激光测绘和倾斜摄影的区别简述
三维激光扫描和倾斜摄影在古建筑测绘中的应用
三维激光扫描和倾斜摄影在古建筑测绘中的应用摘要：随着数字化的迅速发展，传统的测绘方法逐渐被三维激光扫描、倾斜摄影以及遥感等数字化测绘技术所取代。
近些年研究表明，不论是哪种技术，都具有一定的局限性，例如信息采集不完整等，从而无法满足古建筑保护对测绘精度的需求。
故融合多源数据对于古建筑测绘的发展有重要意义。
基于此，对三维激光扫描和倾斜摄影在古建筑测绘中的应用进行研究，以供参考。
关键词：三维激光扫描;倾斜摄影;古建筑;数据处理引言现阶段通常采用古建筑物建模的方法:一是手工建模测量点的方法,即利用传统的制图方法获得古建筑物重要点的坐标,通过连接二维数据获得三维模型,软件建模和纹理插入过程;二是三维激光扫描方法。
采用三维激光扫描技术获取古建筑物的点云数据,由于扫描仪的视角有盲区,因此获得的点云数据没有连续性,点云三维数据的连接误差较大,行业工作量较大;第三,在低空,无人机可以快速获取古建筑物的全景图,用不同角度的物镜生成模型,并根据算法实现纹理图,达到快速准确的仿真效果。
1三维激光扫描技术特征激光是一种高科技光源,用于增强激发辐射。
与普通光源相比,激光具有高定向、亮度、强单色和良好的相关性等特点。
随着科技水平的不断突破,激光技术也取得了质的飞跃,结合现代电子技术,逐渐从静态点测向动态三维测量转变。
20世纪90年代末,美国CYRA公司、法国MENSI公司等开始在制图领域应用三维激光扫描技术进行实验,取得了良好的效果。
三维激光扫描技术的应用为人们提供了更多的测量机会。
过去,在收集三维信息时,通常对一个固定点进行三维数据采集,结合近场和航空摄影测量方法,实现对物体三维坐标参数的测量。
然而,使用传统方法在单点获取三维坐标不仅在更复杂的地形上运行缓慢且效率低下,而且还具有大量无法准确和详细描述的物理数据。
因此,在采用光学摄影方法对三维数据模型进行数据信息测量时,对测量设备的要求很高,而后续数据处理非常复杂和广泛,数据偏差较大,难以保证测量结果的稳定性和准确性。
三维激光扫描及倾斜摄影测量在古建筑数字化建模中的应用对比——以西安广仁寺为例
三维激光扫描及倾斜摄影测量在古建筑数字化建模中的应用对
比——以西安广仁寺为例
池梦洁;张文翔
【期刊名称】《建筑与文化》
【年(卷),期】2022()6
【摘要】古建筑的数字化建模是古代建筑信息可视化的重要步骤和基础。
文章以西安广仁寺为数字化建模研究对象,详细介绍了三维激光扫描技术和倾斜摄影测量技术在测绘过程中各环节的实施步骤和方法,以及如何进行数字化重建,最后将三维激光扫描技术和倾斜摄影测量技术在古建筑数字化建模中的适用性进行比对,为其他类似寺院建筑的修复及建设提供准确的保护思路及详尽的三维模型信息,也为其他文化遗产建模研究及数字化保护工作提供了实例。
【总页数】4页(P162-165)
【作者】池梦洁;张文翔
【作者单位】西藏民族大学;东南大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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三维激光扫描和倾斜摄影在古建筑测绘中的应用
三维激光扫描和倾斜摄影在古建筑测绘中的应用摘要：随着数字化的迅速发展，传统的测绘方法逐渐被三维激光扫描、倾斜摄影以及遥感等数字化测绘技术所取代。
近些年研究表明，不论是哪种技术，都具有一定的局限性，例如信息采集不完整等，从而无法满足古建筑保护对测绘精度的需求。
故融合多源数据对于古建筑测绘的发展有重要意义。
关键词：三维激光扫描;倾斜摄影;古建筑;点云;数据处理引言随着我国经济的快速发展，我国经济建设水平得到了进一步提高。
在城市化建设中，我国城市建设取得了巨大成就，城市规模不断扩大；在此背景下，大量的文化遗产受到了人们的高度重视。
为了更好地保护历史文化遗产，需要对城市内的文物建筑进行科学的保护。
利用地面三维激光扫描测量技术对古建筑进行测绘，可获取完整的数据并形成数字化模型，对传统建筑的保存具有重要作用。
1摄影测量技术优势几年来，随着我国科学技术水平的不断提升，也逐渐涌现出来了一些新技术，比如全数字摄影技术，技术人员认为可以将全数字摄影技术与摄影测量技术进行有效的结合，将摄影测量技术带入到另一个发展空间中，通过与先进的全数字摄影技术进行有效的结合，测绘结果的准确率提升，并且还能够将测绘目标以更加真实的三维效果展现出来。
这种结合后的新技术目前也已经在一些城市工程测绘工作中得到了应用，在应用的过程中能够将地图中的数据、线条等清晰的显示出来，但是这种新技术目前使用过程中只允许在规模为1公里至500公里的范围内使用。
技术人员在应用的过程中，依旧需要将摄影测量仪器与绘图仪、计算机等连接，保证相关数据的随时收集、整理和显示。
2地面三维激光扫描技术的特点地面三维激光扫描技术是通过利用激光束对物体进行扫描而获取物体的高度信息和相对位置信息，地面三维激光扫描技术具有高精度、全自动化等特点。
相对于传统测绘技术而言，三维激光测量系统可以将目标表面的三维信息以数字化的形式储存于设备中，并以数据形式显示出来。
利用激光测距仪的激光测距功能获取地面目标表面的距离信息，其精度可以达到毫米级，从而实现对三维空间数据进行测量与绘制。
分析传统航空测绘摄影与倾斜摄影测绘的区别
分析传统航空测绘摄影与倾斜摄影测绘的区别发表时间：2021-01-04T03:27:56.911Z 来源：《现代电信科技》2020年第13期作者：卓万丽[导读] 倾斜摄影测绘和传统航空摄影不同，其在具体的飞行平台当中可以搭载多个传感器，因此在采集影像时也可以从垂直、倾斜等不同角度来开展采集工作，全面而又准确的去获取相关地面物体的信息。
（江苏省金威遥感数据工程有限公司江苏南京 210000）摘要：随着我国科学技术的快速发展，测绘行业当中也出现了许多全新的科技产品，在传统的二维地图定位和导航基础上，人们可以对更加具有真实性的三维场景进行观看，在此背景下，相关测绘工作者发掘出了倾斜摄影测量这一技术。
本文针对传统航空测绘摄影和倾斜摄影测绘之间的区别进行分析，介绍了倾斜摄影的原理，并针对二者的不同点进行了具体阐述。
关键词：传统航空；测绘摄影；倾斜摄影；测绘区别一、倾斜摄影测绘原理倾斜摄影测绘和传统航空摄影不同，其在具体的飞行平台当中可以搭载多个传感器，因此在采集影像时也可以从垂直、倾斜等不同角度来开展采集工作，全面而又准确的去获取相关地面物体的信息。
而工作人员则可以结合倾斜数据有效进行内业处理和分析，以此来获取更多的地表数据，通过对相关信息数据进行整合，可对三维模型进行有效构建，以此来为相关研究和管理工作的开展提供便利。
倾斜摄影测量的核心原理与传统航空摄影具有相似性，具体为在共性方程的基础上，对区域网平差进行应用，以此来计算相关影像的外方位元素，再采用高性能计算机和具体的匹配算法来有效提取相关特征点云，从而在密集点云的基础上对相关产品进行获取。
二、倾斜摄影测绘与传统航空摄影的区别（一）影像获取方式的不同传统航空摄影在飞行平台上只搭载了一个镜头相机，因此在采集地面影像时只能够获取下视视角的影像。
倾斜摄影测绘则在其基础上添加了相关的镜头，这使其视角有了明显的增加。
这样一来，在摄影过程不仅能够对下视视角影像进行获取，还能够得到倾斜影像。
测绘技术如何进行倾斜摄影测量
测绘技术如何进行倾斜摄影测量摄影测量是现代测绘技术中的重要组成部分，而倾斜摄影测量则是摄影测量的一种新兴技术。
本文将探讨倾斜摄影测量的原理、方法以及应用。
一、倾斜摄影测量的原理倾斜摄影测量是利用倾斜摄影机进行影像采集的一种测量方法。
倾斜摄影机与传统的竖拍摄影机不同，它能够通过调整摄影机的镜头角度来获取不同方向的影像。
倾斜摄影测量的原理主要包括两个方面：倾斜摄影机的角度调整和影像的几何校正。
在倾斜摄影测量中，角度调整是关键步骤之一。
通过调整摄影机的镜头角度，可以获取不同方向的影像。
倾斜摄影机通常具有多个镜头，每个镜头负责不同的方向，通过这些镜头的协同工作，可以实现对目标区域的全方位观测。
影像的几何校正是倾斜摄影测量的另一个重要步骤。
由于拍摄角度的不同，摄影机拍摄的影像可能出现形变。
为了实现准确的测量，需要对影像进行几何校正，将其转化为与地面实际情况一致的影像。
二、倾斜摄影测量的方法倾斜摄影测量的方法主要包括：光束法、影像匹配法以及点云法。
光束法是倾斜摄影测量的传统方法之一。
在光束法中，摄影机的镜头角度通过激光测距仪和姿态传感器进行测量，得到每一张影像对应的空间点位置，从而实现影像与地面对象的对应关系。
影像匹配法是近年来发展起来的一种倾斜摄影测量方法。
该方法通过计算机图像处理技术，在不同影像之间进行特征点的匹配，获得相应的三维信息。
点云法是另一种常用的倾斜摄影测量方法。
在点云法中，通过将摄影机拍摄的影像转化为点云数据，然后进行点云的配准和分析，从而得到目标区域的真实三维坐标。
三、倾斜摄影测量的应用倾斜摄影测量在各个领域都有广泛的应用。
例如，在城市规划与建设中，倾斜摄影测量可以用于建筑物的立体测量和建模，为城市规划提供高精度的基础数据。
在地理信息系统（GIS）领域，倾斜摄影测量可以用于制作数字高程模型（DEM）和数字表面模型（DSM），实现对地表地貌的准确描述。
在环境监测与资源管理中，倾斜摄影测量可以用于森林资源的调查与管理、水域的监测与保护等。
无人机正摄影像、倾斜摄影、激光雷达技术对比分析
无人机正摄影像、倾斜摄影、激光雷达技术对比分析摘要：近年来，无人机以其机动灵活、高效快捷、精细准确等优势，被广泛应用于测绘领域。
现阶段无人机主要通过正摄影像、倾斜摄影、激光雷达三种技术得到地理信息数据，本文通过对上述三种方法的介绍、对比、分析，让大家有一个直观的认识。
关键词：正摄影像；倾斜摄影；激光雷达1.正摄影像技术1.1 正摄影像简介正摄影像技术是将航空像片（遥感影像）以像元为基础把每张像片数据纠正到数字地面模型上，消除航摄像片的倾斜误差和地形起伏引起的投影差，经过镶嵌、切割，得到数字正摄影像图（DOM）的过程。
1.2 技术特点（1）时效性好、针对性强。
传统高分辨率卫星和航拍数据，一般会面临时效性差和成本高的问题。
无人机航测可以根据测区范围预设航线进行拍摄，采集到该区域的最新影像数据，短期内提供用户所需成果。
（2）地表数据快速获取和建模能力。
系统携带的数码相机等设备可快速获取地表信息，获取高分辨率数字影像和高精度定位数据，便于进行各类环境下的系统开发和应用。
1.3 主要技术指标数码相机须经过检校，主要性能指标要求如下：面阵传感器，有效像素应大于2000万；像素2000万的影像能存储1000幅以上；快门速度应快于1/1000s；连续工作时间应大于2h；具备电子快门；机身与镜头之间应固定安装。
2.倾斜摄影技术2.1 倾斜摄影简介倾斜摄影技术通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，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。
倾斜摄影技术以大范围、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。
常用的倾斜摄影技术主要采用五相机组合，一台获取垂直影像，另外四台从前后左右四个方向同时获取地物的侧视影像，可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。
2.2 技术特点（1）反映地物真实情况。
测绘技术中的激光扫描与摄影测量对比研究
测绘技术中的激光扫描与摄影测量对比研究测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色，它是为了获取地表及其下方实体的几何形态、地物信息和相关特性而采取的一种手段。
而在测绘技术中，激光扫描和摄影测量作为两种常用的测绘方法，长期以来备受地测、建筑和其他领域的关注。
本文将对激光扫描和摄影测量进行对比研究，探讨它们在测绘领域中的优缺点以及适应的应用场景。
激光扫描技术，又称为激光雷达测量技术，通过发射并接收激光脉冲，利用激光脉冲返回的时间与速度关系来测量目标物体的距离、形状和表面特性。
与此相比，摄影测量则是利用航空摄影或者地面摄影获取的影像数据，通过三维立体像对几何关系进行测量和分析。
首先，激光扫描技术在测绘领域中具有一些明显的优势。
其最大的特点在于高精度、高分辨率的三维重建。
激光扫描能够通过大量的点云数据获取地物的详细信息，能够精确测量地物的座标、尺寸和形状，可以得到准确的三维模型。
同时，激光扫描可以通过不同角度进行多次测量，以提高数据的准确性和细节的还原度。
此外，激光扫描还可以在复杂的环境中进行测量，能够获取高反射率表面和透明材质的信息，具有较好的适应性和适用性。
然而，激光扫描技术也存在一些不足之处。
首先是扫描速度较慢，对于大面积地物的扫描来说，需要花费大量的时间和人力资源。
其次是设备和维护成本较高，相比于摄影测量，激光扫描需要更专业的设备和技术人员，投入成本较高。
此外，激光扫描在对细节部分的测量和分析上可能存在一定的局限性，对于较小的地物或者复杂结构的细节，可能无法完全还原其形态和特征。
与激光扫描技术相比，摄影测量在测绘领域中也具有一系列独特的优点。
首先是航空摄影和卫星遥感技术的发展，为摄影测量提供了大量的影像数据源，能够快速获取大范围区域的地物信息。
其次，摄影测量技术操作简单，不需要接触到地面的物体，可以避免传统测量所带来的一些困难和安全问题。
同时，摄影测量技术还能够实现高速、大范围的测量，适用于需要快速获取地物信息的场景。
激光扫描与摄影测量的优缺点对比与选择
激光扫描与摄影测量的优缺点对比与选择近年来，激光扫描和摄影测量都成为了测量与建模领域的重要工具。
两种技术各有优点与局限，本文将就激光扫描与摄影测量的优缺点进行对比，以帮助读者了解它们在实际应用中的选择与运用。
一、数据采集与处理激光扫描技术利用激光束进行反射，通过接收反射光的时间差计算出物体表面的距离，从而形成三维点云数据。
相比之下，摄影测量依靠照相测量原理，通过相机拍摄物体的照片，再通过图像处理软件进行数据提取和分析。
在数据采集方面，激光扫描技术能够提供高精度的数据，适用于复杂的地形和建筑物测量。
而摄影测量技术相对较便捷，数据采集速度较快，适用于大范围的测量任务。
然而，在处理过程中，激光扫描需要进行点云数据的拼接与处理，而摄影测量则需要进行图像匹配和形状恢复，两者在数据处理上都需要一定的技术与时间投入。
二、适用范围与环境条件激光扫描技术适用于复杂的地形和建筑物测量，能够提供详尽的三维形状信息，尤其在单体建筑和文物保护领域具有独特的优势。
而摄影测量技术则更加适用于大范围的地理环境测量，能够提供地表高程、坡度等基础地理信息。
在环境条件上，激光扫描技术相对较为苛刻，对光线和大气环境有一定的要求，特别是在室外采集时容易受到自然光线和云雾的影响。
而摄影测量技术对环境要求较低，可以在不同光照条件下进行数据采集。
三、精度与效率激光扫描技术具有高精度的特点，能够提供亚毫米级的测量结果，适用于对精度要求较高的项目。
而摄影测量技术在精度上相对较弱，通常在厘米级别，适用于一些对精度要求不那么严格的应用场景。
然而，在数据处理效率上，摄影测量技术相对较高，能够在较短时间内完成数据处理和结果提取。
而激光扫描技术在数据处理时需要经过多次拼接与过滤，耗时较长。
因此，在选择技术时需要根据项目需求平衡精度和效率的取舍。
四、成本与投入从设备投入方面来看，激光扫描技术的设备相对较为昂贵，需要专业的设备和激光器，对于一些小型项目可能不太划算。
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倾斜摄影与激光雷达技术在实景三维测量应用中的比较倾斜摄影和激光雷达作为两种最新的三维测量技术越来越受到关注。
现在以输电线路三维测量应用为例，对倾斜摄影和激光雷达技术进行比较。
一、倾斜摄影技术
倾斜影像是指由一定倾斜角度的航摄相机所获取的影像。
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，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。
倾斜航空摄影是利用倾斜航空相机获取地物信息的一种新型的航空摄影方式。
常用的倾斜摄影技术主要有三相机和五相机组合，目前主流方案采用五相机(也有少数采用双相机或单相机的方案，但通常以采集效率降低为代价)。
在一般倾斜摄影的五相机方案中，一台获取垂直影像，另外四台从前后左右四个方向同时获取地物的侧视影像。
相机倾斜角度在40度到60度之间，因此可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。
倾斜摄影系统可以搭载在有人飞机或者无人机上，可以快速获取地物三维模型且成像效果好，是大场景三维建模的重要选择之一。
倾斜摄影可以获取具有真实纹理的三维数据，适合做大范围城市三维建模、输电线路通道建模和一些对精度要求稍低的三维工程测量应用。
由于倾斜摄影技术采用可见光进行测量，对天气要求较高，并且对植被下的地形无能为力，对细小物体(电塔、电力线)的建模能力不足。
二、激光雷达技术
机载激光雷达(LiDAR)是一种集激光扫描与定位定姿系统于一身的测量装备，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。
LiDAR系统包括激光器和一个接收系统。
激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被接收器所接收。
接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。
鉴于光速是已知的，传播时间即可被转换为对距离的测量。
结合激光器的高度，激光扫描角度，就可以准确地计算出每一个地面光斑的三维坐标X，Y，Z。
激光雷达有机载、车载、地面固定站、和手持等适合不同应用场景的设备类型，近来也有空地一体化微型激光雷达新技术产品的一些报道。
从近年来在电网行业应用的情况看，中大型机载激光雷达系统通常会集成一个垂直视角的光学相机，用于同步获取地面影像或者给激光点云着色以达到更好的视觉效果。
激光雷达技术已经在国内外输电线路应用中崭露头角，获得了认可。
激光雷达具有穿透植被的能力，可以测量植被覆盖下的地形。
同时，激光雷达获取的高精度点云数据测量精度很高，适合做高精度地形测量与工程勘测、输电线路及通道三维测量与建模、以及对精度要求很高的工程测量应用。
但激光雷达目前仍存在设备较昂贵。
三、技术对比综述
现在对两种技术做了以下对比综述(红色代表占优)：
净空区测量不能能
树障分析精度低精度高
四、案例效果
1.在电力行业应用中，倾斜摄影已经展现出了一定的应用潜力，但目前尚未能在电力巡检、三维测量中取得成功。
下图是某单位采用旋翼无人机搭载5镜头倾斜相机，在120米飞行高度采集并自动完成建模的输电线路和变电站数据。
由于倾斜摄影数据采集需要航带重叠(60-80%)，需要多次飞行才能获取电力走廊三维数据，因此采集效率稍低。
从自动化建模的效果看，厂房、道路等大场景物体建模效果非常好，但电塔、电力线等细小物体的建模效果不佳，杆塔出现扭曲，电力线丢失无法建模(如下图所示)。
图1 倾斜摄影杆塔与变电站建模效果：地表道路效果很好，电力设施建模效果一
般
图2 倾斜摄影电塔建模效果：杆塔可见，导线缺失，通道树木建模效果较差图3 倾斜摄影电塔建模局部放大效果：塔材缺失/扭曲，绝缘子导线等细小部件不
可见
2.机载激光雷达技术在输电线路巡检中的应用已较为成熟，在国内外均有大量案例。
由于测量精度高(可以达到厘米级别)，同时可以获取穿透植被，也可以实现对电线和电塔等细小物体的精确测量和建模。
尤其在电力巡检和“三跨”测量等应用中展现出极大的精度优势。
下图是某单位采用无人机搭载激光雷达系统，在120米飞行高度获取彩色激光点云和分类建模数据，激光点云密度达到110点/平方米。
从自动化建模的数据效果看，虽然纹理相比倾斜摄影稍低但也有不错的可视化效果，同时线路弧垂和交叉跨越距离可以准备量测。
图4激光雷达获取的电力走廊彩色分类激光点云数据：通道、电塔、导线清晰可
见
图5 激光点云数据电塔局部放大效果：杆塔结构清晰、绝缘子导线可见
图6 激光点云数据中不同电压等级线路交叉跨越距离的测量：精确到厘米的跨越距离测量
五、应用展望
倾斜摄影和激光雷达技术作为三维空间数据获取的新手段，在电网行业的各种应用中有各自的优势和劣势。
结合对行业专家的调研和访谈，结论如下：
1.激光雷达技术在测量精度和电力设施建模中具有明显优势，非常适合电力巡检和“三跨”测量等典型电网应用。
激光雷达设备价格也越来越低，结合相机也可以来获取高真实感可视化效果;
2.倾斜摄影技术在设备和三维可视化效果方面具有一定优势，但数据处理耗
时长成本高，同时在电塔和电力线建模和测量精度方面具有缺陷，在数据处理中需要大量人工介入才可以应用到电力设施精准三维建模和测量中;
3.倾斜摄影与激光雷达在技术上具有很强的互补性，未来两种技术融合应用是一个发展方向。
但目前尚未见到成熟的结合方案，还需要大量的基础研究才能真正实现两种技术的融合统一，在输电线路三维实景应用中取长补短。