倾斜摄影之矿区勘察、村镇地籍量算 [复制链接]

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离线三维实景建模

实习生

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2021-03-26

无人机倾斜摄影的具体应用有很多，如三维实景建模、三维城市地图、土石量算、矿区勘察、村镇地籍量算、管道铁道、山林勘察，通过三维建模之后，可以实现标绘、测量、分析、模型优化、内容演示、三维全景展示、可视化管理平台等。今天的重点是倾斜摄影在测量方面的应用和原理。

传统航空摄影只能从垂直角度拍摄地物，倾斜摄影则通过在同一平台搭载多台传感器，同时从垂直、侧视等不同的角度采集影像，有效弥补了传统航空摄影的局限。那么，无人机倾斜摄影系统可以定义为: 以无人机为飞行平台，以倾斜摄影相机为任务设备的航空影像获取系统。
无人机倾斜摄影技术通过超低空倾斜摄影，从一个垂直和四个特定角度倾斜方向获取高清立体影像数据，并多角度采集信息，配合控制点或影像POS信息，影像上每个点都会有三维坐标，基于影像数据可对任意点线面进行量测，获取厘米级的测量精度并自动生成三维地理信息模型，快速获取地理信息，对建筑物等地物高度直接量算;影像中包含丰富的真实环境信息，可对影像信息的数据深度挖掘，具有高效率、低成本、数据精确、操作灵活、侧面信息可用等优点，极大调节测绘内、外业的协同工作，解决了天气等外因造成的传统人工作业延误。

中维空间无人机倾斜摄影测量应用：三维城市建模
　　传统二维数据已不能满足城市行业的日常工作需要了，三维数据可视化已经开始慢慢代替二维，成为现今城市基础建设、规划的重要环节，是数字城市的重要表现手段;数字城市是城市地理信息和其他城市信息相结合、并存储在计算机网络上，供用户访问的一个将各个城市和城市外空间连在一起的虚拟空间，是数字地球的重要组成部分。
　　无人机倾斜摄影系统将拍摄采集到的图片利用软件生成点云去建造模型，与以往的传统移动测量方式相比，无人机搭载的倾斜摄影测量系统的效率更高，结果更精准，该倾斜摄影系统以无人机为载体，从空间三维数据采集出发，成为构建城市三维模型较为快捷的方法。

3D地形及图纸生成
　　无人机倾斜摄影测量系统将拍摄采集到的地形地貌图片和地理信息直接导入专业的处理软件，即可通过软件精密的算法一键快速生成3D模型，再将3D模型以任何格式直接导出，放入图纸软件即可形成图纸。

快速土方测量计算
　　无人机倾斜摄影测量系统将采集到的土方影像数据导入专业软件进行自动生成计算结果，可根据采集到的成果影像对土方进行高度、长度、面积、角度、坡度等数据的快速精准测量。
土方计算原理：
　　1.无人机搭载倾斜摄影测量系统采集获取详细影像数据。
　　2.数据导入专业处理软件，一键生成点云数据，自动模拟空间框架。
　　3.自动生成三维点云模型，并渲染出真实纹理，导出通用三维点云模型数据。
　　4.计算点云数据的体积，可得到土方体积。

反映地物周边情况
　　无人机倾斜摄影测量系统配置了五个高清摄像头，相较正射影像，倾斜摄影测量系统输出的影像能让用户从多个角度清晰观察地物，更加真实反映地物的实际情况，极大的弥补了传统正射影像应用不足之处。
　　针对古建筑的测绘以及后续的修葺可以利用倾斜航空摄影大规模成图的特点，大批量提取及加工渲染纹理的方式，有效反映古建筑本身和周边的情况，降低古建筑三维建模的成本和修葺的时间成本。

控制测量
控制测量是为了保证空三的精度、确定地物目标在空间中的绝对位置。在常规的低空数字航空摄影测量外业规范中，对控制点的布设方法有详细的规定，是确保大比例尺成图精度的基础。倾斜摄影技术相对于传统摄影技术在影像重叠度上要求更高，现在的规范关于像控点布设要求不适合应用于高分辨率无人机倾斜摄影测量技术。无人机通常采用 GPS 定位模式，自身带有 POS 数据，对确定影像间的相对位置作用明显，可以提高空三计算的准确度。

应急测绘保障
发生地震、山体滑坡、泥石流等自然灾害后，为及时获取灾区可量测三维数据，不能按照传统的作业方式进行控制测量，可通过在 Google 地图读取坐标、手持 GPS 测量、RTK 测量等方式快速获取灾区少量控制点，生成灾区真三维模型，为灾后救援提供帮助。

空中三角测量
以中维空间的自动建模系统为例，讲解空中三角测量的相关要求。

空中三角测量之像片刺点
将野外测量的控制点信息，按照实际位置刺到自动建模系统中，这个工作叫做像片刺点。刺点位置一般是十字交叉的中心、直线的左右角点或直角的内角点，如斑马线的左右角点，根据影像分辨率和斑马线的宽度，估算角点所占的像素，把影像缩放到合适的大小完成刺点。

空中三角测量之空三计算
该系统中空三计算是自动完成，采用光束法区域网整体平差方法进行。即以一张像片组成的一束光线作为一个平差单元，以中心投影的共线方程作为平差单元的基础方程，通过各光线束在空间的旋转和平移，使模型之间的公共光线实现最佳交会，将整体区域最佳地嵌入到控制点坐标系中，从而恢复地物间的空间位置关系。