公路工程无人机倾斜摄影测量元数据格式规则

公路工程无人机倾斜摄影测量元数据格式规则

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浅析无人机倾斜摄影测量技术分析及应用

浅析无人机倾斜摄影测量技术分析及应用 发表时间:2019-12-16T14:44:50.177Z 来源:《城镇建设》2019年21期作者:莫超达[导读] 随着社会的进步与科技的发展,倾斜摄影测量这一项高新技术也随之兴起,摘要:随着社会的进步与科技的发展,倾斜摄影测量这一项高新技术也随之兴起,并且在各行各业各领域都发挥着不可小觑的作用。相较传统地形测绘,无人机倾斜摄影测量技术,在成本、效率、成果的多样性、可视化方面,都有显著的优势。无人机倾斜摄影测量技术在实践中能够精准提供被测对象的实验数据,并通过分析这些精确数据生成三维实景模型,以支持相关产业的生产与发展。本文在对在无 人机倾斜摄影测量技术的基础上,探讨无人机倾斜摄影测量技术的发展与应用。 关键词:倾斜摄影;无人机;实景三维模型引言 近年来,随着航空摄影测量技术的高速发展,尤其是无人机倾斜摄影技术的迭代和更新,快速、高效地获得客观、丰富的地面数据信息。该技术改善了传统摄影测量只能获取地面要素的高度或顶部纹理信息,且易受云层和天气十扰的不足,通过低空无人机搭载多台传感器从一个垂直、多个倾斜等不同角度进行同步影像采集,可获得高分辨率、大视场角、更详尽的地物、地貌信息。在采集影像的同时,机载传感器自动记录航高、航速、重叠度、姿态和位置等信息,使影像数据真实地反应地物、地貌情况。1无人机倾斜摄影测量技术 无人机倾斜摄影技术,其实就是通过在无人机平台上实现多个航摄相机搭载,然后按照固定航线从垂直、前、后、左、右等不同倾斜角度完成测区影像采集的测量技术。采用该技术,能够使地面物体情况得到准确反映,并且实现物体纹理信息的高精度获取。配合采用先进定位、融合、建模等技术,能够实现真实三维模型的生成。按照技术应用流程,需要通过拍摄航片、pos信息和传感器参数完成影像数据采集,实现外业像片控制测量。在此基础上,需要进行内业数据处理,加强控制点影像关联,通过空三运算实现成果输出,最终完成三维实景模型和DEM模型的建立。因此应用倾斜摄影技术,能够满足测绘区域的测量要求。 倾斜摄影测量技术主要包括倾斜摄影的数据获取和处理两方面,是摄影测量技术的升级版。该技术在数据采集时通过4个倾角为45°的摄影机和1个垂直摄影机获取影像数据,并与GPS接收机和高精度惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)高度集成,同步记录航速、航高、旁向重叠和航向重叠、坐标等参数。在数据处理中,通过系统中集成定位、定姿设备和进行空中三角测量,获得每个图像提供的姿态位置信息。 此外,倾斜摄影测量技术有4个特点:数据获取简单,受外界环境影响较少;能获得多个视点影像,影像效果真实;数据量小,易于网络发布实现共享应用;影像分辨率高,能够清晰显示建筑物纹理以及地物遮挡现象较少。鉴于这些特性,倾斜摄影测量技术通常包括图像预处理、区域网联合平差、多视影像匹配、数字地表模型(digital surface model,DSM)生成、真正射影像纠正、三维建模等关键内容等。2无人机倾斜摄影测量总体流程 倾斜摄影技术主要是从多方位全面地获取地物信息,通过实时测量使工作人员熟悉和掌握地物的完整信息。获取倾斜摄影数据是通过不同种类的飞行器和相机完成不同空间的信息采集,同时,根据比例尺和分辨率的要求,进行相应的影像采集。 2.1无人机选择 在进行倾斜摄影前,需要选择符合摄影要求的无人机。照片的数量和影像的质量是决定倾斜摄影三维模型的2个因素,其中,照片的数量体现了对同一区域的覆盖度;影像的质量主要指目标物影像的分辨率和清晰度。为了获得高质量的建模效果,倾斜摄影的分辨率需要达到一定数值,一般地区摄影影像是选择5~6cm的像素分辨率,建筑区的则需要达到2~3cm的像素分辨率,同时,照片的平均覆盖度要达到重叠30°以上。 2.2倾斜摄影相机 固定式五镜头相机是市场上比较常见的倾斜摄影相机,是无人机倾斜摄影中不可缺少的仪器。在多次实际应用中发现,照片数量和相邻航线飞行的间隔时间对建模效果存在一定的影响,为了获得更理想的建模效果,可采用双镜头摆动式倾斜摄影系统,同时该系统还具有成本低、质量轻、操作简便等优点,因此,双相机、三相位摆动结构的倾斜摄影系统具有较高的性价比,适用于多旋翼无人机倾斜摄影。 2.3航线设计 航线设计会直接影响无人机的飞行质量和倾斜摄影的质量,进而影响三维模型的质量,因此,需要对无人机的航线进行科学合理的设计。如使用双相机和固定翼无人机在5cm分辨率的地区进行倾斜摄影,航线设计需要满足以下几个要求:(1)航摄分区几何形状尽量设计为矩形航摄分区,航线敷设应沿着矩形区域的长边和短边方向分别进行,并且要求实际飞行范围比任务范围大,分区内地形高差要小于航高的1/2;(2)航线数量,该数量要求为双数且要多于6条;(3)重叠度,其中航向重叠度要高于于75%,旁向重叠度不低于40%。 如果是多旋翼无人机和双镜头摆动式倾斜摄影系统在2cm分辨率的建筑区进行倾斜摄影,航线设计需要满足以下几个要求:(1)航摄分区几何形状,尽量设计为矩形的航摄分区,在敷设航线时应沿着矩形区域的长边方向进行,并且要求实际的飞行范围要比任务范围大,分区内地形高差要小于航高的1/2;(2)航线数量,该数量要求为双数且要多于6条;(3)要求相对平均航高为100m,最小相对航高应高于摄区内容其他构筑物100m以上;(4)重叠度,其中航向重叠度要不低于75%,旁向重叠度不低于40%。 2.4飞行作业 完成航线设计及其他准备工作后,要进行飞行作业。为了保障飞行作业的有效性和可靠性,要求每个航摄分区的航摄设计统一。另外,在实际航测过程中,要配置便携式发电机现场充电或配备足够的电池,为飞行作业顺利完成提供保障;无人机的起降场所尽量靠近摄区,以在一定程度上减少飞行距离;同时要做好作业小组人员数量的安排工作。 2.5成果精度分析 就成果精度而言,相对航高对模型的精度影响较大,呈现的规律为:相对航高越大,影像分辨率越低,模型精度也越低。例如,5cm分辨率的影像,一般三维模型的建模精度为15~20cm;2cm分辨率的影像,一般三维模型建模的精度在5~10cm。同时重叠率对精度也有一定的影响,航向重叠率越小,影像拍摄间距越大,重叠率降低,采集的影像越稀疏,模型精度越差,因此,要选择则合适的航拍重叠率,以保障模型的精度。 3无人机倾斜摄影测量技术的应用与发展前景

无人机倾斜摄影三维应用应该如此简单

无人机倾斜摄影三维展示应该如此简单 ——Wish3D在H5上的应用 近年来,随着三维技术的发展日趋成熟,倾斜摄影已成为三维地理空间建模中快速成长的重要技术。倾斜模型的一个突出的特点就是数据量庞大,这是因其技术机制、高精度、对地表全覆盖的真实影像所决定的。那么,如何承载发布海量的倾斜模型数据、保证流畅的加载浏览并且可以进行相关的应用分析?这是行业用户一直关心的话题。 行业用户对倾斜摄影的三维应用要求不断提高,更加渴望倾斜三维模型网络发布更加快捷、更加轻便,以及诸如模型标注、距离量测、飞行路径等应用功能,包括移动端等高级功能也是应运而生。 接下来,我将通过Wish3D这种基于WebGL的产品,也是市场上比较轻便快捷的平台,对倾斜摄影三维模型的发布、浏览及应用功能展开分析。 一、倾斜数据的网络发布 由于OSGB是开源的OSG库所自带的二进制格式,直接读取效率高,且格式公开,因此,最适合作为网络发布与三维服务共享的模型传输格式。无人机航拍的数据经过Smart3D建模软件处理之后,得到一个包含诸多tile文件夹的data 文件夹。 图1data文件结构

首先,在Wish3D官网https://www.360docs.net/doc/919914731.html,/注册登录,上传模型。直接将这个文件夹下的内容压缩成zip文件即可。选择倾斜摄影数据: 图2数据上传界面 填写作品信息。顾名思义,公开作品可以被所有用户浏览分享评论,私有作品仅限作者自己浏览或者私密分享:

图3作品编辑界面 数据上传完毕后,就可以在线浏览到倾斜摄影三维模型了,右边页面有封面截图、标注、飞行、视角设置和场景设置等一些功能,后面会作介绍。 图4封面截图界面 发布的所有作品在我的作品-公开作品中看到:

Smart3D系列教程1之《浅谈无人机倾斜摄影建模的原理与方法》

Smart3D系列教程1之《浅谈无人机倾斜摄影建模的原理与方法》 一、引言 倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景,通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性,为真实效果和测绘级精度提供保证。同时有效提升模型的生产效率。三维建模在测绘行业、城市规划行业、旅游业、甚至电商业等的行业应用越来越广泛,越来越深入。 无人机航拍不再是大众陌生的话题,商场到处可见的DJI商店,各种厂商的无人机也是层出不穷,这将无人机倾斜数据建模推到了一个关键性的阶段。 二、倾斜摄影原理概述 倾斜摄影技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器(目前常用的是五镜头相机)。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。垂直地面角度拍摄获取的是垂直向下的一组影像,称为正片,镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的四组影像分别指向东南西北,称为斜片。摄取范围如下图:

在建立建筑物表面模型的过程中,下图可以看到,相比垂直影像,倾斜影像有着显著的优点,因为它能提供更好的视角去观察建筑物侧面,这一特点正好满足了建筑物表面纹理生成的需要。同一区域拍摄的垂直影像可被用来生成三维城市模型或是对生成的三维城市模型的改善。 利用建模软件将照片建模,这里的照片不仅仅是通过无人机航拍的倾斜摄影数据,还可以是单反甚至是手机以一定重叠度环拍而来的,这些照片导入到建模软件中,通过计算机图形计算,结合pos信息空三处理,生成点云,点云构成格网,格网结合照片生成赋有纹理的三 维模型。区域整体三维建模方法生产路线图:

无人机倾斜摄影系统应用解决方案

以往每年春节期间全国各地无不是鞭炮齐鸣、锣鼓喧天,一片热闹祥和的气象,而今年春节前后一场突如其来的新冠疫情笼罩着中华大地。不管是在城市还是农村,为了响应国家的号召,也为了自身的安全考虑,各家各户都关门闭户,齐心协力抵御疫情。而在这场疫情阻击战中,无人机着实火了一把,使用无人机喊话市民、村民的防控方式在各地走红,“硬核”又接地气的“喊话”宣传,“声”入人心,在各大社交、视频软件上受到广泛的关注。 但是你知道吗? 无人机倾斜摄影系统在测绘行业的应用才真是它的本职工作啊! 同传统的人工测绘技术相比,无人机测绘技术不管是在技术上,使用的便捷性上,还是在准确性上都有显著的提升。特别是在紧急的灾难救援、需要上山下海的国土测绘方面,大大降低了测绘人员的工作难度。 那么,您知道一个完整的无人机倾斜摄影系统都有哪些组成吗? 硬件方面,一个稳定好用的无人机自然是需要的,它就相当于一个人的手。目前无人机的可选择性还是比较多的,例如大疆等品牌都很不错。

第二,好用的高像素高稳定性的倾斜摄影相机,其可以挂载平台在无人机上使用。这就相当于这个无人机倾斜摄影系统的“眼”。考核一个倾斜摄影相机的标准有以下几点: 1、曝光时间 2、轻便 3、有无集成独立GPS 系统 4、CCD 尺寸 5、定点、定距、手动触发 6、云台有无针对外业相机配备的软件,比如Sky scanner是针对Smart 3D建模的一款预处理软件,可以一键导入数据,自动生产smart 3D的工程索引等功能,可以最大程度的减少数据处理人工干预程度。 第三,是软件,这就相当于是这个倾斜摄影系统的脑。好的系统可提供从数据生产、数据转换到数据应用和展示的一套完整的解决方案,更好地帮助用户更高效的进行实景三维数据的生产和应用。

无人机倾斜摄影数据采集方法探讨

无人机倾斜摄影数据采集方法探讨 摘要:目前,由于航空倾斜摄影的使用成本过高,所以还没有得到大力推广和 使用。基于这样的情况,笔者阐述了无人机航空倾斜摄影数据采集的方法和技术,从而力求降低成本,对该技术进行大力推广,希望为广大的相关工作者提供一些 参考依据。 关键词:无人机;倾斜摄影;数据;采集;方法 一、我国倾斜摄影数据采集的现状 (一)关于倾斜摄影数据采集 早在上个80年代,国外便出现了倾斜航空摄影技术,但该项技术在我国出现的时间却非常短。一般情况下,该技术指的是在一个飞行平台中搭载几台传感器,而且站在垂直和倾斜的角度来获得需要的影像。最后再借助先进的软件来完成三 维实景模型的建立和制作。 (二)我国常用的相关设备 根据载体,可将我国常使用的倾斜相机分为两类。一类是有人机,另一类则 是无人机。这里主要阐述的是无人机。目前,无人机最常见的代表有北京红鹏企 业生产的无人机倾斜相机,另外还有北京数维翔图企业生产的DM5-2010系列。 (三)存在的问题 如今,我国经常采用的无人机相机成本非常高,普遍价格在十万以上。再搭 配一套无人机飞行平台,整个系统的成本高达上百万。也因此,小范围的倾斜数 据采集具有很低的性价比。所以,这样的技术目前没有得到广泛应用。 二、研究的具体方法 (一)消费级无人机的产生 无人机行业的发展越来越快,市场上产生了众多优质的无人机,比如大疆“精灵”系列。其操作起来简单方便,仅需耗费一星期时间学习,便能开始飞行。目前,民用的无人机普遍被用在不同的领域中,比如航拍、测绘勘探、农林作业、电力 巡线、军事侦查、应急救灾等。 (二)拍摄的要求不高 整个相机系统的组成部分是五台相机,其中四台相机倾斜拍摄,一台相机垂 直下视,根据航线来进行间隔曝光。然而对数据进行研究分析后发现,采集数据 的重点在于得到目标全方位的影像资料。也因此可借助一台相机,采取不同的角 度和顺序来曝光,从而替代五视倾斜摄影相机航线间隔曝光。 (三)实现智能控制 无人机的智能控制包括了两个方面,一个是飞行控制,另一个是相机控制。 但很多生产厂家都使用了APM或者是开源飞行系统。从而为使用者提供开发软 件的平台,比如大疆SDK。也因此,借助程序便能促使相机系统、无人机飞行平 台实现智能控制。 (四)一种科学的思路 综上所述,促使无人机飞行系统和相机系统进行结合,并且对航摄路径进行 一定的设计。能控制曝光的角度和间隔,最终实现倾斜摄影数据的采集,为工作 带来更多的方便。 三、无人机倾斜摄影数据采集方法实验 (一)硬件系统 这里选择DJI“Phantom 4”作为硬件系统。这种无人机继承了DJI的优势,比如

无人机倾斜摄影三维建模技术研究

无人机倾斜摄影三维建模技术研究 摘要:倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术, 倾斜摄影三维数据可为智慧城市、规划、测绘、建筑、基础设施建设等多种行业 提供测绘数据来源。由倾斜影像生成三维模型就是倾斜摄影建模。 关键词:无人机;倾斜;摄影;三维建模;技术;分析 一、倾斜摄影测量原理 倾斜摄影测量是通过在同一飞行平台上搭载多台航摄相机,同时从垂直、前视、左视、右视与后视共5个不同的角度采集影像。可在飞行的过程中以同频率 同时获取多个角度的影像。其中,垂直摄影影像,可经过传统航空摄影测量技术 处理,制作4D产品;前视、左视、右视与后视4个倾斜摄影影像,倾斜角度在15°~45°之间,可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。通过高效自动化的三维建模 技术,快速构建具有准确地物地理位置信息的真三维空间场景,直观地掌握目标 区域内地形地貌与所有建筑物的细节特征,可为工程建设提供现势、详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和服务。 二、作业流程: 本研究利用大疆Matrice600Pro作为飞行平台,挂载五镜头倾斜摄影相机进 航拍,利用Smart3D软件进行数据处理。成果完成后,可利用Smart3D、SuperMap、3dsMax等相关三维网格、数字点云等浏览软件进行浏览、查看、地 形地物的量测等工作,可利用AutoCAD、Civil3D等相关软件进行测量专业的扩展 应用。具体工作流程如图一所示。 三、航测准备: 空域申请主要包括两方面工作:1、航摄计划制定。根据测区范围,编制航 测范围缩略图,并制定出完成该航测计划所需要的时间计划。2、航摄空域申请。由航测项目所在的地方政府出具《航空摄影空域申请报告》,应获得战区及下属 空军司令部的批准。 航测技术设计主要确定任务来源、测区概况、主要技术依据、技术设计、实 施方案、质量控制与保障、成果提交等内容。 航测设备的检定应由具有相应资历的法定检验单位进行,并出具相应的检定 报告。系统安装调试包括保证无人机有充足的电力并性能稳定,航测相机能正常 拍摄和记录数据,航测的定姿定位系统工作正常。 四、航空摄影 航测前,应根据测区范围、航测比例尺和地面清晰度的要求,设置无人机的 飞行高度,由于倾斜摄影测量的成果有三维表面模型,对航片的清晰度要求较高,所以航高设置不宜太高,影像重叠度应适当加大,一般设置在75%~85%之间。因 为倾斜摄影相机为五镜头相机(一个正摄相机,四个倾斜45度相机),为了保 证测区影像全覆盖,应保证一定的外扩距离,外扩距离应不小于航高。航测时, 通常情况下,航线应按东西向直线飞行,特定条件下,也可根据地形走向与专业 测绘需要,按照南北走向或沿路线、河流、海岸、境界等任意方向飞行。 五、数据处理 像片控制测量就是在测区实地测定像片控制点的平面位置和高程,用于空中 三角测量计算。像片控制点应保证在像片上清晰易辨别处,高程控制点还应保证 选在高程变化不大的地方。由于本研究应用的航摄设备搭载定姿定位系统

如何在农村不动产确权中应用无人机倾斜摄影技术

如何在农村不动产确权中应用无人机倾斜摄影技术 0引言 倾斜摄影技术是国际测绘领域近年来发展起来的一项高新技术,颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台搭载多台传感器,同时从垂直、四个倾斜五个不同角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。无人机具有响应速度快、处理效率高、运行成本低等优势,两者结合颠覆了传统测绘的作业方式,通过无人机低空多镜头摄影获取高清晰立体影像数据,自动生成三维地理信息模型,快速实现地理信息的获取,具有效率高、成本低、数据精确、操作灵活、侧面信息丰富等特点,满足测绘行业的不同需求。 1无人机倾斜摄影技术 1.1倾斜摄影工作原理 倾斜摄影能从垂直、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,同时记录航高、航速、航向重叠、旁向重叠、坐标等参数。同一地物具有多视角的影像及详尽的侧面信息,将这些影像通过区域网联合平差、多视影像匹 配、DSM生成、真正射纠正、三维建模等流程,形成最终测绘产品,如图1所示。 1.2无人机倾斜摄影的优点 (1)能够获取多个视点和视角影像,更加真实地反映地物的实际情况,弥补正摄影像的不足,满足多样化的市场需求。

图1航摄飞行及各视角相片示意图和 倾斜摄影技术流程图 (2)通过无人机倾斜摄影技术获取资料,具有成本低、数据准确、操作灵活的特点,可以用低成本实现立体建模。 (3)节约人力效率高,能极大地调节测绘内、外业的协同工作,解决了由于天气等外因造成的工作延误,把原本大量的外业工作转变成内业工作,极大地解放测绘人的劳动时间,减少外业劳动强度。 (4)测量结果转化应用广泛,可直接利用影像进行相关量测工作,拓展了倾斜摄影技术在行业中的应用。 (5)快速响应突发情况,倾斜影像能为用户提供丰富的地理信息,直观的倾斜影像和相关系统辅助分析,能为应急事件的处置提供辅助决策支持。 2无人机倾斜摄影在不动产测绘中应用 为验证无人机倾斜摄影技术在不动产测绘应用的可行性,更好地指导今后相关工作的开展,在定远县农村三权发证项目支撑下,进行低空高分辨率倾斜摄影建模与大比例尺测图生产试验。 2.1数据采集 项目实施分为数据采集、数据预处理、数据生产等三个阶段,采用旋翼无人机进行低空数据采集,数据处理采用StreetFactory(以下简称街 景工厂)软件进行倾斜航空影像数据处理,生产实景三维模型及真正射影像,如图2所示。航飞总体技术指标见表1。

无人机倾斜摄影测量三维建模及应用

无人机倾斜摄影测量三维建模及应用 摘要:经济的发展,人们生活水平的提高,促进城镇化进程的加快。无人机倾斜摄影测量作为一项高端的、新型的测绘技术,其在城市化建设中发挥着重要的作用,即通过无人机倾斜摄影测量技术的应用,可以快速建立城市三维模型,为后续工程规划和建设提供有力指导。本文就无人机倾斜摄影测量三维建模及应用展开探讨。 关键词:无人机;倾斜摄影;三维建模 引言 现阶段,无人机倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域中一种新兴技术,根据倾斜摄影技术获得的测量信息建立相应的三维模型,能够更加直观地展现地物、地貌。 1无人机倾斜摄影测量原理 倾斜摄影是在相机主光轴与铅垂线具有一定倾斜角的情况下进行影像拍摄,倾斜摄影测量是在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、4个倾斜等不同角度进行影像采集,在获取建筑物空间地理信息的同时,获取建筑物全方位的纹理信息,可以更为真实、形象地对建筑物进行表现,其打破了传统摄影测量基于正射影像方法只能从垂直方向进行影像采集的局限。倾斜摄影测量从多个角度对建筑物进行影像采集,获取多张多分辨率、多尺度的影像数据,对区域三维模型构建提供了更为丰富的数据支撑,也方便了空间信息的量测,并且数据获取速度快、处理自动化水平高,有利于数据的及时更新。无人机倾斜摄影测量技术是基于无人机搭载平台的倾斜摄影技术,该技术要点在于可以利用多视角影像进行联合平差,尤其是对传统摄影测量影像遮挡、数据规避方面的处理更为方便,提高了测量过程中地理要素间的连接效果,从而提高三维建模基础数据的准确性。而无人机倾斜摄影测量提高了影像信息的密集程度,通过密集匹配可以获得更为广泛的地物属性信息,尤其加强了对地物特征点、线、面属性信息的获取。无人机倾斜摄影测量系统主要由无人机飞行平台、GNSS导航和惯性导航系统、数据传输系统、地面监控系统等组成。为了保证无人机飞行稳定,对倾斜摄影测量的无人机的气动外形及总体结构进行了优化设计,可以满足城市密集区域内的飞行通畅。无人机控制和导航系统是无人机倾斜摄影测量系统的核心部分,包括了飞行控制和管理系统、GNSS导航和惯性导航系统、红外传感器、高度和速度传感器等,可以准确地对无人机飞行姿态、飞行高度、瞬时空间位置等进行记录,控制中心可通过实时的信息反馈对无人机倾斜摄影测量系统飞行姿态、高度等进行调控。 2与传统三维模型比较 传统的三维模型制作通常采用数字正射影像图与数字高程模型进行叠加,快速建立大场景的地表三维模型,其生产出的三维模型纹理分辨率不高,缺少侧面纹理信息,实质上是2.5维的数据产品。对于局部需要精细建模的场景,再采用人工拍照、贴上纹理的方式进行。但由于照片分辨率、角度等问题以及采用的原二维数据底图质量和精度问题,即使这样也并不能完全展现建构筑物各个角度的细节。而采用倾斜摄影测量生产的实景三维模型,是采用多镜头、多角度、实时拍摄的,能够不受地形地貌限制,更加真实全面立体地反映地表物体的局部细节和整体层次。其仿真度、建模效率相比传统的三维模型制作方式,均提高了很多;而时间成本、经济成本均能得到降低。

无人机倾斜摄影测量外业控制点作业方法

无人机倾斜摄影测量外业控制点作业方法 Ting Bao was revised on January 6, 20021

无人机倾斜摄影测量外业控制点作业 方法

一、资料的收集和准备 1、测量设备的准备 需要准备的设备有:GPS设备一套、对中杆一根、三脚架一个、相机一台、记录纸若干 外出作业时应检查:GPS设备电池是否充满电、相机电池是否充满电、相机储存卡内存是否足够;作业完成后需给设备电池充电、导出和备份数据、检查仪器设备。 2、基础控制点资料的收集 根据项目需求,收集必要的等级控制点。如控制点的分布情况不满足RTK的测量要求,需要在已有控制点的基础上进行加密控制点。 3、坐标系统的确定 根据项目需求,分析已有资料,确定测区所用的坐标系统、投影方式、高程基准。 4、其他资料的收集 外出作业前应收集测区的地形图、交通图、地名录、天气、地域文化等资料。 二、像控点的布设 为保障数据成果精度,从而对控制点的要求相对提高,使1平方公里内保证30个控制点。房屋顶部应相应的增加控制点,从而使数据的精度有进一步的提高。 特殊地区要相应的增加平高点。

1、像控点的布点方式 采用航线两端及中间均隔一或两条航线布设平高点的方法。此方法既能保证成图精度,又能减少外业工作量。具体布点方式如下图所示: 2、像控点的选点 像控点应该选择在航摄像片上影像清晰、目标明显的像点,实地选点时,也应考虑侧视相机是否会被遮挡。对于弧形地物、阴影、狭窄沟头、水系、高程急剧变化的斜坡、圆山顶、跟地面有明显高差的房角、围墙角等以及航摄后有可能变迁的地方,均不应当做选择目标。 (1)适合用作像控点的有:

无人机倾斜摄影技术在三维城市建模中的

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

地理信息中心无人机倾斜摄影测量系统

地理信息中心 无人机倾斜摄影测量系统 采购单位: 招标代理单位:

目录 第一章招标公告 第二章编制和提交投标文件须知第三章项目技术规范和服务要求第四章采购合同的一般和特殊条款第五章财务结算程序 第六章应提交的有关格式范例

第一章招标公告 根据《中华人民共和国政府采购法》等有关规定,经政府采购管理部门批准,某某意信招标代理有限公司受XX省地理信息中心委托,就无人机倾斜摄影测量系统进行公开招标,欢迎合格的供应商参加投标。 一、招标项目编号: 二、采购组织类型:分散采购委托代理 三、招标项目概况(内容、用途、数量、简要技术要求等): 项目名称数量预算控制金额简要技术要求 无人机倾斜摄影测量系统1批75万详见第三章项目技术规范和服务要求 四、投标供应商资格要求: (1)符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条对投标主体的要求。投标人应具有独立承担民事责任的能力;具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度;具有履行合同所必需的设备和专业技术能力;有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录;参加政府采购活动前三年内,在经营活动中没有重大违法记录。 (2)本项目不接受联合体投标。 五、招标文件的发售时间及地点等: 时间: 地点: 公开招标文件售价(元): 六、投标截止时间: 七、七、投标地点: 八、开标时间: 九、九、开标地点: 十、投标保证金: 十一、其他事项: 购买招标文件时必须提供以下材料: (1)有效的营业执照副本复印件、社保登记证复印件(或“五证合一”后的有效的营

业执照副本复印件)、法人代表授权书、被授权人身份证复印件(均须加盖单位公章),潜在供应商可将上述材料连同标书款缴纳凭证(付款信息见“十、投标保证金”)传真或电子邮件()至招标代理机构,并联系报名。 (2)投标单位名称、地址、联系人、联系电话,公司开户行名称、帐号; (3)潜在供应商可在XX政府采购网进行免费注册,成为XX政府采购正式注册入库供应商,具体详见XX政府采购网供应商注册要求; (4)招标文件发售截止时间之后潜在供应商仍然允许获取招标文件。但该供应商如对招标文件有疑问应按招标文件规定的询疑时间前提出,逾期提出的,招标组织机构可以不予受理、答复。 联系方式: 招标代理机构名称: 地址: 联系人: 电话: 传真: 采购人名称: 联系人: 联系电话: 同级政府采购监管部门: 联系电话:

航测倾斜摄影技术

倾斜摄影技术,作为如今国际测绘遥感领域近年才发展起来的一项高新技术,在欧美等发达国家已经被广泛应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。 而无人机作为这两年颇受关注的科技宠儿,凭借其响应速度快、处理效率高、运行成本低等优势,在国家基础测绘、海洋环境监测、水利资源开发利用、农作物监测与评估等领域被广为推广。 当倾斜摄影技术与无人机相遇,又会发生哪些化学反应? 不得不说的优势 1、满足人们多样化需求:倾斜摄影是在摄影测量技术发展和人们需求增加的基础上发展起来的。传统的竖直摄影只能获取地物顶部信息,对于地物侧面信息则无法获得;倾斜影像能让用户从多个角度观察被制作建筑,更加真实地反映地物的实际情况,极大地弥补了基于正射影像分析应用的不足。 2、操作便捷成本低:通过无人机倾斜摄影技术获取资料,具有成本低、数据精确、操作灵活的特点。以往测绘用激光雷达的报价动辄一、二百万人民币,实在是一笔不小的开销,但最近两年兴起的倾斜摄影技术,可用低成本实现立体建模,即通过多个镜头从不同角度同时拍照。虽然精度仍不如激光雷达方案,但硬件的价格可以少一个零。 3、节约人力效率高:据介绍用无人机倾斜摄影的作业效率会比传统人工方式提高300倍以上,有业内人士介绍,一架无人机通过该技术一天的作业量,需要400个人同时工作一天才能完成。解决了由于天气等外因造成的工作延误的问题,把原本大量的外业工作转变成内业工作,极大的解放了测绘人的劳动时间和减少外业劳动强度。 4、测量结果转化快应用广泛:通过配套软件的应用,可直接利用成果影像进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等属性的量测,扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用。

浅谈无人机倾斜摄影建模的原理和方法_2

Smart3D系列教程1之 ——《浅谈无人机倾斜摄影建模的原理与方法》 一、倾斜摄影建模的现状 倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景,通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性,为真实效果和测绘级精度提供保证。同时有效提升模型的生产效率。三维建模在测绘行业、城市规划行业、旅游业、甚至电商业等的行业应用越来越广泛,越来越深入。 无人机航拍不再是大众陌生的话题,商场到处可见的DJI商店,各种厂商的无人机也是层出不穷,这将无人机倾斜数据建模推到了一个关键性的关卡。 二、倾斜摄影技术的原理 倾斜摄影技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,目前常用的是五镜头相机。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。垂直地面角度拍摄获取的是垂直向下的一组影像,称为正片,镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的四组影像分别指向东南西北,称为斜片。摄取范围如下图:

在建立建筑物表面模型的过程中,下图可以看到,相比垂直影像,倾斜影像有着显著的优点,因为它能提供更好的视角去观察建筑物侧面,这一特点正好满足了建筑物表面纹理生成的需要。同一区域拍摄的垂直影像可被用来生成三维城市模型或是对生成的三维城市模型的改善。 利用建模软件将照片建模,这里的照片不仅仅是通过无人机航拍的倾斜摄影数据,还可以是单反甚至是手机以一定重叠度环拍而来的,这些照片导入到建模软件中,通过计算机图形计算,结合pos信息空三处理,生成点云,点云构成格网,格网结合照片生成赋有纹理的三维模型。区域整体三维建模方法生产路线图:

无人机倾斜摄影系统方案

无人机倾斜摄影系统组成 1.iFly D6电动多旋翼无人机系统 iFly D6是一款电动多旋翼无人机,机身采用进口碳纤维一体模具成型,具有防火防雨防尘功能,领先于目前国内市场其它多轴产品;整机抗电磁干扰设计,适应能力强;机臂采用插拔式快拆结构,方便使用和维护;轻量化的机身和任务载荷设计;高效率动力系统;,飞行时间达到40分钟;iFly D6可完成精准悬停、匀速巡航、航线规划等;完美的空气动力学设计,具有超强的抗风能力;低电压自动保护功能;信号丢失保护功能。 iFly D6无人机性能参数

2.倾斜相机iCam Q5 倾斜摄影相机是指用来获取地面物体一定倾斜角度影像的航摄相机,倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术。倾斜摄影相机是在数字航摄仪的基础上,根据倾斜摄影原理,通过在同一数字航摄仪上使用多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同的角度采集地面影像,倾斜摄影航摄仪又称为多角度数码相机。 微型倾斜相机iCam Q5集成了一个垂直和四个倾斜相机,适用于电动多轴无人机执行小范围、高分辨率的倾斜航空摄影任务。其采集的数据通过建模软件可自动生产高分辨率、高精度的真三维模型。

3.倾斜影像数据处理软件 3.1 DP-Smart空三软件介绍 倾斜摄影三维自动建模软件Digital Photo Smart(以下简称DP-Smart)是一套基于从空地多源序列影像,无需人工干预,全自动生成高分辨率真三维模型的自动化建模软件。软件基于摄影测量、计算机视觉与计算几何算法,支持全自动空三计算、密集点云生成、构建TIN网、自动纹理映射等步骤,实现真三维模型的快速生成。 运用倾斜摄影技术获取沿线的倾斜影像及正射影像数据,通过合理布设部分野外像控点,然后将影像数据、POS数据、野外像控点数据导入DP-Smart自动建模系统进行批处理。在计算三维模型数据或3D TIN 纹理方面,DP-Smart自动建模系统并不需要人工干预。 自动化建模流程 1)空中三角测量 导入倾斜影像、POS 数据,DP-Smart 经过提取特征点、提取同名像对、相对定向、匹配连接点、区域网平差等步骤的运算处理,得到摄区空中三角测量成果。

基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模

60基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模 郭楷文,刘 恋,曹成蓉,赖飞龙 江西科技学院土木工程学院,江西南昌 330098 摘 要 无人机倾斜摄影测量技术作为一种新兴的技术方法,在三维建模和工程测量中有广泛的前景。本文主要介绍了无人机低空遥感处理流程和无人机低空倾斜摄影测量系统的主要操作流程,通过本文可以快速地了解无人机倾斜摄影测量的技术。 关键词 无人机;倾斜摄影测量技术;三维建模 中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363(2016)14-0060-02 倾斜摄影技术是近年来测绘领域发展起来的一项 新技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器(1个垂直、4个倾斜的角度影像机),从5个不同角度同时采集信息,真实客观地反映测量物体。目前,在欧美等发达国家该技术已经广泛应用于城市管理、国土安全、考古等行业。 由于倾斜摄影测量技术能够获取地理实体的纹理细节,不但丰富了影像数据源信息,同时高冗余度的航摄影像重叠,为高精度的影像匹配提供了条件,使得基于人工智能的三维实体重建成为了可能。倾斜摄影测量和建模的关键支撑点——分层显示技术和纹理映射技术,极大地提升了三维建模的效率,同时也降低建模的生产成本。 无人机低空遥感与航空摄影测量相比,具有影像获取快捷、低成本、分辨率高、多视角、时效性强等优势。倾斜摄影测量技术作为无人机摄影测量中最广为应用的技术,能够以高清晰、高精度的方式来全面感知复杂场景。借助高效率的摄影采集设备和高精度的数据处理方式,能够以真实的效果和测绘级精度反映出研究的对象的外观特征、高度及位置等信息。 1 无人机低空遥感处理流程 1.1 影像的获取 1)飞行前准备工作。利用Google Earth设定一个区域并保存为KMZ格式文件,飞行作业人员打开Google Earth将KMZ文件直接导入,即可获得指定飞行区域。航飞作业有两种情况,一种是无需控制点(可直接在指定区域进行航线规划);一种是需要控制点(需要在指定区域内,均匀布置控制点)。 2)对目标区域进行参数设置和航线规划。根据选定的区域,进行系统参数设定,然后自动地进行航线规划。 3)飞行过程的操作。起飞前,将飞机与地面站利用电台进行联调,将之前规划的航线上传至飞机,开始摄影直至整个区域完成摄影。1.2 数据处理 数据处理包括影像的预处理、相机高精度检测、影像匹配、自动空中三角测量、DSM/DEM的自动提取、DOM的生成与无缝拼接等技术。数据处理流程图如图1 所示。 图1 无人机数据处理流程图 2 无人机低空倾斜摄影测量系统 无人机低空倾斜摄影系统由倾斜摄影软件和影像处理软件组成。 倾斜摄影系统由飞行平台、工作人员和仪器3部分组成。获得数据之后,还需要现场对获取的影像进行逐一检查。不合格的测区需要补飞,直至拍摄的影像能够满足质量要求。在检查完成之后,还要对影像进行数据处理,这也涉及到一些关键技术,如图2所示。 作者简介:郭楷文,江西科技学院土木工程学院。 刘恋,江西科技学院土木工程学院。 曹成蓉,江西科技学院土木工程学院。 赖飞龙,江西科技学院土木工程学院。 SCIENTIST

无人机倾斜摄影测量在矿山地质中的应用分析

无人机倾斜摄影测量在矿山地质中的应用分析 发表时间:2019-11-29T14:30:29.630Z 来源:《工程管理前沿》2019年21期作者:王靖伟李召龙潘莉许霄霄[导读] 倾斜摄影测量在国内发展较晚,其通过无人机搭载一个竖直镜头和多个倾斜镜头,从不同角度采集影像,不仅能获取清晰的顶部信息,同时还获得完整的侧面纹理摘要:倾斜摄影测量在国内发展较晚,其通过无人机搭载一个竖直镜头和多个倾斜镜头,从不同角度采集影像,不仅能获取清晰的顶部信息,同时还获得完整的侧面纹理,后期生成的三维模型能从多角度进行信息量测,直观性强,精度高。该技术已在城市规划、文物保护等 领域内取得了不错的效果,但在矿山地质测量中鲜有应用。基于此,笔者尝试将倾斜摄影测量技术应用到矿山地质中,详细阐述其内外业操作流程,通过得出的三维模型进行分析,并依据模型仍然能获取竖直摄影中的传统成果,达到真正的“一模多用”。关键词:无人机倾斜摄影测量;矿山地质;应用前言:中国是矿产大国,矿物种类多,分布广,开采及治理水平参差不齐。处理不当会引起资源浪费、环境污染等问题,甚至导致地质灾害,威胁生命财产安全。为了监督合理开发,检查私挖乱采,保护环境杜绝灾害的发生,需要摸清中国现阶段矿山地质情况,类如计算储量、定边定界等工作成为重中之重。因此无人机倾斜摄影测量技术的运用使数据成果既有很高的精度,还具备直观性,多方兼顾,达到良好的效果。 1优势 (1)定位精度。 众所周知,测量数据都存在误差,在必要观测条件下无法对误差进行消除和减弱,因此需要进行多余观测,倾斜摄影测量在相同条件下的数据量是竖直摄影的2~5倍,大大增加了多余观测,提高了精度。另外,阿贝比长原理规定:量测长度时尺子与目标平行则结果最优,角度越大则误差越大。而对摄影测量而言,如图1所示,O1、O2为两个不同角度的摄影中心,其摄影基线与目标越接近平行即光轴与目标尽可能垂直,则测量精度越高。传统摄影测量只从竖直方向观测,其基线平行于XY平面,因此该模式下的目标在XY方向精度最高,而与XZ、YZ平面角度过大使在Z方向的精度成为传统摄影的短板。倾斜摄影测量增加了大角度影像观测,其摄影基线与XZ、YZ平面的夹角大幅度减小,对某些特殊侧面甚至接近平行,由此不仅提高了Z方向精度,而且进一步减小了X、Y方向的误差。同时多方位的拍摄更好地获取了目标侧面的纹理,实现了不同角度信息的互补,对轮廓的还原效果更优。 (2)成果质量。 传统竖直摄影测量生成的基本都是二维平面数据,分析起来较为困难,对技术经验要求较高,某些盲区还需要后期现场补测调绘。而倾斜摄影测量的成果以三维模型为主,在高精度的数字表面模型DSM基础上进行纹理映射,直观性强,使用者能够方便地在模型上对矿山地质的剖面、沟坎、坡向线进行分析,对不同种类的区域例如采矿区、找矿区、废弃物堆积区等区域的判读率也提高了很多,此外还可以在模型上绘制传统竖直摄影测量生成的数据成果。因此,倾斜摄影测量为从业者提供了更加全面的基础数据。2技术流程 2.1外业采集 由于建模对精细度要求很高,而旋翼机较固定翼飞行高度低,速度慢,能够很好地拍摄目标纹理,因此在飞行平台的选取上以旋翼机为主。相机应搭载多镜头,即1个下视镜头和数个倾斜镜头,通常以5镜头为主。根据测区地形规划航线,重叠度应在70%以上,分辨率应设定在5cm以内,并以此定义航高。若测区面积较大,单个架次无法完成时,应当在架次之间保留1~2条航线的重叠,以便后期能准确拼接。设定完毕后,飞机按航线飞行进行拍摄,其后检查像片是否有大量曝光、云烟遮挡现象,有无漏拍、序号与POS信息是否对应等情况,合格后便可进行下一步的处理。2.2内业处理 由于现今倾斜相机还不能计算自身POS,只有下视镜头具有位置姿态信息,因此只能通过下视镜头和倾斜镜头的位置关系计算所有像片。将像片加载进相关建模软件,分别进行空中三角测量(简称空三)、点云匹配、DSM生成、表面重建、纹理映射等,生成最终的三维立体模型。同时,在该模型基础上,利用第3方软件,生成传统竖直摄影常出的数字正射影像DOM和数字线划图DLG,可谓是一模多用。倾斜摄影技术路线如图2所示。

无人机倾斜摄影测量外业控制点作业方法

无人机倾斜摄影测量外业控制点作业 方法 一、资料的收集和准备 (2) 1、测量设备的准备 (2) 2、基础控制点资料的收集 (2) 3、坐标系统的确定 (2) 4、其他资料的收集 (2) 二、像控点的布设 (2) 1、像控点的布点方式 (3) 2、像控点的选点 (3) 三、像控点的测量 (9) 1、坐标系的校正 (9) 2、野外观测的技术要求 (9) 3野外观测的作业要求: (10) 四、像控点的拍照 (10) 五、观测记录 (11) 六、外业资料与数据的整理 (12)

一、资料的收集和准备 1、测量设备的准备 需要准备的设备有:GPS设备一套、对中杆一根、三脚架一个、相机一台、记录纸若干 外出作业时应检查:GPS设备电池是否充满电、相机电池是否充满电、相机储存卡内存是否足够;作业完成后需给设备电池充电、导出和备份数据、检查仪器设备。 2、基础控制点资料的收集 根据项目需求,收集必要的等级控制点。如控制点的分布情况不满足RTK 的测量要求,需要在已有控制点的基础上进行加密控制点。 3、坐标系统的确定 根据项目需求,分析已有资料,确定测区所用的坐标系统、投影方式、高程基准。 4、其他资料的收集 外出作业前应收集测区的地形图、交通图、地名录、天气、地域文化等资料。 二、像控点的布设 为保障数据成果精度,从而对控制点的要求相对提高,使1平方公里内保证30个控制点。房屋顶部应相应的增加控制点,从而使数据的精度有进一步的提高。 特殊地区要相应的增加平高点。

1、像控点的布点方式 采用航线两端及中间均隔一或两条航线布设平高点的方法。此方法既能保证成图精度,又能减少外业工作量。具体布点方式如下图所示: 2、像控点的选点 像控点应该选择在航摄像片上影像清晰、目标明显的像点,实地选点时,也应考虑侧视相机是否会被遮挡。对于弧形地物、阴影、狭窄沟头、水系、高程急剧变化的斜坡、圆山顶、跟地面有明显高差的房角、围墙角等以及航摄后有可能变迁的地方,均不应当做选择目标。 (1)适合用作像控点的有: A、路上的车实线以及斑马线的角

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