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  • 倾斜摄影测量精度
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    2021-02-26 21:15:13

    1序


    倾斜摄影是最近比较火的一个话题,但也引出了一些问题,有些需要倾斜摄影数据的单位或者公司,想和已有数据做结合,对外提需求就是,能否做到1:500的精度?我们现在有很多1:500的线画图,dlg图,能否做到完美结合?

    非专业航拍的或者很少接触过类似话题的就犯迷糊了,什么是1:500,不能直接告诉我你需要几厘米精度的模型么?

    本文简单介绍一下这里的几个概念,希望能给在工作中遇到此方面疑惑的朋友一点帮助。

    2 比例尺、分辨率、模型精度的概念

    2.1 比例尺


    概念:比例尺是表示图上一条线段的长度与地面相应线段的实际长度之比。

    公式:比例尺=图上距离与实际距离的比。

    表示方法:数值比例尺、图示比例尺和文字比例尺。

    说明:(关于三维地图的比例尺和二维地图的比例尺的区别)

    有不少刚接触GIS的朋友遇到了三维地图当中比例尺会变的问题,而对比例尺的概念产生了歧义,这里进行一下说明。

    先放两张带比例尺的地图软件的截图

    天地图在线地图网址:【http://map.tianditu.com/map/index.html

     

    二维地图比例尺---天地图在线地图

    图新地球官网链接【http://www.tuxingis.com】

    三维地图比例尺--LocaSpaceViewer

    可以看到或者直接测试一下,在二维地图下,只要不使用滚轮缩放地图级别,不论如何拖拽地图,比例尺都是不会发生变化的

    在三维地图下,即使不使用滚轮缩放地图,也保持垂直视角的情况下拖拽地图,比例尺会一直在变,这是什么原因呢?

    根据比例尺的概念,图上距离与实际距离的比,我们可以知道因为三维地图包含地形数据,所以拖拽过程当中如果地形有起伏,则当前地图距离视点会比较近,会自动加载高级别的地图,也就导致了地图级别发送变化,比例尺会对应的发生变化。而且三维地图没有绝对的级别概念,中间会有平滑缩放的过程,所以看起来会是逐渐变化。如果去掉地形,保持垂直视角,比例尺级别就不变了,也是这个道理。

    另外如果在三维地图当中视角是倾斜的,我们能看到远方的地图,这时候因为三维地图的特效,视野之外的或者距离视点远的地方会自动加载低级别的地图,这时候虽然都在同一个屏幕内,但地图的比例尺却是完全不一样的。

     

    2.2分辨率


    分辨率有显示分辨率和地面分辨率一说,下属概念大多来自百度文库和百度百科,不一一注明出处了,请谅解

    显示分辨率:显示分辨率(屏幕分辨率)是屏幕图像的精密度,是指显示器所能显示的像素有多少,由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的,显示器可显示的像素越多,画面就越精细,同样的屏幕区域内能显示的信息也越多,所以分辨率是个非常重要的性能指标之一。

          描述分辨率的单位有:(dpi点每英寸)、lpi(线每英寸)和ppi(像素每英寸)。但只有lpi是描述光学分辨率的尺度的。虽然dpi和ppi也属于分辨率范畴内的单位,但是他们的含义与lpi不同。而且lpi与dpi无法换算,只能凭经验估算。

         另外,ppi和dpi经常都会出现混用现象。但是他们所用的领域也存在区别。从技术角度说,“像素”只存在于电脑显示领域,而“点”只出现于打印或印刷领域。[1]

    地图分辨率(地面分辨率)

    参考【http://www.cnblogs.com/gispathfinder/p/6087566.html


    地面分辨率是以一个像素(pixel)代表的地面尺寸(米)。以微软Bing Maps为例,当Level为1时,图片大小为512*512(4个Tile),那么赤道空间分辨率为:赤道周长/512。其他纬度的空间分辨率则为 纬度圈长度/512,极端的北极则为0。Level为2时,赤道的空间分辨率为 赤道周长/1024,其他纬度为 纬度圈长度1024。很明显,Ground Resolution取决于两个参数,缩放级别Level和纬度latitude ,Level决定像素的多少,latitude决定地面距离的长短。

    地面分辨率的公式为,单位:米/像素:

    ground resolution = (cos(latitude * pi/180) * 2 * pi * 6378137 meters) / (256 * 2level pixels)

    2.3 模型精度


    倾斜摄影当中,经常会说我的模型是几厘米精度的,我飞的数据是5cm精度的模型?这个5cm是如何衡量的呢?

    倾斜摄影的模型精度一般是照片分辨率的三倍,就是根据照片生成的正射影像的地面分辨率的三倍,如果生成的正射影像的分辨率是2cm/像素,那模型精度基本就是5-10cm。

    公式:倾斜摄影模型精度=同工程正射分辨率的三倍

    3.比例尺/地图分辨率和模型精度的换算关系

    知道了上述概念后就不难理清他们之间的关系了,本文做以下简单梳理:

    1:500的比例尺,对应的地面分辨率是指地图上1m对应地表500m,

         1米=39.370079英寸

          按照正常的图像72dpi来算,一英寸包含72像素,那么1米包含39.370079*72=2834.645688像素

          得到对应关系为2834.645688对应地图上500m ,分辨率为:500/2834.645688=0.1763888877247222

    1:500的比例尺对应的地面分辨率接近0.18米

     


    以上内容均是工作当中根据接触到的软件及自己在公司的软件开发过程当中都的相关心得体会,对各个软件没有褒贬态度。

    欢迎更多讨论

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    为满足高精度三维设计的需求,对高速路设计区交通枢纽进行高精度无人机倾斜摄影测量,通过专业软件进行数据处理,获得最终高精度的实景三维模型。利用航飞前布置测设的检查点对模型精度进行总体检查,检查结果满足高精度要求,证明了倾斜摄影测量可应用于高精度的三维设计当中。为三维设计及组织施工提供可靠的基础地理信息数据。

    随着无人机技术的快速发展,测绘技术得到不断的革命性更新。利用无人机飞行平台的倾斜摄影测量技术是近年来发展迅速、应用广泛、快速高效的实景三维数据获取手段,在三维建模、城市规划、工程测量等领域有着良好的应用前景。与传统人工建模相比,倾斜摄影测量所建三维实景模型具有纹理丰富、真实、视觉效果好、坐标精度高等优势。

    激光扫描测量、倾斜摄影测量等新兴测绘地理信息技术是数字三维测绘的关键技术,其产品主要为三维模型,可满足工程建设的数字化、信息化、三维化需求。尤其是倾斜摄影测量技术,是测绘地理信息行业新近发展起来的一项高新技术,其解决了激光扫描建模方式周期长、成本高、纹理失真、模型精度低、模型精细度低等缺点,可以快速建立实景三维模型,以真实反应地理空间,且可通过先进的定位技术,嵌入精确的地理信息和更丰富的影像信息,可将客观世界真实、准确地数字化再现,为精细查勘、宣传展示、规划设计、工程数字化建设、检查验收等提供资料,也可进行工程出图(如地形图、专题图)和工程量测(如立面测量、地形图测绘、检测等)等应用拓展。需要做倾斜摄影或者更多项目案例可留言。

    中维空间--倾斜摄影应用

     

    同时随着技术的发展,越来越多的工程实践者结合工程实际利用新技术手段来推动工程领域的发展,使得工程测绘技术在实际生产过程中保证技术要求的同时,数据采集的手段不断多样化、方式不断先进、成果不断丰富,同时一定程度的提高了生产效率,解放了劳动生产力,降低了生产成本,对工程领域的提质增效具有现实意义。

    为保证倾斜模型的精度,本文通过对中开高速路设计的新沙枢纽和三江互通工程区的精度进行严格控制,对建好的三维模型,采用预先独立布设的检查点分别检验模型的平面及高程精度,以确保模型为工程建设服务。

    倾斜摄影测量原理

    倾斜摄影测量就是通过无人机搭载多拼相机获取地面多方位、多视角的影像数据,原理还是基于摄影测量原理,常见的有双拼、三拼、五拼等多种,但目前最常见的还是五拼相机,这样既克服了双拼等其他形式相机摆动致使数据不稳定或飞机平台不稳定等因素,又符合人类前后左右这多方位逻辑性,便于后期内业人员数据处理。所以目前最主流的相机拼接方式是前后左右四个长焦镜头加上下视正摄镜头共五镜头组成。

    五镜头相机搭载在无人机平台上,再加上搭载相机的无人机平台与地面站,一起构成了倾斜摄影数据采集系统,如下图所示。

    无人机倾斜摄影数据采集系统

     

    工程项目实施

    项目概况

    中开高速设计是从中山至开平段,全长200多公里,整个设计路段大部分位于城市郊区,地形地貌较为复杂。本项目计划实验整个路段中的新沙枢纽和三江互通工程区域,倾斜摄影测量范围内的两个交通枢纽区域涉及到了厂房、施工区、高速路、农田、村镇等,地形地貌具有代表性,可较好的反应整个高速路段的现场情况。同时,相对于郊区不规则的地形地貌区域,传统建模方式是不能反应现场的实际情况,也无法为三维设计提供较好的基础数据。相比下来,倾斜摄影测量完全可以克服传统的弊端,且整个高速路区域,视野开阔,航飞情况良好,航飞效率可大幅提高。

    数据获取及预处理

    根据中开高速路新沙枢纽和三江互通工程区域的实际情况,设计外业无人机倾斜数据获取共计24个架次;相对行高均为100 m,航向重叠为85%、旁向重叠75%,影像分辨率优于3 cm,均匀布设17个像控点分布整个测区,为检查模型的最终精度,同时布设了17个检查点用于检查模型的平面及高程数据的精度,检查点不参与像控点的刺点及空三解算,单独作为精度检查数据。

    航线规划过程中,行高设计是根据无人机所搭载五镜头相机的分辨率、像元大小、焦距等内部参数及项目所需要的3 cm分辨率精度进行确定,确定依据根据摄影测量学中影像分辨率与航高的数学关系如下:

     

    其中f表示镜头焦距,H表示航高,u表示相机的像元尺寸,R表示影像分辨率。从以上公式可以看出,决定影像分辨率的主要因素就是镜头焦距、像元尺寸和航高,当相机型号固定时,镜头焦距和像元尺寸都已确定,影响分辨率的因素只有航高。航高越高,影像分辨率的值越大,影像质量就越差。

    行高确定后,无人机航线规划最重要的参数为航向及旁向重叠度,由于CCC软件规定了航向及旁向重叠度均不能低于70%,根据项目经验重叠度分别设置为85%与75%,同时由于无人机单架次航飞面积及项目总作业面积可以计算出航飞的架次数量,这些都可以通过无人机航线规划软件计算得出准确结果。

    利用GPS/IMU模块获得曝光点的位置及姿态信息作为影像的POS数据,精准的POS数据有利于Context Capture Center (简称CCC)软件4.4版本辅助空三平差时的计算,提高模型建模精准度。原始数据进行整理,POS数据与影像数据一一对应。

    倾斜摄影测量建模

    数据预处理完成后,通过Context Capture Center Master端加载相应的影像数据与POS信息,以进行下一步操作。三维建模生产的主要技术流程可见图3所示。

    三维模型生产流程图

     

    本文中像控点为航空摄影测量影像地面控制点,用GPS接收机连接千寻或者CORS基站等测出固定解,两次求均值获得;检查点与像控点测量方式完全一致,仅不参加内业的空三计算和模型重建过程,专门用于模型建立完成后对模型精度进行检查的点;空三计算为摄影测量空中三角测量计算,是立体摄影测量中,根据少量的野外控制点,在室内进行控制点加密,求得加密点的高程和平面位置的测量方法。其主要目的是为缺少野外控制点的地区测图提供绝对定向的控制点。刺点是刺设像控点的简称,是指在原始影像上找到外业测量的像控点并刺设输入对应测量的坐标值的过程,是为空三计算提供定位定向的依据与初步数值,保证模型的整体坐标精度与模型质量。

    模型建立效果如下图4和图5所示:

    新沙枢纽区整体及局部倾斜三维实景模型

      

    三江互通区整体及局部倾斜三维实景模型

     

    模型精度评定

    本文通过单独测设GPS检查点的方式进行模型精度检查,检查点为现场单独测量的GPS点,不用于实景三维模型重建过程中。待模型定位定向重建完成后,通过检查点与从模型上拾取的对应于检查点位置的点位坐标进行对比,就可以检查模型的坐标精度与质量。

    本项目在航飞区域内均匀布设了17个坐标检查点,可同时检查模型的平面坐标及高程坐标精度,坐标检查点平均分布在测区范围内,且独立于像控点不进入刺点及空三计算。两块区域坐标检查及高程检查的结果如表1及表2所示。

    表1. 新沙枢纽区域倾斜模型精度评定

     

    表2. 三江互通区域倾斜模型精度评定

     

    通过坐标检查点可以看到,倾斜模型上量得的16个典型坐标点(其中有一个检查点由于人为破坏不计入统计),其平面位置与实际坐标差基本在厘米数量级,平面位置可以满足1:500的地形图测图要求;高程点的检查结果可以看到,高程检查点与实测点的高程差相比坐标的位置相差相对较大,但基本在10 cm以内,同时也有几个高程检查点的精度超过了该值,但总体来看高程检查点的精度差别都不大,可以满足大比例尺地形图测图要求。

    通过实际结果可以看出:

    1. 倾斜摄影航线规划中航向及旁向重叠度相比传统航空摄影测量而言较高,这样才能提取更多特征点,使得倾斜摄影测量影像匹配更加精确,三维建模精度更高;
    2. 无人机POS数据必须与影像数据一一对应,这样才能为获得的倾斜影像数据提供一个准确的初始位置,便于空三计算生成高密度、高精度点云数据;
    3. 倾斜摄影测量像控点必须合理分布、测量准确,这样才能给模型以精准的绝对定位定向,且像控点的分布需要结合实际工程项目需要进行不测;
    4. CCC软件封装了高效精准的计算方法、重建方法,为三维实景建模提供了可靠的计算平台。

    通过实际工程项目,对倾斜摄影测量三维实景建模技术进行了精度评定,在测绘技术发展的现在,倾斜摄影测量通过无人机搭载倾斜相机对地面进行三维实景建模,利用传统摄影测量的原理,可获得高精度的三维地面实景模型,定量分析了模型的实际精度,并证明了模型可满足大比例尺地形图测量,相比传统测量而言,解放了人力,提高了效率,降低了成本,可广泛服务于测绘领域。

    展开全文
  • 三维重建全流程,倾斜摄影测量

    热门讨论 2014-10-25 01:02:11
    演示了基于图像的三维重建的五大关键技术,每个关键技术均以图像或者ply点云进行示意;原始重建图像共8张,由于图像分辨率较大...多,在摄影测量领域称也为倾斜摄影测量,本人也做了一定研究,欢迎感兴趣的朋友一起交流
  • 倾斜摄影测量知识基础

    千次阅读 2020-10-13 17:31:02
    请允许我从一个菜鸟的角度,来说说那些菜鸟入门级的倾斜摄影测量知识。 近些年,倾斜摄影测量在GIS圈掀起了一阵巨浪,有人说他颠覆传统的测绘领域,有人说他替代了传统建模方式。正因为倾斜摄影测量被带上了这么多...

    所谓“站在巨人的肩膀上”在这篇文章中就很好的体现出来了,本文的一些图和一些概念就是借鉴“巨人”发表的文章中的图和概念。这还得感谢这些“巨人”把我们领向一条光明大道。我不是摄影测量的专业人士,GIS圈也只是个刚入门的菜鸟。请允许我从一个菜鸟的角度,来说说那些菜鸟入门级的倾斜摄影测量知识。 近些年,倾斜摄影测量在GIS圈掀起了一阵巨浪,有人说他颠覆传统的测绘领域,有人说他替代了传统建模方式。正因为倾斜摄影测量被带上了这么多光环,人们开始对他有形形色色的猜想,让它变得越来越神秘。就让咱们来看看倾斜摄影数据的效果图。 这里写图片描述

    我们先来看看倾斜摄影测量,和我们传统的影像有什么区别? 从数据采集的方式来看,传统影像是通过飞机上搭载的航摄仪对地面连续摄取相片,而后经过一系列的内业处理得到的影像数据,获取的成果只有地物俯视角度信息,也就是视角垂直于地面。而倾斜摄影测量测试通过飞机或无人机搭载5个相机从前、后、左、右、垂直五个方向对地物进行拍摄,再通过内业的几何校正、平差、多视影像匹配等一系列的处理得到的具有地物全方位信息的数据。简单理解就是,影像上地物是在一个平面的,倾斜摄影测量地物是具有真实高度的。 这里写图片描述

    我们知道了倾斜摄影数据采集的方式,通过倾斜摄影数据加工的关键技术,比如多视影像联合平差、多视影像关键匹配、数字表面模型生产和真正射影像纠正等,得到地表数据更多的侧面信息,加上内业数据处理,得到数据的三维模型。 下面,小伙伴们一起来揭开倾斜摄影测量数据神秘的面纱吧!倾斜摄影测量的数据本质上来看是mesh模型,什么是mesh模型呢?mesh模型就是网格面模型,它是点云通过一些算法,比如区域增长法、八叉树算法和波前算法等等构成的。而点云是在同一空间参考系下用来表示目标空间分布和目标表面特性的海量点集合。内业软件基于几何校正,联合平差等处理流程,可计算出基于影像的超高密度点云,如下图: 这里写图片描述 最后经过纹理映射构建真实三维模型,如下图: 这里写图片描述 下面我们说说倾斜摄影测量常用的处理软件。目前国内外比较流行的倾斜摄影自动建模软件如下: 1) 法国Acute3D公司的Smart3DCapture。基于图形运算单元GPU的快速三维场景运算软件,可运算生成基于真实影像的超高密度点云,它能无需人工干预地从简单连续影像中生成逼真的三维场景模型。 国内有多家重要的数据生产单位正在使用该软件。 2) 法国INFOTERRA公司的像素工厂(Pixel Factory)StreetFactory子系统通过对获得的倾斜影像进行几何处理、多视匹配、三角网构建,提取典型地物的纹理特征,并对该纹理进行可视化处理,最终得到三维模型。 3) 美国苹果公司收购C3公司所采用自动建模技术。 4) 美国Pictometry公司的Pictometry倾斜影像处理软件提供了EFSElectronic Field Study。 5) 国内有多家企业及单位对倾斜模型也有比较深入的研究,形成自己独特的模型工艺流程。 目前网络上可以方便找到Smart3DCapture Viewer,并且在Acute3D官网提供了示范的数据, 感兴趣的同学不妨下载试用,下载地址:http://www.acute3d.com/s3c-viewer/。 好,啰嗦了这么多,咱们言归正传,超图可以用倾斜摄影测量的数据做些啥呢? 倾斜摄影测量的数据格式很多,超图目前支持的是OSGB文件格式的倾斜模型,OSGB文件格式自带了多级金子塔的模型精度级别,为了充分利用其LOD结构,超图平台通过scp索引文件直接加载模型,SuperMap iDesktop 7C版本已经为用户提供了生成scp的工具,通过在场景中直接加载scp的方式,可以快速的在三维场景中显示不同精度的LOD层级。这里得说明下LOD这个概念,LOD(Level of Detail)是GIS平台提高性能的一个重要法宝,即对同一个数据从清晰到模糊有多层。当屏幕视角距离某个地物近时,软件自动调用最清晰层的数据;当屏幕视角远离该地物时,则自动切换为模糊层的数据。想在前年使用超图对接OSGB数据时,使用的还是数据导入,再生成模型缓存的方式,这种方式耗时长而且数据加载慢,这样做完全不利于用户体验。现在以这种scp直接加载数据的方式,真是好太多太多了。 倾斜摄影测量的数据有这么多的好处,比如浏览速度快、数据加载快、数据精度高、数据真实性高、人员成本低、和数据获取耗时短等等,但是用过的人都知道,单体化是倾斜摄影测量应用的一大问题,为什么这么说呢?咱们的倾斜摄影数据是一个整体,不像简单模型那样是一个或者同类对象组成的,所以咱们想要倾斜模型像简单模型那样能够进行查询、分析和编辑等功能,这就是倾斜模型存在的一个大问题。 那么什么叫单体化?我们有必要先了解下这个概念。简单的说单体化也就是获取或者分离一个场景中的单个或者一类对象。怎样获取或者分离呢?不同的人有不同的看法,比如说一些人认为应该用切割的方式来获取或者分离;而超图则是用矢量化的方式来获取或者分离,这主要是超图得益于二三维一体化的技术,将二三维的矢量数据与倾斜摄影测量数据相结合,实现了数据的单体化,有了这个法宝,什么查询,分析,编辑等等功能的实现就水到渠成了。小菜我就以这两种方式来谈谈单体化问题。 提倡切割的人认为,单体化单体化,不仅仅是要单体,而且还要实现分离的效果,最后把同类的给分离出来,完成分离之后给后期基于此数据做查询、分析和编辑等功能时提供方便。现在我们来看看切割出来的效果: 这里写图片描述

    上面两张图看来切割的方式展现出来的效果还蛮不错的,有条有理的,但是当你拉近到一定程度的时候效果是这样的: 这里写图片描述 这样看来切割的缺点就不言而喻了,出现的锯齿状是用户最不愿看到的,而且这也不是倾斜摄影该有的展示效果。这是效果问题,那么对于倾斜摄影的话,我们后续还要进行数据处理,切割之后的倾斜摄影要替换人工精细建模的时候, 如何才能把锯齿状边缘与精细模型的边缘对接上去,使它们能够达到无缝结合?要隐藏某种地物的时候露出锯齿状的空洞,该如何解决?而且这样切割之后,也抛弃了倾斜摄影数据自带的LOD的优点,导致GIS平台只能用按照普通模型的方法来构建LOD。这些都应该是 “切割工程师”需要考虑的。 说完了切割咱们来一起来探讨下矢量化的方式,何谓矢量化?矢量化则是用简单的面数据,通过贴附的方式展现在倾斜摄影模型数据上,在保证效果、不破坏原始数据和LOD的同时,最大的好处还在于它打通了基于三维的倾斜摄影与基于二维的矢量面之间的关键“关卡”,实现三维和二维GIS的完美一体化。现在小菜我就给大家带来大神做的矢量化的单体化的效果图: 这里写图片描述 看到了这样的效果,小伙伴们是怎样想的呢?上面咱们介绍了单体化的内容,现在咱们来说说矢量化解决了倾斜摄影数据的一个重大问题水面“破洞”现象,“破洞”是由于水面的高反射现象使得相机在获取水面信息的时候被“致盲”了,使得那片区域的信息不准确。下面咱们来看看修补前后的效果图: 这里写图片描述 这里写图片描述 超图弥补的还不止一个倾斜摄影数据本身的问题,比如树的还原度不高等问题。大家都知道相机是有拍摄盲区,比如立交桥的下面,建筑的屋檐下面,这些被遮挡的地方,而这盲区也是不可避免的,就像人的眼睛不能看到遮挡物后面的区域,这片区域就是我们所谓的盲区 。对于这个区域目前各个公司有不同的想法,目前听来,才疏学浅的我觉得,倾斜摄影测量+街景的想法很靠谱,既可以利用现有的资源,同时还能弥补互相的不足 ,不过街景数据的覆盖程度和数据更新的算法也是个问题,那就让我们拭目以待。下面这幅图就给大家说明了相机盲区和树的还原度问题。 这里写图片描述 在小菜我看来,倾斜数据的价值还需要挖掘,它能提供给我们的价值远不止目前看到的,随之数据精度的不断提高,采集速度的加快,有可能在未来的某一天,倾斜摄影测量的数据可能会成为人们了解现实环境的重要手段。 但是犹如上文提及到的一系列功能模块,我们也可以看到倾斜摄影的一些缺陷:比如倾斜摄影相机的盲点区域,比如立交桥下、房屋遮挡处;水面的“破洞”现象;不规则模型的还原度不高,比如说树等等,造成这些缺陷的主要原因还在于倾斜摄影相机的拍摄技巧、硬件、还原模型的计算方式等因素。在这里小菜我也希望大家一起努力的学习把倾斜摄影这个技术提升到一个新的高度,也让我们的数字化城市、数字化地球更加真实、漂亮、更具观赏性。未来是咱们的!
    本文转载自https://blog.csdn.net/supermapsupport/article/details/47129077

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  • 倾斜摄影数据osgb格式

    2019-05-06 11:07:22
    倾斜摄影osgb格式
  • 无人机倾斜摄影测量测绘应用

    千次阅读 2021-03-26 10:08:08
    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...

    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。

    倾斜摄影无人机

     

    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。

    目录

    无人机倾斜摄影测量应用:三维城市建模

    3D地形及图纸生成

    快速土方测量计算

    反映地物周边情况

    控制测量

    应急测绘保障

    空中三角测量


     

    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。

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  • 倾斜摄影测量利用影像对信息的收集、提取、处理表达成果进行研究,它是一门信息科学,对被摄物体的大小、形状和位置通过处理进行获取。这是测绘学中的一门学科,它的主要任务是建设数字地面模型和测绘各种比例尺的...
  • 探讨了利用倾斜摄影测量三维实景模型进行1∶1 000数字化地形图制作的技术流程,和常规垂直航空摄影测量相比较,对工作量和数学精度进行评估,并对未来大比例尺地形图制作进行了展望。
  • 无人机倾斜摄影测量土方计算

    千次阅读 2020-03-27 16:29:23
    通过对地面控制点、点云分类方法和非地面点高程等因素进行分析,提出了地面控制点布设优化三原则,并利用RTK土方计算结果对无人机倾斜摄影测量土方计算结果进行精度分析。结果表明:利用无人机倾斜...
  • 倾斜摄影测量,是在飞行器上同时搭载五镜头相机从垂直、倾斜等多角度采集影像数据,经过数据处理,获取地物完整、准确的纹理数据和定位信息。 优势: 传统的垂直摄影采集的原始影像及后续生产的DOM/DLG,均...
  • OSJB倾斜数据,大小2个G,精度5cm,可用于cesuim学习,可自行转换成3Dtiles在cesuim上展现,转换工具也将会上传上来
  • 前言 在无人机技术问世之前,人们获取地理信息主要依靠传统的人工收集方式,但是,该...因此,无人机倾斜摄影测量技术不断地应用于测绘相关工作中,从而提高了信息数据精度和测量工作的效率。无人机倾斜摄影测量技术是
  • 七七:瓜瓜啊,听说你最近在学习无人机倾斜摄影测量的东西?...无人机倾斜摄影测量影像处理的关键技术通常包括:非量测相机的高精度检测、影像预处理、区域网联合平差、DSM生成、真正射纠正、三维建模等。 1)...
  • 处理当我们采集好外业数据之后,接下来就是怎么将我们航片通过专业软件,得到高精度、高分辨率、纹理清晰的三维模型。 UAV管家的软件可以直接将航拍影像下载到电脑,当我们获得航片之后,检查像片质量和数量是否和...
  • 倾斜摄影测量是在一个飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等多角度采集地面影像数据,经过数据处理,获取地物准确、完整的位置信息和纹理数据。 工作流程分为外业和内业两部分,外业的主要工作为数据采集,...
  • 针对上述问题,研究经过现场反复试验,提出了基于无人机倾斜摄影的抛掷爆破爆堆形态测量方法。对于外业采集方案进行了详细的设计,并对内业数据处理的关键算法:基于sift算法的图像匹配、光束法区域网空三测量、基于...
  • Smart3D倾斜摄影测量数据处理

    千次阅读 2021-03-22 10:31:28
    List item首先创建photos.csv文件,其中包括倾斜影像数据的存储路径及下视影像的POS信息。其次创建cameras.csv文件,该文件记录每个相机的像素、像幅、焦距、主点、相机旋转参数方向参数及相机之间相对位置姿态参数...
  • 今天主要给大家介绍中维空间的基于无人机倾斜摄影实景三维模型生产矿区地形图的工艺流程,并通过应用实例制作了矿区 1: 1 000 地形图,通过实地精度检查,验证能够满足 1: 1000 矿山地形图测绘的精度要求,为采用此...
  • 基于倾斜摄影测量技术,完成无人机航摄、像控点布设与测量、实景三维模型制作、1:2000地形图采集与编辑,为公路选线设计及施工放样等提供及时、准确的数据产品。 测区地形主要为山地、高山地,山体海拔高低悬殊,...
  • 菜鸟都应该知道的倾斜摄影测量知识

    万次阅读 多人点赞 2015-07-29 15:54:12
    作者:翔翔 所谓“站在巨人的肩膀上”在这篇文章中就很好的体现出来了,本文的一些图和一些概念就是借鉴“巨人...近些年,倾斜摄影测量在GIS圈掀起了一阵巨浪,有人说他颠覆传统的测绘领域,有人说他替代了传统建模方式
  • 无人机倾斜摄影测量技术能够实时精确记录无人机相机拍照曝光瞬间无人机位置、飞行姿态参数債息,使影像数据具有高精度的空间定位信息。借助传统摄影测量共线方程等基本原理、计算机视觉技术和计算机强大的运算能力...
  • 告诉你们,什么是倾斜摄影测量想要知道什么是倾斜摄影,我觉得该和题主你从硬件,软件,成果和应用方面来分析。倾斜摄影在行业内又称【实景三维】【真三维】。倾斜摄影这个高大上的技术,是舶来品。但是现在无论是...
  • 从事倾斜摄影测量相关工作的同事经常会用到一些三维建模软件,使用过程中会发现不同软件的优劣势也有一定的区别,以下列举的软件排名不分先后,大家可以根据自己的工作和学习要求进行选择。 1.Pix4D Mapper Pix4...
  • 点云数据一般用于构建DEM数据、三维建模、农林普查、土方计算以及地质灾害监测等。较为常见的是用激光雷达点云数据提取地形,殊不知,用点云大师基于照片的倾斜摄影成果也能构建DEM数据!...
  • Pix4D Mapper专业化、简单化–PIX4D mapper让摄影测量进入全新的时代,整个过程完全 自动化,并且精度更高,真正使无人机变为新一代专业测量工具。只需要简单地操作,不需专业知识,飞控手就能够处理和查看结果,并...
  • 2、绘制平断面图、塔基地形图等:基于倾斜摄影测量技术生产的实景三维模型具有精度高、质量好、纹理信息丰富的特点,利用实景三维模型可以极大地提高三维数字化正向设计制图质量。 五、矿业领域:主要包括安全数字...
  • “数字城市”、“实景三维中国” 是当下最火的话题之一,其以计算机、大规模存储等技术为基础,运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、工程测量技术、虚拟仿真等技术,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类...
  • 针对无人机倾斜摄影技术在复杂地形条件下三维实景建模的可行性及其精度是否满足实际大比例尺测量要求的问题, 本文以福州市马尾区阳光学院校园为例, 采用大疆经纬系列无人机搭载云眼系列五镜头相机的方式完成测区倾斜...

空空如也

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倾斜摄影测量精度