談無人機傾斜攝影測量技術的應用論文

【摘要】無人機傾斜攝影測量技術關係着城市三維建模的質量與水平。基於此，論文對無人機傾斜攝影測量技術在城市三維建模及三維數據更新中的應用展開研究。

【關鍵詞】無人機傾斜攝影測量技術；城市三維建模；三維數據更新

1引言

近年來，我國科學技術的應用範圍逐漸擴大，為我國智能化的發展做出了較大貢獻。作為促進我國地理信息測量智能化的重要技術，無人機傾斜攝影測量技術在城市三維建模方面的應用不僅可以提升地物反映的真實程度，而且對我國三維城市模型的智能化建設也具有重要影響。

2項目概況

隨着武漢市城市建設步伐的加快，城市地理空間智能化信息的數據收集與整合對治安防範工作的實施具有極大程度的輔助作用，並且推動了二維空間數據向三維空間的過渡。現階段，武漢市實施的智能三維建模項目應用了無人機傾斜攝影測量技術[1]。武漢市的智能三維建模實施主要是更新前期已有的三維數據，並建立武漢市發展過程中新增市區的三維模型，新增的城區佔地面積約為8km2，主要位於武漢市火車站和其他主幹線路，火車站的佔地面積約為51241m2[2]。

3無人機傾斜攝影測量技術

3.1無人機傾斜攝影測量技術簡述

無人機技術是指將無線電遙控技術和智能化的自動控制程序與無人飛機或智能飛行器相結合的技術。該種技術主要使用的機種包括固定翼、多旋翼、飛艇和直升機[3]。無人機的應用不僅具有快速和經濟的優勢，而且在具體使用過程中智能化程度較高，更加有利於地理信息的數據收集。傾斜攝影技術的應用不僅可以擴大拍攝範圍，還顛覆了傳統航空攝影技術的應用；不僅採用了正攝角度的影像採集方式，還運用了多角度的相機同步技術，從而實現對地面物體各角度情況的獲取與收集。該種技術的建模流程為：數據採集設備→指定飛行方案→傾斜影像採集→影像預處理→空三加密→成果輸出瀏覽。該種技術的應用對武漢市市區三維模型的建立具有積極的輔助作用，不僅增加了三維模型建立的精準程度，還大大降低了武漢市三維模型建立的成本。

3.2無人機傾斜攝影測量技術特點

通過對無人機傾斜攝影測量技術的研究與分析發現，該種技術主要有以下幾方面特點：①飛行高度低且拍攝角度多，可以從多方位、多角度對地面的建築物進行數據收集；②相鄰影像間航向重疊度和旁向重疊度高，可以在極大程度上豐富拍攝影像的表達內容；③人工干預需求少，智能化與自動化利用較高；④綜合成本低，其智能化的特色可以在極大程度上降低三維建模所需的時間及人力成本。

4基於無人機傾斜攝影的三維城市建模優化方法

4.1無人機傾斜攝影測量技術優勢

通過對無人機傾斜攝影測量技術的研究與分析發現，該種技術的具體實施主要有以下幾方面優勢：①機動性強、成本低，這種優勢不僅可以滿足各種尺度的攝影測量數據採集需求，而且可以在極大程度上降低武漢市三維建模所需的'資金成本；②能對大範圍場景的傾斜影像進行智能化、自動化處理，這不僅可以降低人力資源消耗，還可以提升三維建模的精準度；③能對高分辨率的影像進行智能化的自動貼圖，進而提高三維模型的生產效率。

4.2建模出現問題的原因

雖然三維攝影技術具有多種優勢，但在運行過程中依然會受到具體設備、大氣環境以及程序算法等方面的影響，導致實際模型建設時出現視覺誤差和應用障礙等問題。經過具體分析與研究發現，現階段無人機三維拍攝技術在應用過程中出現上述問題的具體原因有以下幾點：①機器設備的姿態變化導致無人機拍攝出現重疊度方面的問題；②大氣環境的變化影響三維攝影技術的具體應用；③不同時段的光照導致模型建立過程中出現紋理不均勻和破洞等問題；④設備的影像分辨率不足造成影像模糊或模型建立不清晰等問題。

4.3建模的具體優化方法

針對上述建模過程中三維攝影技術使用時出現的問題，可以從以下幾方面進行建模優化：①通過分析三維城市模型建設現狀和模型成果的缺陷，提出實施幾何修復的優化方法，在具體的優化研究中，應及時修補拍攝破洞，抹平並還原凸包部分；②針對三維城市模型的建設問題，提出實施細部整飾的優化方法，該種方法主要是對重要地面標誌物的三維模型進行整體的修飾或替換，修復並調整不均勻的紋理；③針對現階段的技術實施問題開發模型輔助編輯系統，利用該種編輯系統對三維模型進行初始化重建，進而提高三維拍攝技術的使用質量，並且提升幾何修復和紋理修補工作的效果，具體優化效果如圖1所示。

4.4建模後的具體優化實踐

在武漢市智能三維建模項目的具體實施中，主要採用無人機傾斜攝影測量技術對三維模型進行具體的建立。在具體應用中，採用150m的航高飛行方案進行拍攝，拍攝過程中，無人機搭載3台相機對佔地面積約為8km2的新增城區和佔地面積約為51241m2的武漢市火車站進行具體的拍攝建模。拍攝過程中，應靈活應用模型與空三成果的內在關係，並在空三糾正影像的建立中對拉伸實體進行白模建模的方式。同時，在建立聯動初始三維模型時，對其進行細緻的補充和修繕，以提高三維模型的建立質量。

5結語

通過對武漢市智能三維建模項目情況的簡單闡述，從無人機傾斜攝影測量技術和特點2方面對該種技術進行詳細的研究與分析，並分別從技術使用優勢、建模出現問題的原因、建模的具體優化方法以及建模後的具體優化實踐四個方面對課題內容進行詳細的研究與探討，希望可以為無人機傾斜攝影測量技術的具體應用研究提供幾點可行性建議，並對城市三維建模及三維數據更新的智能化發展起到積極的促進作用。

參考文獻

[1]褚傑,盛一楠.無人機傾斜攝影測量技術在城市三維建模及三維數據更新中的應用[J].測繪通報,2017(S1):130-135.

[2]馮茂平,楊正銀,張秦罡.基於小型多鏡頭航攝儀的無人機傾斜攝影技術在實景三維建模中的應用[J].測繪通報,2017(S1):5-7.

[3]黃敏兒,南勝,周興華,等.點面結合的無人機傾斜攝影解決方案在應急測繪保障中的應用[J].城市勘測,2017,21(2):89-92.