无人机倾斜摄影测量影像处理及三维建模探讨论文_毛亚萍,王玉蕾

无人机倾斜摄影测量影像处理及三维建模探讨论文_毛亚萍,王玉蕾

青海省第一测绘院 青海西宁 810000

摘要:随着社会的不断发展,科技的不断进步,我国各个领域均得到了很好的发展,尤其在不断加快城市化建设后,人们的生活质量有了更大的提升。当代社会的发展理念发生了些许变化,很多行业也正积极随之作出改变,在城市建设方面,三维城市项目已经成为了主要趋势,其可以有效改善传统城市建设中的弊端,特别是无人机倾斜摄影测量技术的应用,使得此方面更具现代化特点。文章重点就无人机倾斜摄影测量影像处理及三维建模相关问题进行研究分析,以供业内人士参考和借鉴。

关键词:无人机;倾斜摄影;影像处理;三维建模

引言

倾斜摄影测量技术是近年来发展成型的新技术,具有独特的优势,在相关行业内受到了很大的关注,特别是在工程测量和三维建模应用方面有着更加显著的优势。该技术从当前的技术发展趋势来看,有着十分良好的应用前景。无人机倾斜摄影测量技术不再会受到传统航测影像拍摄所存在的各种限制,该技术可实现多台传感器从不同角度来采集数据,极大的提高了采集效率,同时也很好的保障了数据的实时性、有效性和真实性,符合当前行业对三维信息的需求。

1无人机倾斜摄影测量概述

1.1无人机倾斜摄影的概念

倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它颠覆了以往正射影象只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。

1.2倾斜摄影测量与传统摄影测量的区别

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,3600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无人机倾斜摄影测量要点

2.1技术优越性

无人机倾斜摄影测量技术具有较强的技术优势,无人机倾斜摄影测量本质上是基于DEM数据的对于地形地貌的真实呈现方式,这种测量技术能够在高精度情况下得到较好的测量效果,这意味着其能够在地质分析与空间分析与工程设计在实际应用中的应用。随着社会的不断发展,对中国的信息技术和科学技术水平,在这个过程中无人机低空摄影测量技术也越来越成熟,并且达到了能够实际应用的程度,同时通过将无人机低空摄影测量技术应用于地面建筑物的高度测量制作过程中,能够在低成本情况下大大提高数据的现势性。

2.2技术应用流程

无人机倾斜摄影测量技术的应用流程较为独特,通常无人机倾斜摄影测量技术应用的主要过程包括结合无人机低空摄影测量技术的高分辨率三维地形景观图的前提下,然后在该地区的无人机平台的航空摄影测量,最后通过三提取试验区高精度DEM数据加密。无人机倾斜摄影测量技术还能够利用DEM数据对影像进行数字微分纠正,最终可以以此为基础来形成高分辨率DOM数据,同时无人机倾斜摄影测量技术能够形成带有地物模型的高分辨无人机倾斜摄影测量,并可以对于测区快速进行三维分析操作,故具有较高的使用价值。

2.3系统组成部件

无人机倾斜摄影测量技术的系统组件相对独特,低空摄影测量的组成是基于数字摄影测量理论,这意味着该系统主要细节将与飞机平台、测控信息传输、传感器、遥感空间为基础的交互控制、地面处理、综合安全等相关技术领域。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无人机低空摄影测量技术能够进行包括非量测相机检校的前提工作,故在实际的工作中利用非量测数码相机代替,所以为了能够满足摄影测量的要求必须进行高精度的检校。

2.4技术应用要点

无人机倾斜摄影测量技术有着不可或缺的技术应用要点,无人机倾斜摄影测量技术的应用能够显著的降低影像数据的变形率并提高空三加密的精度。因此,工作人员在技术在应用过程中,重叠度为80%,重叠度保证为40%。工作人员为了能够有效的为平差解算提高冗余度,则可以通过采用纵横垂直的架构线路和空中三角测量来顾及和改正影像系统误差的影响,最终能够取得较为良好的技术应用效果。

3无人机倾斜摄影测量影像处理在城市三维建模中的应用

3.1三维建模的建模方法

在无人机倾斜摄影测量技术未得到广泛应用之前,我国城市三维建模技术主要有如下几种,即基于CAD的建模技术;激光扫描建模技术;基于摄影测量的城市三维建模技术;移动测量技术;照片建模技术;三维组件式自动建模技术。以上技术在此方面均曾发挥过很好的作用,但部分方式因为技术不成熟而导致在应用中的效果难以达到预期,以往为了能够满足应用要求,会对两种或两种以上的方法进行结合应用,起到取长补短、优化整体效果的作用。

3.2基于CAD的建模与航空数字摄影测量技术建模

CAD建模这种方式需要借助CAD软件来完成,在CAD中可以直接创建并编辑测区的基本几何形状,并对地物特征进行充分体现,可以正确进行测区规划工作,避免了因信息失误而带来的麻烦。在该软件的应用下,利用CAD中的数据能够直接建立出测区的三维模型,也就是实体模型,该种方式虽然应用效果较佳,但鉴于在建模时会产生极大数据,数据处理成为了此方面的短板,往往需要投入很多人力物力。

3.3基于倾斜摄影测量技术的3D建模

该手段在我国已经存在多年,经过多年发展后其已经发生了诸多变化,除了技术更加成熟外,航空影像自动翻译系统的研究方向也发生了变化,原本是单片阴影,而如今逐渐转换为多片立体方面。今后的发展趋势如下:第一,鉴于数据形式越来越丰富,今后需要将其与多值信息进行融合;第二,处理效果难以达到预期,需要对处理方式进行升级,并积极引进先进的技术和设备;第三,在建模时应充分考虑到各个方面,使三维建模能够呈现出多样化。

3.4基于倾斜摄影测量技术的3D建模精度分析

该方式是目前最为先进的技术之一,其中融合了多种先进的技术,使得整体效果得以强化,其优势是在进行拍摄时能够从各个角度进行,将正射影像缺点进行了优化;应用时其能够对高度、长度以及角度进行高精度测量,也可以进行单张量测,这是以往技术不具备的;在应用到不同的环境中时,其也可以很好的适应,并且支持与其他技术进行结合应用。

结束语

综上所述,对无人机倾斜摄影测量技术影像处理和三维建模进行研究具有很重要的现实意义,该技术直接关系到三维城市建设的发展。随着时代的不断发展,人们对于此方面的需求也逐步提升,加速城市化建设已成为了当今社会发展的一个主要趋势。近年来,随着三维城市项目的不断增多,从总体建设上来看,提出了多样化的要求,无人机倾斜摄影测量技术在三维建模中的应用能有效满足此类发展需求,能够获得良好的效果,但在实际应用过程中,还是会暴露不同的问题,这就需要加大此方面的投入,在研究人员和从业人员的共同努力下,提升测量效果,推动技术发展。

参考文献

[1]李杰,马强.无人机低空倾斜摄影测量技术在玛纳斯智慧城市建设中的应用[J].岩土工程技术,2018,32(04):173-176+211.

[2]张雪华.基于无人机影像的面向对象建筑物震害提取研究[D].中国地震局地震预测研究所,2017.

[3]刘洋.无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究[D].东华理工大学,2016.

论文作者:毛亚萍,王玉蕾

论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期

论文发表时间:2019/1/3

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