摘要:近年来,随着经济的不断发展,对工程测量具有了更高的要求,利用该技术往往无法达到这一要求。这种情况下,科研人经过不断的研究,开发出了一种更加良好的测量技术,即倾斜摄影测量技术,该技术的应用有效的改善了传统技术当中存在的缺陷,具有较高的应用价值。
关键词:倾斜摄影测量技术;发展;应用
1倾斜摄影测量技术的特点
倾斜摄影测量技术作为当前的先进技术,与传统的工程测量技术具有很大的特点,正是由于这些特点的存在,被当前工程领域进行了广泛的应用。其中主要包括了以下几个特点。①性价比较高。在利用倾斜摄影测量技术技术进行测量时,可以获得带有空间位置信息的数据,并可以将DEM、DOM等进行传输,这样在原有测量技术的基础上,多功能进行了扩充。同时,该技术还可以对大量的影像数据进行统一的处理,降低了整个测量工作的成本。因此,说明其具有性价比较高的特点;②高效率。在该技术当中,利用了无人机作为飞行平台,脱离了人员的控制,并可以根据自身的分析,主动地对运行轨迹进行调节,从而减少了测量的时间,提高了测量的效率;③真实性较高。该技术运行当中,可以从拍摄的各个角度获取信息,增加了信息的准确性。同时,在对模型的建立时,是相应的软件通过获得的信息,自动来完成的,这样避免了人工建模时存在的缺陷,从而使模型的真实性更高。④倾斜摄影测量是通过获取研究区域各摄站点含垂直、前视、后视、左视、右视5个方向的影像,生成三维实景模型来研究被摄区域地物的平面位置、大小、性质、形状、侧面、立面、纵横断面、地形起伏及场景模拟等特征的高新技术方法。而传统的摄影测量主要是通过获取研究区域各摄站点的中心投影影像生成正射影像来研究被摄地物的平面位置、大小、形状和性质。传统的摄影测量主要用于生产正射影像、测制各种比例尺地形图;而倾斜摄影测量除了可以生产正射影像、测制各种比例尺地形图,还能生产三维实景模型,测量地物的侧立面和纵横断面,进行三维场景模拟等,360°无死角地对地物进行研究,极大地扩展了摄影测量的应用。
2倾斜摄影测量技术的主要特点
2.1能够真实的反应地物情况
利用该技术所得到的三维数据具有较高的真实性,能够较为客观的反应地物的位置、外形以及高度等特性,与传统的人工建模方式相比较,大大提升了三维数据所带来的高沉浸感,弥补了其仿真度较低的重要缺陷,对于一些技术上的短板也有了突破性的提升。同时利用倾斜摄影测量技术而形成的三维模型能够开展长度、高度、角度、面积等数据的量测,且测量精度较高,能够满足测绘需要,由此这项技术打的应用范围在不断扩大。
2.2输出数据的多样性
倾斜摄影测量技术是一种可量测的包含了空间位置信息的影像数据,它能够输出的形式有DLG、DOM、DEM等等,这大大弥补了传统航空拍摄中在量测方面所存在的缺陷。采用倾斜摄影测量技术进行建模,还能够大大提升建筑物纹理的描绘程度,使得纹理更加真实,从而在提升建模速度与质量的同时,有效的降低城市三维建模的所需的成本。
3倾斜摄影测量技术的应用
3.1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:①点特征;②线特征;③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,因此很多项目中也更加重视此方面。
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3.2匹配密集的影像
在倾斜摄影测量技术当中,多视影像密集匹配技术是其中最主要的一项技术,这是由于在工程测量当中,匹配影像一直是其中的难点环节。在多视影像模型当中,通常会覆盖很大的区域,区域内部的物品较多,需要具有较高的辨识度,才可以准确的对物品进行了解。因此,在影响的匹配过程中,应兼顾冗余性的影像信息,在对相同物品查询时,能够快速的寻找出来,才可以使最终的结果更加精确。如在匹配的过程中,只选择单一的手段,往往无法将各影像当相同物品联系起来,使模型的精确度受到影响。而在应用多视影像密集匹配技术之后,就会改变上诉这些问题,不论信息数量的多少,都能够有效的对其进行辨识,并根据辨识的结果,提起出相对应的信息,同时结合无匹的实际情况,变更为食量信息,从而生成了更加精确的三维模型。
3.3数字表面模型生成与真正射影纠正
我们将多视影像进行密集匹配之后,能够得到我们所需要的高分辨率、高精度的数字表面模型,而这种模型简称为DEM,在实际工作的过程中,这种技术能够对地物的起伏状况有着更好的描述,并且是空间数据框架的重要组成部分。由于多角度倾斜影像之间会有一定程度上的差异,如果建筑物在受到阴影等因素的影响,则会大大提升取得DEM的难度。由此针对以上问题,我们可先依照空三计算出影像的外方位元素,在对影像匹配单元进行选择,引入并行算法,开展逐像素级的密集匹配与影像特征匹配,从而有助于计算效率的提升。在取得DEM数据之后,采取相应的处理手段,确保DEM的统一性。
多影像真正射纠正所涉及到的方面有很多,如DEM等待那个,它具有较为典型的计算密集与数据密集特点。这项技术是建立以现有DEM为基础的,之后根据物方连续地形和离散地物对象的几何特征,利用面片拟合、轮廓提取等方法级逆行物方语义信息的提取,并且在多视影像上,通过各类方法对象方语义信息进行有效提取,在更密集匹配以及联合平差所得出的结果,对像方与物方的关系进行分析,从而完成联合纠正,并做好相应的匀光处理工作,实现多视影像的真正射纠正。
3.4生成表面模型
除了上诉几种技术之外,倾斜摄影测量技术中还存在另外一种技术,即数字表面模型生成与真正射影像纠正技术,该技术通过上述连个技术的处理之后,根据得到的信息建立出相应的模型,从而将测量场所的实际情况准确、直观的体现在人们的眼前,相关人员对模型进行查看时,能够准确的掌握物品的变化状况。对于精简信息来说,表面模型是其中做基础的内容,通过简单的测量之后,寻找出物品的连续特性,同时构建出新的集合轮廓,并对屋顶进行重新组合。而对于已构建完成的多视影像来说,还能够根据实际情况,对语义信息进行重新设置,如纹理分析的条件,分割影响的要求等。根据这些信息对多视影像进行优化,减少了其中存在的误差,从而使生成的模型更加精确。
4发展前景
近年来,随着科学技术的发展,推动了倾斜摄影测量技术不断的进步,但在实际当中依然会存一些问题,因此,在之后的发展当中,需要结合这些问题进行大量的研究,不断的解决这些问题,使倾斜摄影测量技术在实际当中发挥出更大的作用。同时,在当前阶段中,世界上还存在娶她一些先进的科学技术,如红外线技术,雷达技术等,这些技术往往也会具有一定的测量功能,因此,还需要将这些技术与倾斜摄影测量技术融合起来,利用多种技术共同完成工程测量工作,不仅要逐渐缩小飞行平台的体积,而且要进一步提升数据采集的准确性,为之后模型的建立打下更好的基础。
结束语
综上所述,研究关于无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模方面的内容具有十分重要的意义,其与三维城市建设发展息息相关。近年来三维城市项目的数量不断提升,总体建设要求也呈现出多样化,为了可以满足此方面发展要求,我国将无人机倾斜摄影测量技术融入到了三维建模中,并取得了不错的成果,但即使如此也不可否认的是在实际应用中依然会暴露出些许问题,但随着有科学技术的不断发展以及有关人员的不断探索,逐一攻破技术难题,该技术一定会成为测绘行业主流技术之一。
参考文献:
[1]杨国东,王民水.倾斜摄影测量技术应用及展望[J].测绘与空间地理信息,2016(01):13~15+18.
[2]牛鹏涛.基于倾斜摄影测量技术的城市三维建模方法研究[J].价值工程,2014(26):224~225.
论文作者:胡立波
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
标签:测量论文; 技术论文; 影像论文; 模型论文; 地物论文; 信息论文; 特征论文; 《基层建设》2018年第8期论文;