无人机倾斜摄影技术下的三维精细模型建构

无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用研究随着科技的不断发展和城市建设的不断扩张，城市规划和建设需要大量的地理信息数据支持。

而传统的地理信息数据采集技术通常需要大量的人力、物力和时间，且成本较高。

随着无人机技术的飞速发展，无人机倾斜摄影技术逐渐被应用于城市三维建模中，为城市规划和建设提供了更为高效、精准的地理信息数据支持。

本文将对无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用进行研究和探讨。

一、无人机倾斜摄影技术的原理与特点无人机倾斜摄影是指通过搭载在无人机上的多个相机，同时以不同的倾斜角度拍摄同一目标，然后通过特定的软件对这些图像进行融合、配准、重构，生成具有高精度地理定位信息的三维立体模型的技术。

无人机倾斜摄影技术相较于传统的航空摄影和地面测量技术具有以下几个显著特点：1. 高效快捷：无人机倾斜摄影可以快速获取大面积地理信息数据，大大提高了数据采集的效率。

2. 精度高：通过多个相机的多角度拍摄和精确的软件处理，可以获得高精度的地理信息数据。

3. 适应性强：无人机可以灵活飞行于城市建筑群和山地地形之间，可以获取传统手工测量和大型航摄等技术难以达到的数据。

1. 城市规划与设计无人机倾斜摄影技术可以为城市规划和设计提供高精度、立体化的地理信息数据，为城市规划师和设计师提供详实的地理环境、地形地貌、建筑物分布等信息支持。

通过三维模型，可以对城市空间结构、景观格局进行更为全面的分析和设计。

2. 城市建设与管理在城市建设和管理中，需要对城市的道路、桥梁、隧道、公园、绿化带、市政设施等进行精确测量和建模。

利用无人机倾斜摄影技术可以实现对城市综合信息的全息立体化表达，为城市建设和管理提供基础数据支撑。

3. 灾害监测与应急响应在城市灾害监测和应急响应中，无人机倾斜摄影技术可以迅速获取受灾地区的精准地理信息数据，为救援指挥部提供快速、准确的灾情评估和救援决策支持。

4. 文物保护与文化遗产管理无人机倾斜摄影技术可以对文物保护区、历史文化名城、古建筑群等进行精细的三维建模，为文物保护和文化遗产管理提供详实的地理信息数据支持。

无人机倾斜摄影实景三维技术研究一、引言随着科技的不断发展，无人机倾斜摄影技术作为一种新兴的技术手段，已经在多个领域展现出其独特的优势和应用价值。

该技术通过无人机搭载倾斜摄影相机，从多个角度获取地面目标的影像数据，进而实现实景三维建模。

在城市规划、地质灾害监测、文化遗产保护等领域，无人机倾斜摄影技术能够提供高精度、高效率的三维实景数据，为相关决策提供有力支持。

因此，本文旨在深入研究无人机倾斜摄影技术在实景三维建模中的关键技术及其优化方法，以推动该技术在更广泛领域的应用和发展。

二、相关技术研究现状1.无人机倾斜摄影技术概述：无人机倾斜摄影技术是指通过无人机搭载倾斜摄影相机，同时从垂直和倾斜多个角度采集地面目标的影像数据。

这种技术能够获取更加真实、丰富的三维信息，弥补传统垂直摄影在三维建模方面的不足。

此外，无人机具有机动灵活、成本低廉等优势，使得倾斜摄影技术在实际应用中更加便捷高效。

2.实景三维建模技术：实景三维建模是指利用倾斜摄影数据生成三维点云，进而构建出真实场景的三维模型。

该技术能够还原现实场景的三维形态和结构，为城市规划、灾害评估等提供可视化支持。

实景三维建模的流程主要包括数据获取、点云生成、模型重建和纹理映射等步骤。

3.国内外研究现状：目前，国内外众多学者和机构都在积极开展无人机倾斜摄影实景三维技术的研究工作。

在数据获取方面，研究者们不断探索优化飞行路线和拍摄参数的方法；在点云生成和模型重建方面，各种算法和软件工具不断涌现和完善；在应用领域方面，该技术已经成功应用于城市规划、地质灾害监测、文化遗产保护等多个领域。

三、无人机倾斜摄影数据采集与处理1.无人机平台与传感器选择：选择合适的无人机平台和传感器对于获取高质量的倾斜摄影数据至关重要。

在选择无人机平台时，需要考虑其载荷能力、续航时间、飞行稳定性等因素；在选择传感器时，则需要关注其分辨率、感光度、动态范围等性能指标。

通过综合评估不同无人机平台和传感器的性能特点，可以选择出适合实景三维建模的无人机平台和传感器组合方案。

无人机倾斜摄影测量技术在水工建筑物精细化建模中的应用◎ 张占勇 广东省水利电力勘测设计研究院有限公司摘 要：随着无人机倾斜摄影技术的发展，在水工建筑物的三维模型构建方面可以更加快速高效地获取数据进行处理，本文提出通过优化航线设计可以减少采集的影像数据来获取高精度的三维模型，并通过飞来峡水利枢纽的案例进行试验取得了较好的效果，为后续水利工程的基础地理数据获取提供了一种新的参考方案。

关键词：倾斜摄影；水工建筑物；精细化建模1.引言根据水利部《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》《“十四五”期间推进智慧水利建设实施方案》[1]等意见和条例，各级水利单位在开展组织水利数字孪生建设，在数字孪生流域建设过程中，一些重要的水工建构物如大坝、水闸等需要精细化建模提供可视化分析参考。

无人机航摄在数据采集时具有快速、便捷的优点在模型数据的采集时被广泛应用，但如何利用无人机的倾斜摄影测量技术建立精细化的水工建筑物模型需要更多的实践和探索，本文根据水工建筑物的特点提出优化航线来提供数据采集的精度和效率。

无人机倾斜影像三维建模的关键技术包括数据预处理、空中三角测量、多视影像密集匹配、纹理映射等[2-3]。

通过对影像数据做畸变差改正、增强处理等操作预处理，在进行影像的空三解算时根据特征点进行联合平差来生产正射影像和三维模型。

根据项目的需要采用特定的输出格式和目标坐标系，在模型初步生产完毕再利用后处理软件对模型进行修饰、单体化操作等。

李煜东提出利用倾斜摄影技术建立实景三维模型可以对大型水利桥闸的除险加固工程进行三维可视化设计和管理[4]；姚永祥等提出利用无人机倾斜影像和GPS、BEIDOU数据相结合的方式建立精细化三维模型，可以在模型纹理上更加的清晰，但是在数据采集时航飞工作量比较大，数据处理时间较长[5]；卞敏等提出利用低空倾斜摄影测量进行精细化三维模型的建立，但是需要利用多个不同的飞机进行手动补拍来进行空地一体化建模[6]；王永生等提出利用单镜头和多镜头倾斜摄影联合作业的模型对水利工程进行实景三维建模，在库区的BIM建设和施工管理方面可以提供全周期的技术支持[7]；王启龙通过使用精灵4RTK调整不同的拍摄角度来获取水库的实景三维模型，然后结合BIM构建了水库的内外实体结构，为水利工程的智能化管理应用提供了参考[8]；马广恩等利用无人机航测获取了文川溪流域的实景三维模型，为数字流域提供了基础地理数据，这种方法在智慧水利的建设中发挥了效率高、成本低的优势[9]。

城市实景三维建模无人机倾斜摄影技术应用

摘要：以无人机倾斜摄影技术为研究背景，对该技术在城市实景三维模型构建中的应用进行研究。首先对倾斜摄影测量的概念进行了探讨，然后在分析倾斜摄影测量特点的同时，对无人机倾斜摄影技术在城市实景三维模型构件中的应用过程以及要点进行了深入探究，希望论述后能够给相关领域的工作人员提供一定的借鉴。

关键词：城市建设；实景三维建模；无人机；倾斜摄影技术；应用 引言 在城市模型构建的阶段中，三维模型的建设涉及到的内容比较多，对于数字空间的信息获取参数要求非常高，因此如何才能够提高三维模型的建设水平推进城市的不断发展是值得非常关注的一些内容。就目前而言，随着科学技术的不断发展，无人机倾斜摄影技术的应用范围也越来越广，将此类技术应用到城市实景三维模型构建的阶段能够发挥出无人机倾斜摄影技术的作用对数据参数进行优化，对模型构建工作的开展有着积极的作用。因此对无人机倾斜摄影技术在城市实景三维模型构建中的应用过程进行分析，寻找出更为科学有效的技术应用方案意义重大。

1倾斜摄影测量概述 1.1倾斜摄影测量概念 和传统的测绘摄影技术相比较，倾斜摄影自然技术具有其自身的优势和性能，能够解决传统的垂直摄无法捕捉画面的缺陷。这种技术是通过多方位的定位获取相关的信息，更好掌握地物的三维信息内容。借助多方位的性能，实现动态跟踪和测绘。通过三维建模的形式，为后期的各项工作开展打下坚实的基础。借助无人机飞行平台，倾斜摄影测量技术能够实现多台航摄仪的全面调动。依托五棱镜头，全面把握周围的影像数据，实现动态跟踪和了解。在建模区域影像数据获取时，需要结合周围的拍摄高度和曝光周期实现性能的升级。通过预处理和空中三角加密，转化为dom等图件，为后期的三维实景场景布置提供可能。

1.2倾斜摄影测量特点 倾斜摄影测量具有以下几点特征：首先，倾斜摄影测量技术，能够做好单张摄影量测的各项工作。借助该项技术和相应的软件，能够全面把握摄影对象的高度，长度以及整体的坡度等信息。其次，全面把握周围的真实状况。和传统的正射影像相比，倾斜摄影能够从不同角度观察事物的情况，弥补传统摄影影像的不足。最后，实现建筑物侧面信息的采集。在应用三维数字城市的环节里，我们可以通过倾斜摄影技术实现成图特征的集合。尤其是在城市规划和管理的环节中，要保证不同领域的信息和功能，实现更高层次的数值比较。倾斜摄影测量能够解决指挥着与决策者之间的各项问题，进而获得更加准确的信息内容。比方说，在倾斜影像测量的环节中，相关的安全出口一定要有实际的测量值。影像两点之间可以借助软件实现精密度测算。特别是在城市的防恐演习环节中，掌握通视距离的具体长度。尤其是人质解救的环节里，更好地辅助于各项内容决策。

视界观OBSERVATION SCOPE VIEW 无人机倾斜摄影测量技术的三维建模与精度分析马媛媛 曹学山 骆永凯（山东无形信息技术有限公司，山东，泰安 271000）摘 要：以无人机倾斜摄影技术为研究对象，为基本原理进行了分析，并以该市的三维建模工作为基础，讨论了该技术在其中的具体应用，分析了技术要点，并总结了应用效果，旨在为类似项目提供参考。

关键词：无人机倾斜摄影；测量；三维建模引言:倾斜摄影技术功能丰富，可以同时满足多种要求，例如定位、图像和摄像头。

因此，可以选择快速移动的固定翼或更稳定的多旋翼，并且它配备有摄影设备和传感器等，可在短时间内收集地理信息。

在这个阶段，无人机倾斜摄影技术的重要性正在逐渐提高，这是城市三维建模的关键技术。

一、无人机倾斜摄影测量基本原理（一）无人机倾斜摄影测量技术无人机倾斜摄影测量法是一项新兴技术，随着诸如无人机制造、航空摄影测量法和计算机视觉等技术的发展而诞生。

斜摄影是在垂直摄影的基础上开发的，主要是将多镜头航拍相机或单镜头相机放在同一载体上，以便从多个角度（例如垂直和倾斜角度）拍照，以获得相同角度的各种图像。

（二）倾斜摄影技术随着国际测绘技术的逐步发展，斜摄影技术应运而生。

它的突破性意义是改变传统的正面摄影方法，解决垂直角度拍摄的局限性，适应多种传感器并从无人机操作。

从多个角度收集信息以创建三维图像。

基于斜摄影技术的应用，生成的三维模型可以更全面，直观地呈现信息，提高三维视场的可读性，丰富地理信息。

在过程意义上，用户还可以获得更强大的真实体验。

（三）倾斜摄影测量技术优点1）无人机具有较强的作战能力，飞行高度合理，可以从多个角度完成相应的任务，例如拍摄和测量数据信息。

2）图像是紧密相关的，即相邻图像之间存在一定程度的重叠，这有助于全面呈现地理信息。

它以传统方式有效地解决了人为干扰过多的问题，可以在整个过程中实现信息的自动匹配，计算机根据程序高效地执行命令。

3）真实模型具有丰富的信息，纹理清晰可见。

无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用研究无人机倾斜摄影技术是一种利用无人机携带高分辨率相机，倾斜角度摄影的三维建模技术。

它通过无人机自由飞行拍摄一系列倾斜角度的照片，然后利用图像处理和测量算法生成高精度的三维模型。

这项技术能够在城市规划、土地利用、环境监测、建筑工程等方面发挥重要作用。

本文将对无人机倾斜摄影技术在城市三维建模中的应用进行研究。

无人机倾斜摄影技术在城市规划中具有重要意义。

通过倾斜摄影技术，可以获取真实精确的城市地貌和建筑物等三维模型数据。

这些数据可以帮助城市规划师进行地貌分析、空间布局分析和环境评价等工作。

倾斜摄影技术还可以提供详细的建筑物外观和立体模型，为城市规划师提供更直观、全面的信息，为他们制定合理的城市规划提供科学依据。

无人机倾斜摄影技术在土地利用中也有广泛应用。

传统的土地利用调查需要大量的人力和物力，而倾斜摄影技术可以通过自动化飞行和图像处理快速、精确地获取土地利用信息。

利用无人机倾斜摄影技术，可以对城市土地进行分类、分级，精确计算不同用地类型的面积和比例，为城市土地资源的合理利用提供科学依据。

无人机倾斜摄影技术在环境监测和规划中也有重要作用。

倾斜摄影技术可以提供大范围的地表覆盖信息，包括地表材料、植被分布、水体分布等。

利用这些信息，可以对城市的绿化情况、生态系统健康状况等进行评估。

倾斜摄影技术还可以帮助规划师分析城市的自然环境脆弱性，为环境保护和生态修复提供依据。

无人机倾斜摄影技术在建筑工程中也有广泛的应用。

倾斜摄影技术可以提供建筑物的立面和内部结构的三维模型，为建筑师和工程师提供详细的设计和施工信息。

倾斜摄影技术还可以进行建筑物变形分析，及时发现和解决建筑物的结构问题，提高工程质量。

无人机倾斜摄影技术在城市三维建模中具有重要的应用价值。

它可以为城市规划、土地利用、环境监测和建筑工程等提供有效的数据支持和科学依据。

随着无人机技术的不断发展和普及，倾斜摄影技术在城市三维建模中的应用前景将更加广阔。

基于无人机倾斜摄影测量三维建模及精度评价摘要：无人机技术和倾斜摄影测量技术的融合为测绘技术或无人机倾斜摄影测量技术带来了新的发展。

在本文中，我们将主要分析无人机倾斜摄影测量技术和无人机倾斜摄影技术的三维建模方法，并进行案例分析。

关键词：无人机倾斜摄影测量；三维建模；精度评价近年来，伴随智慧城市的兴起，城市建设中对实际三维模型的需求也增加了。

作为智慧城市发展的核心组成部分，正在朝着高精度，高效率和低成本的方向发展城市实际三维模型的构建技术。

作为一种新兴技术，三维模型的高级可视化已广泛用于许多领域，例如矿产、地质和智慧城市。

在智慧城市发展的基础上，建筑可视性高的三维模型的构建已成为测绘领域的新发展方向。

传统的航空勘测可以大规模捕获地面上的三维数据，但是只能捕获对象的空间坐标和顶面信息，而不能捕获目标的完整侧面纹理信息。

将三维模型和无效的三维信息在地面上融合在一起，无法再满足智慧城市的发展需求。

如今，随着摄影产品的开发和应用以及无人机技术的发展，无人机倾斜摄影测量技术得到了飞速发展，并广泛用于建筑物的三维模型构建中。

一、无人机倾斜摄影技术的三维建模方法（一）三维数据的采集为了确保无人机倾斜摄影的质量，我们将根据相关法律法规，结合研究区域的实际情况，确定航空摄影的高度和飞行时间，并合理设计路线。

首先，要确定海拔高度，请根据摄影测量要求设置适当的海拔高度，以确保图像质量。

其次，由于航空摄影的拍摄时间受天气条件的限制，所以要确定飞行时间，因此，在确定飞行时间时，应确保能见度高，阳光充足，气流相对稳定。

请确保无人机的飞行和摄影效果。

第三，路线设计我们将根据航拍摄影的规格合理设计调查区域的路线。

通常设计成南北向或东西向的直航。

如果有特定条件，则需要设置一条路线，专为专业测量和制图或地形需求而设计。

如果检查发现不合格的航空摄影，应及时重新飞行，并按照最初设计的路线重新拍摄。

（二）三维数据的处理通过Context Capture的实景建模软件对收集到的数据进行处理并执行三维建模，建模过程如下：首先，同步收集无人机数据和地面数据。

无人机倾斜摄影测量在城市三维建模中的应用探讨无人机倾斜摄影测量技术是近年来兴起的一种高精度、高效率的测绘技术，其在城市三维建模领域具有独特的优势和广阔的应用前景。

随着城市建设的不断发展和规模的不断扩大，传统的地面测量和航空摄影测量技术已难以适应城市三维建模的需求，而无人机倾斜摄影测量技术的出现填补了这一空白，为城市三维建模提供了全新的解决方案。

本文将从无人机倾斜摄影测量技术的特点、在城市三维建模中的应用、存在的问题与挑战以及未来发展趋势等方面进行探讨，以期为相关领域的研究和应用提供一些参考和借鉴。

一、无人机倾斜摄影测量技术的特点无人机倾斜摄影测量技术是借助载荷中的相机，通过无人机对地物进行高度自动化的航摄，实现了摄影测量的新突破，其具有以下几个显著的特点：1.高精度：利用全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）等技术，实现了对摄影测量数据的高精度定位和导航，达到相对于传统测绘技术更高的精度要求。

2.高效率：无人机作为航摄平台，可以快速、灵活地进行航摄任务，相比传统航摄，无人机摄影测量具有更低的成本和更短的周期。

3.无人化：整个航测过程无需人员驾驶操控，实现了全自动化的航测作业，大大降低了人力成本和风险。

4.多角度：无人机倾斜摄影测量技术可实现对同一地物的多角度、多面进线摄影，提高了摄影测量的数据获取效率和质量。

二、无人机倾斜摄影测量在城市三维建模中的应用1.建筑立面测绘：倾斜摄影测量技术可实现对建筑物立面的全面、立体化测绘，包括建筑物外表面的纹理、结构和细节等信息，为城市建筑立面的三维建模提供了丰富的数据支持。

2.地形地貌测绘：无人机倾斜摄影测量技术可获取地物表面的高分辨率影像数据，为城市地形地貌的三维重建提供了丰富的地物信息和纹理特征。

3.基础设施监测：倾斜摄影测量技术可以对城市中的基础设施进行高效率、高精度的监测和测绘，包括道路、桥梁、管线等，为城市基础设施管理和规划提供了重要的数据支持。

无人机倾斜摄影实景三维建模和应用的总结分析（一次分享交流会的记录）1倾斜摄影技术优势倾斜摄影技术优势或者说最吸引用户的，就是利用倾斜摄影技术可以全自动、高效率、高精度、高精细的构建地表全要素三维模型。

》题目中“无人机倾斜摄影三维建模和应用”有四重含义：一是无人机，二是倾斜摄影，三是三维建模，四是三维模型应用。

》上述四个方面是倾斜摄影技术体系中最重要的内容，需要对每个方面都进行必要的研究，才能更好地推动倾斜摄影技术的进步和应用推广。

2无人机选择》倾斜摄影三维模型的质量主要取决于两个因素：一是影像质量（影像地面分辨率和影像清晰度），二是照片数量（对同一区域的照片覆盖度）。

》从实际建模效果来看，要想获得完整清晰、可供高精度量测的三维模型，建筑区倾斜影像的分辨率要达到2～3厘米、一般地区要达到5～6厘米，照片的平均覆盖度要达到30度重叠以上。

（注：这里可能只是项目当中的一些感悟总结，具体精度视项目需求而定）》因此，多旋翼无人机是进行建筑区倾斜摄影的首选，一般地区的倾斜摄影则可选择小型电动垂直起降固定翼无人机。

多旋翼无人机》先后调研、参与研制和使用了多款多旋翼无人机。

四旋翼无人机因载荷指标不够，可靠性极差，不满足应用需求；六旋翼无人机在高频次飞行作业时，经常出现非人为因素的故障，导致坠机或损坏，可靠性不够；八旋翼无人机有一定的动力冗余和飞行可靠性，可以提高作业的安全性和持续性，推荐使用。

》八旋翼无人机的起飞重量应小于7公斤，作业续航时间20分钟，使用远景双镜头摆动式倾斜摄影相机，每架次飞行可获取有效面积0.3平方公里2厘米分辨率的照片约900张。

（注：飞机的选择和使用没有绝对，更多的是根据具体地理环境选择合适的工具而已）固定翼无人机》倾斜摄影飞行对固定翼无人机的基本要求是低空飞行、低速巡航、转弯半径小、操作便利、就近起降等。

》使用油动固定翼无人机进行常规航空摄影，虽然飞行效率和性能都不错，但使用和保养要求高，价格也居高不下。

无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中的应用摘要：无人机倾斜摄影技术的应用正在城市实景三维建模领域展现了巨大的潜力。

通过搭载倾斜摄影仪的无人机，可以捕捉到城市建筑物和环境的高分辨率图像，从而实现更精确、更真实的三维建模效果。

关键词：无人机；倾斜摄影技术；三维建模引言在城市规划、土地管理、建筑设计等领域，倾斜摄影技术的应用为专业人士提供了强大的工具。

通过将无人机倾斜摄影技术与计算机视觉和地理信息系统相结合，可以实现对城市中各种要素的快速测量和建模，提高工作效率并减少成本。

1城市实景三维建模的意义1.1城市规划与设计城市实景三维建模可以提供可视化的城市信息，帮助城市规划师和设计师更好地了解城市结构和环境。

他们可以在三维模型中随意操纵和修改，评估不同规划设计方案的可行性和效果，并更准确地预测城市未来的发展趋势。

1.2智慧城市建设通过城市实景三维建模，可以将各种传感器、设备和系统与模型相连接，实现智能交通管理、环境监测、安全监控等功能。

借助无人机倾斜摄影技术，可以实时获取城市各地区的实时数据，提供决策支持和紧急响应。

1.3土地资源管理城市实景三维建模可以对土地资源进行定量评估。

无人机倾斜摄影技术可以获取高分辨率的图像和点云数据，对土地利用、地形、地势等进行精确测量和高精度建模。

这为土地规划、土地评估和土地管理提供了科学依据，有助于合理利用和保护土地资源。

1.4城市更新与历史保护借助城市实景三维建模技术，可以对城市中的老旧建筑进行数字化记录和重建，保护城市历史文化遗产。

也可以帮助城市更新项目进行仿真模拟，评估不同改造方案的效果和影响，减少盲目开发和资源浪费。

1.5教育与文化传承城市实景三维建模可以为教育和文化传承提供有效的工具和平台。

无人机倾斜摄影技术可以捕捉到城市的精彩瞬间和独特视角，呈现给公众和学生更生动直观的城市形象。

利用三维建模技术，可以还原历史文化场景，让人们更好地了解历史和文化。

1.6灾害防控与应急响应通过城市实景三维建模，可以提前预测和模拟灾害事件的发生和影响。