系统三维建模[J].测绘工程,2018,27(07):55-59.。