倾斜摄影测量技术应用及展望论文_张永波

倾斜摄影测量技术应用及展望论文_张永波

四川科特空间科技有限公司 四川省成都市 610000

摘要:随着各种高新科技在工程测量中的广泛应用,倾斜摄影测量技术凭借其独特的天然优势而受到了越来越多人的广泛关注。本文作者根据研究倾斜摄影测量技术多年的实际经验,对倾斜摄影测量技术的应用展开了深入的研究和探讨,并根据应用中存在的问题给出了实际解决方案,希望能对倾斜摄影测量技术的推广起到一定的积极作用。

关键词:倾斜摄影测量技术;应用;展望

引言:

倾斜摄影测量技术是随着近几年来科技的不断发展与进步应运而生的一项全新测量技术。它通过无人机作为主要搭载平台,对建筑物的进行多个角度的牌照并进行数据处理,从而实现测量数据的准确性与科学性。目前倾斜摄影测量技术已经从开发阶段进入了实际应用阶段,并已经在多个领域得到了广泛应用,在多个行业和领域内发挥着不可替代的重要作用。

一、倾斜摄影测量技术概要

倾斜摄影测量技术首先需在在同一个飞行平台上搭载至少五台传感器,从一个垂直角度和四个倾斜角度面上采集五种不同的影像,同时采集航行高度,航行速度以及航行方向等多种数据参数,结合这些数据对倾斜影像进行数据的处理和分析。同一个时段无人机要进行多组照片的连续拍摄,同一地标要能够在三张以上的照片中被找到。这样可以使从业人员进行建筑物清晰的结构分析,并且选择最合适的一张照片进行后期制作,向用户传达最真实最有效的直观建筑实景信息。通过倾斜摄影测量技术的应用,可以根据当前的实际需要,对建筑物进行系统定位和地理信息的嵌入,甚至更够嵌入影音资料,极大程度的提高了用户体验,拓展了遥感技术的应用范围。

二、倾斜摄影测量技术要点

(一)多视角影像联合技术

在倾斜摄影测量技术中,通过无人机等飞行载体进行快速的多方位的影像采集工作,其中不仅包含垂直视角下的建筑物影像,更包括多个倾斜角度的影像。在传统测量方法中,无法通过空中三角测量系统对倾斜影像进行数据处理,所以我们更需要考虑影像内部建筑的几何关系和遮挡关系。我们可以通过POS技术系统提供的多种视觉影像技术处理系统,对影像进行全方位元素的高效匹配。具体匹配原则按照图形元素内的由粗到细进行匹配,设定相应的处理层级,并根据当前层级建立点位之间的连接线和控制坐标,通过多种辅助测算软件进行校检,并根据区域网平差误差方程进行联合计算,保证整个联合计算的精确度[1]。

(二)多视角影像密集匹配技术

多个视角下影像能否正确匹配是倾斜摄影测量系统的最大问题。多个视角的影像成像能够覆盖到建筑物的所有方面,而且清晰度也有较大提升。那么如何将其中的成像无用因素去除,减少匹配过程中的无用信息运算就成了目前的技术难题。我们首先进行快速而准确的同名点坐标选取,然后取得建筑物的三维成像和相关的三维数据信息,从而消除使用单独匹配机制和原则获取同名点的影响因素。近几年,随着计算机互联网络的不断发展,计算机视觉成像技术也在不断发展,通过两者相结合建立的多元化匹配数据库也随着应运而生,它能够对建筑物的侧面和倾斜面进行全方位立体式的识别。我们可以通过检索建筑物的相关特征,以及侧面的视觉效果,来获得建筑物相关的数据集,将建筑物的二维视觉效应转化为相应的三维特征。确定墙面后,我们可以根据建筑物的实际情况,为各个墙面设置不同的影响因素,并设置影响因素的量级,从而有效的区分同一建筑物的不同墙面。将整个建筑物的墙面进行多元化割裂,从而获得整体的建筑结构,最后进行扫描与重组,得到整个建筑物所有墙面的精确数据,从而完成测量作业[2]。

(三)影像纠正技术

建筑物影像纠正技术能够使建筑物的多视角成像更具精密性。通过对建筑物的表面进行DSM平面建模,充分的表达建筑物的起伏特征和数据特质。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于多角度拍摄下的建筑物存在着较大的角度差异,以及日照角度产生的不同视觉效果,阴影对于成像数据计算的问题等等方面的因素,我们必须要对成像的影像进行系统的纠正,排除这些不良因素的影响,从而使影像的数据与实际数据保持高度吻合。我们可以先通过空中三角测量系统进行各个影像之间元素的测算,然后分析和选择受影响较小的影像单元进行独立的计算,同时进行建筑物墙面匹配和密集化匹配,在这个过程中要引入并行计算方法,提高匹配效率。同时在获得高密度的DSM数据后,要进行相应的过滤处理,将不同的单元元素进行打散与重组,形成一个全新的完整的DSM数据建模。全新的DSM数据建模可以面对有着大量分散差异的建筑物对象,我们可以通过现有的DSM基础上进行连续理性和离散建筑物几何关系的提炼,将建筑物的相关特征进行系统重组,并且根据同名点关系相互对应组合,并进行整体的光处理环节,如此就完成了影像纠正工作了。纠正后的影像各方面数据与实际测量值完全吻合,符合倾斜摄影测量技术的实际需求[3]。

三、倾斜摄影测量技术存在的问题以及对策

(一)会造成数据测量上的误差

倾斜摄影测量技术由于会对实际建筑物的多个角度进行测量,在测量过程中由于测量角度的校对以及摄影比例尺不一致,分辨率与阳关造成的阴影等多种因素,导致获得的初始数据中有较多误差,严重的影响了后续数据处理时的精确度,从而使最后的测量数据与实际数据存在着一定出入。我们应该根据当前的倾斜摄影测量技术,结合造成误差的因素进行合理的技术优化。在拍摄时,要使用分辨率相同,摄影比例尺相同的摄影机进行多角度拍摄工作,在多角度拍摄过程中,要尽量对建筑物进行阴影处理。通过这些方式的应用,有效减少了拍摄时的误差,进而提升倾斜摄影测量技术的准确性。

(二)会出现建模局部失真的问题

在进行模型组建时,因为三维建模技术的局限性,会造成建筑物的局部失真的情况。这种情况是因为倾斜摄影拍摄过程中光照和时间等多种因素相互影响造成的。针对于这种情况,我们应该当三维模型出现失真问题时,根据出现失真情况出现的建筑物方位,进行人工相机或者其他摄影仪器的补拍工作,或者采取相应的近景测量工具进行补测,从而将失真部位进行完整表达,提高建模的准确性。

(三)电池的续航能力亟待提高

随着科技的进步,当前倾斜摄影测量技术基本是通过无人机倾斜摄影进行拍摄。无人机具有超高的机动性和灵活性,同时它的造价非常低,获得影像资料的成本也非常低。无人机可以搭载分辨率为4000万像素以上的摄像传感系统,能够快速高质的完成拍摄工作。无人机的这些优势完全是因为其体积小,重量轻,这就决定了无人机不会配备更高续航能力的发动系统,而倾斜摄影测量技术本身就需要大量的飞行时间作为支持,才能拍摄出符合需求的多角度连续性的图像。所以无人机的电池续航能力将使倾斜测量技术的效率变低,当前解决这种问题的方法只能依靠相关行业研发体积和重量更小,续航能力更强的电池,否则会严重制约倾斜摄影测量技术的推广和发展[4]。

四、结束语

随着科学技术的不断发展,倾斜摄影测量技术也得到了技术上的迅猛发展。而其本身就具有高效率、高准确性以及高性价比的天然优势,正受到各个领域的持续关注。我们深入的阐述了倾斜摄影测量技术中多视角影像联合技术、多视角影像密集匹配技术、影像纠正技术三个重要技术的技术要点,并提出当前技术应用上存在这的数据测量上的误差、出现建模局部失真的问题、无人机的电池续航能力亟待提高三个重点问题,并给出了相应的解决对策,从而优化和完善倾斜摄影测量技术,深入推进倾斜摄影测量技术在多个行业领域内的广泛应用。

参考文献:

[1]李军伟. 倾斜摄影测量技术的应用及展望[J]. 建筑工程技术与设计,2017,(11):653-653.

[2]王超群. 倾斜摄影测量技术应用及展望[J]. 内蒙古煤炭经济,2018,(9):52,85.

[3]冷启先. 倾斜摄影测量技术应用及展望分析[J]. 建筑工程技术与设计,2017,(35):55.

[4]陈相男. 无人机倾斜摄影测量技术及其应用[J]. 内蒙古煤炭经济,2018,(9):55-56.

论文作者:张永波

论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期

论文发表时间:2018/9/18

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