无人机倾斜摄影测量技术在三维数字城市建模中的应用论文_孙玉兵

无人机倾斜摄影测量技术在三维数字城市建模中的应用论文_孙玉兵

黑龙江文图测绘地理信息有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市 150060

摘要:随着现代信息技术的发展,通过无人机倾斜摄影测量技术而实现的三维建模得到了广泛的应用。但在三维建模的过程中,仍存在一些技术运用方面的问题,使无人机倾斜摄影测量技术的优势不能完全显示出来。当今城市建设中,三维建模已经成为主要的城市规划方法,而无人机倾斜摄影测量技术作为三维建模的核心技术,一直以来发挥着重要的作用。

关键词:无人机;倾斜摄影测量技术;城市三维建模

引言

为突破拍摄方法的局限性,就要采取一些措施提高航测遥感影像拍摄的效率,使传感器传输的物体信息能够更加明确,其传输数据也能更加可靠与完整。

1三维数字城市建模技术方法

三维数字城市建模技术方法主要是以下几个方面:首先是三维数字城市建模技术概述。三维建模技术能够直观展现三维空间的具体信息,在数字城市建模中发挥着重要作用。首先,构建物体的三维模型,可以直观、平面、真实、清晰地反映数字城市的具体情况;其次,能够基于二维数据进行重构,将三维视场完美地融入到城市的地理信息建设中;并且,该技术能够有效提高数字城市的数据维护效率,加强用户的体验感,为城市的发展提供便利。其次是实景三维数字城市模型构建近年来,随着城市建设的快速发展,许多外观造型复杂及测量精度要求较高的高层建筑物应运而生,建筑物的外形趋向复杂化。如果说简单的建筑物是一个多面体,那么复杂的建筑物就是多个多面体的组合。面对复杂的建筑物,设计者需要建立多个多面体模块组成的建筑物模型,并运用影像密集匹配技术,产生基于真实影像超高密度点云的实景数字表面模型数据。

2无人机数字影像匹配的技术要点

无人机数字影像匹配的技术要点主要是:无人机数字影像匹配技术,即通过指定的算法将两种或两种以上的影像通过同名点内容的识别过程加以融合,而图像融合与目标识别,是需要经历目标变化检测所完成的视觉计算,这对于影像确认步骤来说属于前期的准备工作。该技术在我国地图学、遥感技术、数字摄影测量等方面都得到了广泛的应用,由于其遥控摄影的强大优势,其灵活性也决定了应用领域的广泛程度。基于更重算法所进行的特征点测量与匹配,生成DEM与DOM的精准度与匹配点的分辨率也存在着直接的联系。根据不同测量影像的特点,可搭配不同的匹配算法,总体来说,相关算法主要有以下三种:一是灰度图像匹配算法,二是特征图像匹配算法,三是理解与翻译图像匹配算法。

3应用方向

3.1大比例尺测图

应用方向之一是大比例尺测图。通过对生产的测区实景三维模型转化数据格式后导入图形编辑软件进行编辑,赋予图层与属性信息,即可制作大比例尺地图。因为无人机拍摄的低空影像数据一般来说分辨率较高,其相应的成图精度也会较高。而由于高分辨率的影像模型存在,将节省了外业的工作量,提升了工作效率。其生产的地形图精度也在实际工作中得到了验证,多地已经开始将采用该方式获得的地形图成果用于农村集体土地登记确权、不动产登记等工作中。

3.2服务城市规划

应用方向之二是大比例尺测图。通过对基础地形地貌资料的快速采集,用于规划编制前期工作或者多个选址方案对比决策,甚至可以进一步与工程建设方案的效果图进行拼接,直观体现工程竣工后片区整体效果。目前,大多数城市规划编制的原始资料主要为数字化地形图,对于非专业人士来说还是不够直观。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果能够将采集的各个角度的影像资料与项目拟实施的鸟瞰效果图相结合,能使人直观感受到项目建成后是否与周边环境协调等。通过在重要的城市规划节点提供多个效果图加实景图的对比方案,便于政府或项目业主进行决策。

4无人机倾斜摄影测量技术的应用与发展前景

无人机倾斜摄影测量技术的应用与发展前景主要是:在绘测地形图中的应用:时代的进步推动了现代化城市的数字化信息发展,与此同时,其对地理空间的信息精准度要求也不断提高。无人机倾斜摄影测量在各行业各领域工程的地形测量中构建了全新的三维地形测量体系,开发出了一种全新的测量技术。凭借其灵活性与机动性,其在获取数据方面上不但能确保精准度,还能够降低人力成本,在满足地形图绘测的同时还能够推进城市数字化进程。在地质灾害调查中的应用:无人机倾斜摄影测量技术应用在我国地质灾害调查中发挥着明显的作用,它能够迅速且真实地反映受灾区域的具体情况,如受灾规模、大小、程度等状况,帮助救援方充分了解当地受灾情况并制定合理计划有效开展救援工作,并为灾后重修工作提供必要的支持系统。在电力系统的应用:电力系统的有效运行能够保障我国经济的平稳发展,为了促进与推动我国电力发展进程稳固前进,选择将无人机倾斜摄影测量技术投入到电力系统规划中是一个很不错的选择。无人机倾斜摄影测量技术通过对电力线路路密集区域全方位的有效获取,建立一个符合电路体系的三维实景模型并进行分析,为电力系统的有效运行提供正确合适的规划支持。在桥梁施工中的应用:在桥梁施工过程中使用无人机倾斜摄影测量技术能有效避免桥梁施工工程复杂与环境的难测性等因素对施工造成的困扰。它不仅能够迅速探测出桥墩地下与周围水域等施工人员不便于探测区域的真实情况,为施工人员提供必要的技术支撑与,帮助施工人员制定可行的施工方案,还能够降低施工成本,推动桥梁施工工程的进程。

5空三精度验证

空三精度验证主要是:按照“先整体后局部,先控制后碎步”的原则,本文采用基于城市CORS系统,通过部分野外控制点的布设方案,在整个测区通过间隔150-200M尽量在地面空旷无遮挡的道路交叉点、斑马线或者井盖布设控制点。同时为了确保高程精度满足需求,在有条件的建筑物房顶均匀少量控制点,确保控制点分布在不同的高程面上,以使布设稳定、有效地控制网。利用倾斜无人机系统获取影像数据与影像对应的姿态数据结合少量外业控制点,通过整体光束法区域网平差技术获取高精度的影像定位定向数据与加密点的三维坐标信息,减少野外工作测量、提高作业效率。通过成熟的GPS-RTK技术采集23个控制点坐标,其中14个点用以控制点进行空中三角测量数据解算,剩余点用以检测空三的精度。控制点的平面中误差为4.52cm高程中误差为21.5cm、最大平面残差31.2cm最大高程残差41.1cm,检查点的平面中误差为14.1cm高程中误差为33.6cm、最大平面残差62.2cm最大高程残差124.3cm,满足1:1000平面测图精度要求。

结语

总之,倾斜摄影测量技术是一项当代高新技术发展下的产物,而无人机倾斜摄影测量技术是其科技具体表现的一种形式。无人机倾斜摄影测量技术在多方面已突破了传统的倾斜摄影测量技术,并不断在此基础上创新与发展,通过对被测对象的多方面多角度进行探测并生成三维实景模型进行分析,让测量结果具备全面性与系统性,对我国各个领域与行业都产生了深远而深刻的影响且有远大的发展前景。

参考文献

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[2]李永泉,韩文泉,黄志洲.数字城市三维建模方法比较分析[J].现代测绘,2010,33(2):33~35.

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[4]朱庆.三维GIS及其在智慧城市中的应用[J].地球信息科学学报,2014,16(2):153.

论文作者:孙玉兵

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/18

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