无人机倾斜摄影技术在三维城市建模中的
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浅谈无人机倾斜摄影测量技术基本原理及其在三维建模的应用摘要:近年来,随着无人机技术的快速发展,使得摄影测量技术与无人机技术实现了有机的融合,出现了无人机倾斜摄影测量技术,无人机倾斜摄影测量技术是科学技术快速发展的新兴产物,在多个行业领域都得了广泛应用。
相较于传统摄影测量技术,无人机倾斜摄影测量技术效率更高、性价比更高,在矿山测量、城市规划建设以及大比例尺测图等方面具有明显的优势。
文本简要对无人机倾斜摄影测量技术进行阐述,研究无人机倾斜摄影测量三维建模,并探讨无人机倾斜摄影测量技术的实际应用。
关键词:无人机;三维建模;倾斜摄影测量技术;优势;应用无人机倾斜摄影测量技术基本原理是在无人机上同时搭载多个传感器,从而实现多个方向影像的同步采集,这不仅有效提升了摄影测量的效率,同时在分辨率以及清晰度方面也有了长足进步。
与传统的摄影测量技术相比,无人机倾斜摄影测量技术有效解决了在摄影测量领域存在的多个问题,可以帮助研究人员实现对被测场景的三维模拟,使研究人员可以全方位对被测场景进行研究。
从现阶段无人机倾斜摄影测量技术的实际效果来看,其优势明显,可以预见随着无人机技术与摄影测量技术的不断发展,无人机倾斜摄影测量技术可以得到更加广泛的应用。
1.无人机倾斜摄影测量概述1.1无人机倾斜摄影测量技术的基本原理无人机倾斜摄影测量技术事实上可以分为两部分,包括了无人机技术和倾斜摄影测量技术,其中无人机是倾斜摄影测量设备的搭载平台,由倾斜摄影测量设备负责进行摄影测量任务。
倾斜摄影测量可以实现被测场景五个方向的影像收集,包括垂直、左视、右视、前视、后视以及垂直方向,根据测量影像,通过三维建模可以实现对被测场景的三维模拟,呈现出被测场景的大小、形状、平面位置、立面、侧面、横断面、纵断面以及地形起伏等[1]。
而无人机相较于载人飞行器,其限制相对较小,由于其飞行高度有限,因此不会受到严格的航空管制,同时无人机的成本也比较低,不需要机组人员,在地面就可以实现对无人机的控制,因此,在多种摄影测量场景中都可以应用。
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。
无人机倾斜航空摄影在三维实景建模中的应用摘要:随着现代智慧城市建设的加快,倾斜摄影在管理和城市规划改进中发挥着重要作用。
倾斜摄影测量是一种现代化的测量技术,将无人机作为综合图像处理、数据处理和动态定位技术的平台。
该方法具有绘制速度快、持续时间短、精度高等优点,它可以减少传统三维建模技术中的缺陷问题,提高工作效率,降低工作成本。
关键词:倾斜航空摄影;三维实景建模;应用引言随着科技的不断进步与发展,传统的二维平面地图和二维地理信息已不能满足时代发展的需要,人们想更直观地看到真实的三维场景。
基于无人机倾斜摄影测量的三维建模方式正在智慧城市、河道治理、地质灾害监测、农村房地一体确权登记,古村落保护等领域发挥着巨大作用。
倾斜摄影测量是从5个角度同时获取地物顶部及侧面影像数据,全面立体反映出地表物体的局部细节和整体层次,并结合专业三维建模软件对影像进行建模处理,生成带有真实纹理信息的实景三维模型。
1三维实景建模该项目使用Smart3DCapture来完成3D建模。
该软件是一套基于斜摄影原理的快速精确三维建模软件。
在数据处理上,利用GPU对简单连续的2D图像进行快速三维场景运算,利用透视成像原理快速提取建筑物轮廓,无需人工干预,自动实现纹理映射,完成建模。
根据默认选项,软件用于计算主机上的三维空间。
这个步骤是完全自动的,无需人工干预。
空三作业的结果保存在当前的空三块中,相关的结果信息可以显示在该块的属性页或空中三角测量报告中。
计算完成后,可以通过3D预览选项卡,以3D浏览的形式查看空三计算的结果;它可以可视化图像的视野、位置和旋转信息以及连接点的三维位置和颜色。
2无人机倾斜摄影技术是通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,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。
它不仅克服了传统航空摄影技术只能从垂直角度进行航拍的局限性,弥补正射影像的不足,也克服了以往三维建模的人工密集型作业模式,实现快速精细建模,真实地反映地表地物的实际情况。
探讨无人机倾斜摄影技术在建筑工程三维建模中应用摘要:随着科学技术的不断发展,无人机倾斜摄影技术在工程建设和管理使用中越来越广泛,可以有效地进行相应的三维建模工作。
与传统的三维建模相比,通过地面测量,无人机倾斜摄影技术可以在确保更高精度的前提下提高整体工作效率。
为了通过无人机倾斜摄影技术进行建筑工程三维建模,首先必须布局航摄固定像控点,计算相关无人机数据,规划倾斜相机线路,最终通过实际图像的倾斜摄影纹理映射测量完成三维建模。
通过以上的方法和步骤,能够提高三维建模的效率。
关键词:无人机;倾斜摄影技术;建筑工程;三维建模1 无人机倾斜摄影测量技术简述无人机倾斜摄影测量技术是指无人机将倾斜摄影测量系统运到摄影测量中的调查摄影区域的技术。
所谓倾斜摄影,是指照相机的主光轴从垂直线或水平方向偏离较大而以一定的倾斜角进行的摄影。
因无人机图像存在重叠度大、旋转角度变化大、图像畸变大等问题,需要对无人机图像进行图像处理,才能应用于测绘生产。
而倾斜摄影测量技术因其角度多、范围广、精度高、清晰度高等优点而成为三维建模的首选技术。
实用上,低高度飞行无人机通过搭载高分辨率倾斜摄影平台,可以得到厘米级的高分辨率垂直及倾斜图像,这完全满足1:500的大规模映射的要求。
传统的航空摄影仅能从正面角度可收集到图像,倾斜摄影同时还可获得区域的影像图的前视图、后视图、左视图、右视图和垂直视图。
由无人机倾斜摄影平台收集的图像可以通过相应的处理软件生成真实场景的三维模型。
倾斜摄影测量具有很高的高程测量精度,能够快速地进行大场景建模和地物测量,并能生成接近真实的地表三维场景。
它可以显示海量的三维模型数据、地形高程数据、影像数据、矢量数据等。
尤其是在高精度动态定位方面,它可以为无人机提供导航,使无人机能够准确的定位,完成无人机任务,也可以帮助无人机进行定位。
通过相关的数据处理软件,可以得到调查地区地基的位置、形状、海拔、纵断面、水平区间的详细信息,可以生成满足必要条件的各种测量、测绘结果。
城市实景三维建模中无人机倾斜摄影技术的应用研究摘要:在我国经济迅猛发展的背景下,城市建设规模也随之扩大,而在这样的环境下更多新技术有效融入到建设中,大大提升了城市化发展质量与效率。
随着人工智能、大数据等新技术的出现,实景三维建模技术也发生了跨越式发展,构建国产安全自主可控的实景三维建模技术体系对于构建数字中国统一数据底座具有重要意义。
本文探讨现有城市实景三维建模的背景和发展方向,描述实景三维建模与数字城市的关系,以及实景三维建模技术体系,并对该技术在数字城市“规建管”工作中的具体应用方向进行阐述和总结。
关键词:无人机;倾斜摄影测量;三维实景模型;数据处理引言随着经济社会不断发展和城市规模不断扩大,城乡规划工作的业务需求也发生了较大变化,业务量和数据量的增加对城乡规划业务审批的规范性、科学性及时效性要求大幅提升。
虽然,传统二维城市规划信息系统在数据管理、空间查询等方面的功能比较成熟,但难以满足现实多维数据形态下的城市空间分析、精细化管理和决策等方面需求。
建立城市实景三维辅助规划决策系统,利用三维可视化地理信息技术彻底改变传统规划管理模式,在真实立体的三维场景中,用户通过动态交互的方式对多种三维规划方案进行全方位的对比分析,可以为城市规划管理提供更加直观高效的解决方案。
1数字化实景三维建模方法用于生产三维场景的基础数据一般是拥有准确地理位置信息的元数据,其生产流程随着地理信息行业升级转型和新技术、新工艺、新方法的出现而不断升级更新。
数字化实景三维建模方法有传统的3dsMax手工建模、基于倾斜摄影测量的半自动人机交互建模、基于机载激光扫描的点云和倾斜摄影获取的数字影像融合模型。
传统3dsMax手工建模是使用3dsMax软件来手工构建模型,利用大比例数字线划图、低空垂直摄影测量来获取影像,以及现场实景拍摄建筑物影像,在3dsMax软件中,通过人工手动的方式来构建白模、修饰图片及纹理映射。
基于倾斜摄影测量的半自动人机交互建模是利用低空倾斜摄影测量来获取影像,并通过人机交互半自动建模软件来完成建模。
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。
无人机倾斜摄影的城市三维建模方法优化摘要:介绍了无人机倾斜摄影技术,分析了无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用情况及其在三维城建建模过程和成果中的优劣势,探索总结了一套无人机倾斜摄影城市三维建模的改进方法,将倾斜摄影和MAX等技术有效结合进行城市三维建模,并介绍了利用改进方法在武汉市和柳州市进行三维建模的实践案例,该方法可以指导和推进基于无人机倾斜摄影三维模型的质量改善。
关键词:无人机;倾斜摄影测量;三维城市模型;空三加密;模型质量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极其重要的作用。
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的逼真度。
1 无人机倾斜摄影测量技术1.1无人机技术无人机是利用无线电遥控和自动程序控制的无人飞机或飞行器,包括固定翼、多旋翼、飞艇、直升机等多个机种。
无人机具有机动、快速、经济的优势,其结构简单、机体重量轻、使用成本低、数字化和智能化程度高,应用范围和领域更为广阔,在快速获取国土资源、自然环境、应急救灾现势数据及测绘领域有着突出的效率和优势。
1.2倾斜摄影技术随着航空摄影技术的创新和发展,倾斜摄影测量技术扩大了遥感影像的应用范围,颠覆了传统航空摄影只从正摄角度采集影像的方式,其运用多角度相机同步获取地面物体各个角度高分辨率的航摄影像。
浅析三维建模技术在数字城市中的应用摘要:城市是由多种要素及其空间关系构成的综合复杂系统。
随着城市要素的类别、形状和结构的不断变化,其复杂性也越来越高。
随着全球变暖和工业化程度提升,对城市每个细节的规划也变得至关重要。
为了有效管理庞大的城市空间及人口,理解和处理城市的动态变化特征,有必要根据这种动态性和复杂性来创建三维城市模型。
本文中,基于无人机倾斜摄影测量技术三维数字城市建模进行研究分析,对于实现建模,创新技术管理等多个途径进行了研究分析。
关键词:三维城市模型;模型表达;无人机倾斜摄影测量技术引言近年来,随着数字城市需求的增长,传统的手工建模、纹理数据采集等方式难以满足城市建模过程中速度快、自动化高的要求。
基于此,相关学者从不同领域对城市建模进行了分析研究,如采用航空摄影系统和定位设备获得建筑空间位置信息、姿态信息实现模型重建;采用近景摄影测量技术对建筑物三维模型重构,利用序列影像进行边缘纹理获取;利用机载Lidar点云数据配合航空影像获得模型纹理信息达到三维重建。
本文中,主要针对无人机倾斜摄影测量技术在三维数字城市建模中的运用进行研究,对其建设价值和运行空间进行分析,以期能够创新建模管理,实现无人机倾斜测量技术。
1数字城市建模的要求和特点作为现代专业的技术之一,三维建模技术可以提升三维建模质量,优化现代化建设。
其能够构建一个综合化,全面化的三维技术,以此来真实、平稳、清晰地实现二维数字化建模。
针对数字化的建模数据分析,三维技术可以高效、完美地融入模型中,以此来提升整个数字化建模的处理质量。
借助数字化建模技术,满足了对用户的体验和使用价值,也实现了现代化的用户体验和质量,基于城市化的建设和发展,有实际的运用价值。
此外,为了进一步提升和满足现代化城市的建模技术,提升用户的体验感和使用感,也建议对应的单位不断提升城市三维建模管理价值,借助3DMax、航拍、激光三维扫描的途径,实现三维建模的处理质量,且传统的三维建模技术采用的软件落后,仅仅只能够成像,精度低,效率慢,处理的质量不明显,采用城市化三维建模技术,实现了无人机倾斜摄影测量的技术运用,也能够实现模型管理,优化成本建设有更长远的发展空间。
倾斜摄影测量技术在城市三维建模中的应用发布时间:2022-08-18T00:38:21.525Z 来源:《中国建设信息化》2022年8期作者:唐锐[导读] 近些年,无人机倾斜摄影测量技术是应用最多及最广的测绘高新技术,它能从大范围内更多角度高精准、高效率的尽可能采集到更多影像数据,通过对影像数据处理以及整理其他地理信息,唐锐云南同心达科技有限公司云南省昆明市 650034摘要:近些年,无人机倾斜摄影测量技术是应用最多及最广的测绘高新技术,它能从大范围内更多角度高精准、高效率的尽可能采集到更多影像数据,通过对影像数据处理以及整理其他地理信息,大规模的生成逼真的三维数据模型,会在智慧城市、数字城市等未来城市发展中被广泛应用,为城市管理与发展规划构建出精准的城市实景三维地图。
关键词:倾斜摄影测量技术;城市三维建模;有效应用1 倾斜摄影测量原理倾斜摄影技术是近年在国际测绘遥感领域发展起来的一项高新测量技术,广泛应用于各行各业前期数据的采集,工作原理通常是通过在同一飞行平台上(如无人机等)搭载多台传感器(如激光扫描仪、高精度摄像头、GPS定位系统等),同时从垂直、倾斜等不同角度采集目标物的影像,获取目标物体更为完整准确的空间信息及图像资料。
这种测量技术被称为倾斜摄影测量技术,所获取的影像为倾斜影像。
2 无人机倾斜摄影测量技术特点及优势无人机倾斜摄影测量技术主要借助于同一台无人机搭载五部专业测量摄影相机,通过无人机的机动灵活大范围飞行,所搭载的五部相机在飞行过程中从垂直以及四个倾斜角度为40°~-60°之间采集地物侧面的轮廓和纹理信息,并获取完整准确的纹理数据和定位信息,丰富多彩的影像信息给后期三维模型带来更逼真视的觉效果。
根据采集到的倾斜影像通过大批量的提取以及自动贴纹理,快速生成实景三维模型。
由于无人机倾斜摄影测量技术应用是自动化建模的方式,可以有效缩短建模时间,降低建模成本。
在城市三维建模过程中,无人机倾斜摄影测量技术同样发挥出以下技术优势:(1)当前无人机的应用成本较低、机动性强灵活度高,能实现超低空大范围的飞行多角度对地物测量数据的采集。
无人机倾斜摄影测量影像处理及三维建模探讨摘要:随着我国经济社会的不断进步,科学技术日新月异,各个领域都获得了良好的发展。
并且在国内城市化进程提速之后,民众的生活水平有了很大的提高,人们的思维方式和需求对象也开始渐渐发生变化,各行各业为了满足市场的需求,都开始积极主动的进行内部变革。
而在城市建设方面,三维城市建设项目已经开始成为当前的发展主流,因为其能够显著有效的改良以往城市建设中存在的缺陷,而且,在将无人机倾斜摄影测量影像处理技术用于城市建设之后,使得三维城市建设更加具有现代化特征。
本文先对无人机摄影测量技术的特点展开分析,然后介绍了无人机的数字影像配对以及这一技术在城市三维建模工作中的具体使用。
关键词:无人机;倾斜摄影测量;影像处理;三维建模无人机倾斜摄影测量技术是一种基于无人机摄影的新式技术,其因为具有独特的优点而受到建设相关领域的广泛使用,其在进行三维建模以及实地测量方面时使用效果明显,而且以当前的状况来看,此技术将来还具有更大的应用和发展空间。
这一技术的使用能够使得以前使用航测遥感影像摄影技术时受到的诸多限制被有效解决,能够支持同时使用多台传感器从多个角度展开数据的收集工作,并且数据收集的速度较之以往也有了很大的提高,获得的数据信息的实时性、精确性、有效性都获得了较大的改善,使得人们对三维数据的需要得以满足。
同时使用三维建模也可以将传统的二维地理信息系统加以改良,因此,怎样充分、有效地将无人机倾斜摄影测量影像处理技术使用在三维建模中,是当前需要重点考虑的问题。
1.无人机倾斜摄影测量技术的特点①由于无人机具有飞行高、灵活性强等有点,而且内含多组摄像机,可以在飞行的同时展开多角度、全方位的摄像,从而获取全部的影像素材。
②相临近的影像之间的旁向重合度以及航向重合度较高,影像能够传达极其丰富的内容。
③该技术的自动化较为完善,在使用时,通常不需要安排人员对其进行操控,其中有关影像的建模以及配对工作都能够利用计算机自动化完成,不需要人员的参与。
倾斜摄影测量技术在三维数字城市建模中的应用摘要:在社会经济发展的同时,科学技术也在持续发展,使得三维数字城市建设的关注度有所提升。
目前在我国倾斜摄影测量技术是非常先进的测量技术之一,该技术的应用能够显著提高测量质量和水准,所以想要提高三维数字城市的建模水平,可以将其应用于城市的建模之中。
本文对在三维数字城市建模中应用倾斜摄影测量技术的优势进行分析,并对其未来发展趋势进行探讨,仅供参考。
关键词:倾斜摄影测量技术;三维数字城市;建模数字城市是借助计算机技术、多媒体技术以及大规模储存技术,通过宽带网络来练习,并应用GPS、地理信息系统等多种技术,来将城市进行多种类、多尺度、多分辨率的三维描述,借助先进的技术通过网络数字化来展现城市的过去、现在以及将来的发展内容。
倾斜摄影测量技术能够在三维数字城市建模过程中提供诸多帮助,为建设更加科学的城市模型提供支持。
一、三维建模技术现状分析(1)按照目前建模所实施的技术方式和展现方式,可以将其分类三类:模拟建模、半模拟建模以及测量建模。
现阶段,我国采用更多的方式为测量建模,其主要是通过航空摄影测量的手段来进行,但因为其拍摄角度有所限定,并不能获得大量的信息,所以只能通过航空摄影测量技术来获知地物的空间位置信息及顶面纹理信息,侧面纹理信息只能采用其他方式。
(2)因为通过影像来获得相关数据本身就具有局限性,其获取的手段和时间不同,所以目前三维城市的建模存在生产成本高、工作强度大、工艺复杂且模型的具体效果不确定等问题,不利于地理信息平台往三维方向发展,会对其造成很大的影响。
二、倾斜摄影技术的分析(1)倾斜摄影技术是近几年出现的高新技术之一,其和传统的航空摄影不同的是,以前只能通过垂直角度来进行拍摄,而倾斜摄影技术是在同一飞行平台上装置多个传感器,可以同时从不同的角度来进行影像的采集,可以让人们更加直观的看到世界。
(2)其可以将地面的真实情况进行反馈,同时借助GPS来将地理信息精准的嵌入,为用户提供更加丰富的影像信息,可以弥补正射影像中的不足,因为其具有诸多优势,在很多发达国家内已经被广泛应用于城市管理、国土安全和应急指挥等行业中,若将其应用于三维城市建模中,可以降低其生产成本。
城市周刊2019/2 CHENGSHIZHOUKAN 55无人机倾斜摄影测绘技术在城市实景三维建模中的应用分析唐秀华 石 频 王 旭 艾 林 重庆市地质矿产测试中心摘要:无人机倾斜摄影测绘技术在不断的发展和创新过程中,为城市实景三维建模展示了新的技术使用方式,其在城市实景三维建模中是具有十分关键的作用和优势价值的。
本文主要通过相关的例子来分析,对比各种建模软件,来分析和研究无人机倾斜摄影测绘技术在城市实景三维建模中的具体应用,提供相关借鉴和参考。
关键词:无人机;倾斜摄影;城市实景;三维建模倾斜摄影测量技术虽然发展的时间并不长,但是我国国内却针对该技术进行了一系列的研究和,并且开发了自主倾斜摄影测量的平台,如中测新图公司研制的TOPDC-5系统摄影系统、刘先林团队的SWDC.5系统以及上海航遥公司的AMC 580系统等,其发展的迅速,使得原本城市三维建模十分高昂的成本能够大幅度的减少,而且在数字城市建设过程中复杂地形、地质灾害检测监察等方面提供了不一样的问题解决方法。
由于无人机飞行高度并不高,而且所携带的轻型传感器照出的相片像素高,颜色清晰还原,拉高了构建模型的质量和细节。
所以我国国内的许多研究院都针对无人机倾斜摄影测绘技术在城市实景三维建模中的应用进行了研究和分析,因此本文主要针对该技术的具体应用来为大家描述分析。
一、无人机倾斜摄影测绘技术概述1.无人机飞行原理。
无人机飞行原理是在使用无人机倾斜摄影测绘技术来工作的首要掌握关键点,就无人飞机而言,依照旋翼数量的差异,能够分为多旋翼飞行器和单旋翼飞行器,经常能见到的多旋翼飞行器是四轴的飞行器。
在飞行器飞行的时候,飞行器所倾向的方向也就是飞行的方向,飞行器的方向和速度是由四轴飞行器角度所决定的,角度越大,飞行速度也随之加快。
四轴飞行器的动作决定因素是四个旋翼的转速。
在空中保持静止状态的飞行器,其四个旋翼呈相同的转速的时候,飞行器的升力是大于重力的,能够完成飞行器上升的目的;相对的,飞行器四个旋翼一起减少转速的时候,飞行器升力会小于重力,飞行器就会下降。
无人机倾斜摄影技术在三维城市建模中的
摘要:随着科学技术的不断发展,近几年来国际遥感领域也有了不小的突破,
取得了实质性进展,倾斜摄影测量技术就是近年研发出来的新型科技。倾斜摄影
技术不仅可以全面地展现地理信息,甚至能够透过定位、全景等一系列客观信息,
来加快航拍摄像的速率,从而使其自动完善建设三维立体图形。无人机倾斜摄影
是目前市场以及国际上最为热门的城市三维建设的研究内容,本文通过分析无人
机倾斜摄影技术,并结合具体案例探讨无人机倾斜摄影技术在三维城市建模中中
的实际应用。
关键词:无人机倾斜摄影;三维建模;无人机应用
引言
当前状况下,我国经济发展迅速,科学技术水平不断提高,城市化进程不断
加快,各种新科学、新技术运用到城市发展的设计与规划中。一般情况下,在城
市测绘工作之中,会借助现代科技技术,无人机与计算机网络进行有效的连接,
无人机所拍摄的画面能够实时传输给技术人员,技术人员可以根据实际需求做出
及时反应。无人机倾斜摄影技术是一种典型的新兴测量技术,在城市测量与设计
中有着越来越广泛的应用。将无人机倾斜摄影技术应用到城市三维建模中,能够
有效提升三维建模的效率与精确度,具有重要的发展意义。
1无人机倾斜摄影测量技术关键节点
无人机倾斜摄影的本质内涵在于将多台传感器搭载于无人机平台,并且运用
影像采集的手段来收集多个倾斜角度以及一个垂直角度上的地物影像。在此前提
下,关于多个视角的地物影像信息即可予以精确的获取。因此可以得知,运用无
人机作为辅助的倾斜摄影手段本身具备较高测量精度、较低成本、较多成果种类、
自动化建模、生成真实场景以及获取多个数据源的独特优势。在目前阶段中,无
人机倾斜摄影的手段已经能灵活适用于测绘行业与领域,进而全面突显了三维摄
影手段具备的独特优势所在。
1.1无人机倾斜摄影测量的组成
无人机倾斜摄影测量由飞行系统、飞行平台、地面控制系统,数据输送系统
等构成。风行的控制系统主要是指无人机按照指定的航线进行飞行、拍摄以及定
位。飞行平台是给摄影机提供一个固定的场所使其更加平稳地被绑定其中,地面
控制系统主要作用是接收无人机传送回来的图片、地理信息等重要数据,数据传
送是发出指令控制信息的传输。
1.2无人机倾斜摄影测量
在无人机进行摄影测量开始前,必须要挑选合适的飞行数据、遥感影像数据、
高度等数据,进行合理地调整。例如,无人机的型号、大小、宽度、蓄电能力、
拍摄情况等,通过这些信息来保障无人机飞行的高度、路径以及拍摄时长。它依
照事先设定好的航线进行拍摄,在航行结束之后,筛选拍摄的相关数据信息。如
若符合要求,进入下一步工序;如若不尽人意,再次拍摄。
1.3三维建模
三维建模是倾斜摄影测量的重中之重,模型的质量、造型等将会直接影响后
期对它的使用结果。通过无人机倾斜摄影进行拍摄测量之后,可以得到测绘区域
最为原始的地理数据信息。在拍摄的过程中很有可能受到光线、风力、拍摄角度
的干扰,使得原始资料在色彩的饱和度等方面留有些许不足。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。
2无人机倾斜摄影技术在城市三维建模中的应用
本文以某市新区为例,测区区域面积约5km2,测区范围内地势较为平坦,主
要包含建筑、花园、水体和绿地等,飞行环境良好。
2.2数据处理技术流程
采用Smart3D专业软件对采集的数据进行分析处理,数据分析处理采用
Smart3D专业软件,无须人工干预,可连续多角度拍摄,并在此基础上全自动地
将纹理映射到对应的模型上,迅速生成城市三维模型。具体如图1所示。
图 1 城市三维模型构建流程
2.3影像预处理
无人机拍摄影像完成后,需对获取的影像进行质量检查,主要针对文件格式、
影像质量、影像的重叠度、影像变形及POS信息与影像对应关系等,对质量不佳
的影像进行修复。此外,为保证影像色彩整体美观要求,还需对原始影像进行匀
光匀色,确保测区内影像数据色调一致,无偏色。
2.4空三加密及实景三维模型构建
基于Smart3D专业软件平台,对每级影像进行同名点获取、自动匹配及自由
网光束法平差。利用影像密集匹配技术自动匹配出所有影像中的同名点坐标,进
而生成对应地物高密度点云数据,精确地表达该区域的地物细节。基于点云数据
来构建地物三角网(TIN)模型,优化三角网,调整至与原始影像分配相匹配的比
例,分析连续曲面的变化。利用空三加密建立影像之间的三角关系形成TIN,再
由TIN构成白模,软件自动从影像中获取对应的纹理,并将纠正后的影像纹理赋
予到对应的白模上,最终生成测区实景三维模型。
2.5精度分析与效率对比
该测区采用5点法布设像控点,测区四周各布设一个像控点,测区中间位置
布设一个像控点。为评定无人机倾斜摄影测量建模的精度,在测区范围内均匀选
取12个特征地物点作为检查点。像控点和检查点均基于城市CORS系统,采用
GPS-RTK进行野外测量,并将外业测量的坐标作为实测值,在三维模型上量取检
查点坐标,通过和实测数据进行对比,计算出平面中误差为0.05m,其中平面最
小误差为0.03m,平面最大误差为0.07m;同理,可计算出高程中误差为0.21m,
其中最小高程误差为0.09m,最大高程误差为0.32m。通过实验结果可以看出,
基于无人机倾斜摄影测量的三维建模精度较高,完全可以满足项目的要求。
工作效率方面,采用无人机每天可航拍3个架次,1个架次航拍6km2,在天
气良好的情况下0.5天即可完成拍摄任务,数据采集约0.5天,其余工
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