无人机倾斜影像三维建模中的空地融合研究

无人机倾斜摄影测量弥补了航空摄影测量无法获取地物侧面纹理信息的缺陷,而且可以快速、自动获取大面积城市建筑物三维模型.但是,基于倾斜摄影建立的三维模型也存在一些问题,比如模型变形、纹理缺失等,导致所建立的模型存在质量问题.空地融合精细化实景三维建模技术将空中倾斜影像和近景影像的数据源结合构建精细化实景三维模型,利用地面影像弥补空中拍摄角度造成的地物遮挡、空中影像分辨率较低的问题,这项技术取得了较好的建模效果.     

实景三维建模中的建筑物mesh模型立面修整

实景三维模型作为实景三维中国建设中的数据底座,发挥了极其重要的作用。建筑物mesh模型作为实景三维模型中重要的数据,其质量好坏直接影响着实景三维模型的使用效果。本文结合实际工程经验,提出了一种批量化的建筑物mesh模型立面修整方法。首先,以ContextCapture软件生成的实景三维模型为基础,采集建筑物的矢量轮廓线;然后,利用参数化建模软件批量生成平整的建筑物三维矢量面,自动完成建筑物立面到三维矢量面的吸附,使建筑物立面结构平整;最后,以修复好的建筑物mesh模型为参考,在ContextCapture软件中进行建筑物mesh模型纹理映射,批量完成建筑物mesh模型的更新。通过多个试验场景测试,验证了该方法的有效性和高效性。     

基于无人机实景三维模型的真数字正射影像生成方法

传统数字正射影像图(DOM)采用微分纠正方法消除相机倾斜与地形起伏所带来的投影误差,但会产生双重投影现象. 真数字正射影像(TDOM)可有效解决DOM的双重投影问题. 文中提出一种基于无人机影像的实景三维模型TDOM制作方法， 首先通过无人机挂载五镜头相机获取航空摄影测量影像并生成实景三维模型;然后采集实景三维模型建筑物顶部轮廓边界线,并构建其三维体模型;最后基于建筑物顶部轮廓边界线三维体模型进行遮蔽检测和遮蔽补偿生成TDOM. 以云南师范大学呈贡校区无人机影像实验数据验证了本文方法,实验表明本文的方法可作为一种生成高质量的TDOM方法.      

顾及地面POS信息的空地一体城市三维实景重建

实景三维模型为数字孪生提供了统一的数字空间底座。在城市场景中,贴近地面及在空中视角下被遮挡的地物是实景三维重建的难点。针对城市复杂空间环境和无人机飞行局限的问题,本文基于倾斜摄影与空地一体融合建模的基础理论,考虑POS信息对空地一体空三融合的影响,提出了一种顾及地面POS信息的城市实景三维重建方法,并使用此方法对佛山市历史文化街区进行了精细化建模。试验表明,与常规方法相比,该方法的模型效果好、效率高,对实景三维产品的生产与空间数据多尺度表达具有重要意义,可为数字孪生应用提供更精细的地理场景表现形式。     

多旋翼单镜头无人机不同航线规划的三维建模方法评述

选用多旋翼单镜头无人机作为航摄设备，对同一建筑物规划交叉航线、全航线及5架次模拟航线，构建该建筑物的实景三维模型，并从模型完整性和地面控制点点位精度两个方面对3种不同航线三维建模方法进行评述。结果表明：①交叉航线建模方法控制点点位精度高，但模型完整性差；②全航线建模方法控制点点位精度高，模型完整性较高；③5架次模拟航线建模方法控制点点位精度略低，模型完整性最好。     

基于贴近摄影测量技术的实景精细建模

近年来,随着倾斜摄影技术以及建模软件的不断成熟,实景三维建模技术取得了迅速的发展与广泛应用.但受到航摄死角、地物遮挡以及影像错误匹配等影响,通过倾斜摄影技术构建的实景模型存在局部几何结构粗糙、空洞等现象.本文主要研究基于航空摄影测量和贴近摄影测量技术采集影像,并利用实景三维建模技术将无人机影像处理得到的点云与贴近地面采集的地面影像处理后得到的点云融合进行精细化实景建模.并以山西省大同市煤炭地质公园试验数据为例,融合无人机倾斜影像数据与贴近地面影像数据,使用Context Cap-ture(原名Smart 3D)处理软件进行点云融合局部精细建模,使模型精细化程度大大提高,能够真实反映地形地貌.     

基于优视摄影测量的天-空-地协同实景三维构建方法

随着信息技术的发展,实景三维模型已成为城市数字空间的数据基础。新兴无人机摄影测量方法通常以粗略模型为依据,通过多次飞行完成建模,存在效率低下和计算资源浪费问题。本文以优视摄影测量方法为技术基础,提出了天-空-地协同实景三维构建方法：使用卫星影像重建生成概略模型,并优化生成无人机实景三维数据采集方案,同时结合地面补拍,实现精细化实景三维数据采集及建模。试验结果表明,相比于常规的倾斜摄影测量方法,协同实景三维构建方法能够在保证相对高效率和便利性的前提下,实现高质量的精细化实景三维模型生产和输出。     

基于倾斜摄影的大规模城市实景三维建模 技术研究与实践

倾斜摄影测量技术为大规模城市实景三维模型数据快速生产提供了有效的解决途径。本文面向大规模城市实景三维建模生产需求,对三维数据生产中关键技术进行了分析和研究,以北京六环范围实景三维建模实践为例,基于Context Capture Center建模软件,提出了实景三维模型数据生产的技术流程,对实景三维建模生产效率、三维模型成果精度进行了分析和总结。     

Smart 3D数据的三维模型重建

针对Smart 3D生成的实景三维模型是一个三角网集合,并不能直接应用于数字城市建设、土地利用管理与城市规划的问题,该文提出了Smart 3D数据三维模型重建的方法:研究了基于分割过滤方法,提取高精度数字高程模型;基于参数化建模、纹理重建方法构建了建筑物三维模型。利用敦化市的倾斜影像进行了实验。实验结果表明:三维重建模型精度高、效果好、提高了自动化的程度,实现了城市建筑物模型的单体化。     

基于多源数据集成的城市建筑物三维建模方法

建筑物是城市的载体和形象表达,是城市的重要组成部分,建筑物三维模型是构建数字城市、虚拟城市和智慧城市的重要基础.针对现有的建筑物三维建模方法成本高、操作繁琐和复杂、劳动强度大的缺陷,提出一种基于多源数据集成的城市建筑物三维建模方法,并借助GIS建模技术实现了城市建筑物三维模型的自动构建.其主要原理和操作步骤为:首先,以...     

基于倾斜摄影的实景三维单体化模型构建方法

倾斜摄影实景三维模型是由连续的三角网通过纹理贴图组成,模型上各地理要素具有“一张皮”的特点。针对无法管理与编辑模型上各地理对象的问题,本文提出了基于倾斜摄影实景模型进行单体化建模的技术方法。首先,利用倾斜航空摄影技术,探讨了基于Street Factory实景三维模型全自动构建方法;然后,以生成的实景三维模型为基础,利用倾斜摄影实景模型单体化建模方法,完成了地理对象单体化模型与属性数据库的搭建。本文以土默特右旗城区为试验区,通过对空三加密的精度分析,有效验证了本文实景三维模型的构建精度,为模型中地理对象属性的查询、管理和应用提供了方便,有效扩大了模型数据的应用领域,对内蒙古智慧城市建设具有一定的参考价值。     

SWDC-5倾斜像片定位定姿方法研究

基于SWDC-5航摄仪获取的数据,探讨倾斜像片定位定姿的方法,通过建立POS、下视相机、斜视相机间的相对关系模型,给出POS辅助SWDC-5倾斜像片直接地理定位技术流程。通过实际航飞数据计算得到的倾斜像片外方位元素可用于三维房屋模型纹理映射,经试验验证该方法正确、可行。     

无人机近景摄影支持下的古建筑三维建模

三维建模已经广泛应用于文物保护、工程测量、城市服务、应急救灾、林业保护等多个方面。本文结合实际工程经验，对多旋翼无人机近景摄影的古建筑物三维建模进行了研究，提出了一种自主飞行结合手动多高度、多角度拍照的古建筑三维建模方法，并通过多个试验场景，验证了三维模型的精度和质量。同时，引入地面布设的控制点，利用空中三角测量及密集匹配技术，进而获得古建筑上各个特征点的三维坐标，为近景摄影测量在古建筑物变形监测方面的研究提供了新的思路。     

多源点云数据融合的建筑物精细化建模

三维建模技术能够实现建筑物的数字化存档，在古建筑保护与修复和现代建筑规划与改造中具有不可替代的作用。针对倾斜摄影测量和三维激光扫描建模技术中建筑物模型存在的问题，本文提出了一种倾斜摄影测量和三维激光扫描生成三维点云模型相融合的建筑物精细化建模方法。选用无人机和三维激光扫描仪作为试验设备，利用ContextCapture、SCENE软件完成点云拼接、生产和编辑，通过ICP算法完成点云精细匹配，实现多源点云数据融合建模；对比单一建模方法模型，从纹理结构和模型精度两方面对融合建模模型进行质量评价。结果表明，融合建模模型纹理清晰，几何结构完整，模型距离中误差和高差中误差的均值均低于倾斜摄影测量模型的值，接近三维激光扫描模型。     

昆山市政府广场三维可视化解决方案

基于大比例尺航空立体相对提出昆山市政府及周边建筑群的建模方案,采用VirtuoZo数字摄影测量系统提取地面要素信息,在IMAGIS三维可视化地理信息系统下进行三维模型重建和编辑,在此基础上形成由CAD、GIS、三维影像数据集成的城市三维可视化处理方法,实现对三维场景进行实时漫游,并将漫游过程录制成动画,在Premiere中完成音频视频合成制作,形成最终多媒体产品。     

抗震救灾中航空摄影测量的应急响应

在抗震救灾行动中,航空摄影测量可提供高分辨的正射影像图、精确的DEM和三维景观图等测绘产品,并能提供各种直观、精确的可视化量测工具,帮助救援队伍及时制定出有效的救援计划并进行合理的人员调度.但在应急响应中,航空摄影必须沿着主要道路、河流、桥梁等重要交通干线进行,甚至在城市上空还需进行盘旋飞行,以获取居民区更多的地面信息.因此,如何能快速、高效地对这种"非常规"海量航空摄影数据进行处理,及时生成各类测绘产品,成为抗震救灾中航空摄影测量应急响应的关键.结合中国自主研发的数字摄影测量网格(DPGrid)系统对震区海量"非常规"航空影像快速处理的流程,介绍了航空摄影测量在应急响应中的应用.     

机载POS系统用于航空遥感直接对地目标定位的精度分析

利用实际航摄资料评价了WGS84和国家80坐标系下机载POS（position and orientation system）系统直接对地目标定位的精度，分析了不同大地水准面拟合方法对高程精度的影响，检校了POS系统的视准轴误差，讨论了检校场的检校结果。试验表明，基于POS系统的航空遥感直接对地目标定位至少需要利用带有1个平高地面控制点的检校场对POS系统进行检校才能消除系统误差；在WGS84坐标系中，可以获得较高的定位精度，而转换到国家80坐标系下，必须对高程进行大地水准面拟合改正。     

一种基于3ds Max与Smart 3D的三维模型构建方法

基于某大学图书馆点云数据及航摄相片，本文采用3ds Max与Smart 3D两种方法构建三维模型。一方面，采取人机交互的方式进行建模，将三维激光点云数据导入3ds Max软件建立三维数字模型；另一方面，使用半自动人工方式建模，采用Smart 3D软件，将航摄像片数据经过空三加密、自动建模、贴图等操作后对建筑实体建模。从建模效率、模型美观性、建模精度、适用对象等方面比较了两种建模方式的特点与区别。结果表明，3ds Max更加适用于规则体、高精度建模，同时建模的效率相对较低；Smart 3D建模效率高，更加适用于大场景范围的快速建模。本文研究结论有助于不同需求背景下建模方法的选取，为研究、工程及试验提供了三维建模方法选择参考。     

不同无人机航测影像处理方案效果对比

基于无人机航空影像摄影技术,提出单独控制点影像处理、优化POS(定位定姿系统,Position and Orientation System)影像处理和优化POS结合控制点处理三类共计6种影像处理方案,对比分析了6种影像处理方案的效果,结果表明:采用单独控制点影像处理的效果最佳,其次为优化POS结合控制点影像处理,最差的为原始POS数据影像处理;单独控制点和多基准CORS(连续运行参考站,Gontinuously Operating Reference Stations)基站优化POS数据+3控制点处理方案的精度满足1∶500比例尺精度要求,具有较高的影响处理精度,但是单独控制点需要在野外布设大量的像控点,不利于航测工作效率,在设备和环境条件允许下,推荐采用CORS基站优化POS数据+控制点方式进行影像处理。     

基于消费级无人机的突兀大高差场地三维建模

智慧城市发展迅速,各地开展城市信息模型（CIM）基础平台建设的步伐不断加快,因而需要高效高质地构建不同类型场地的城市三维实景模型。本文针对传统航摄建模方法在突兀大高差场地三维模型重建中的不足,提出一种基于消费级无人机对突兀大高差场地进行阶梯式环绕拍摄航片并运用倾斜摄影技术对其进行三维建模的方法。同时运用该方法和传统模仿五镜头航摄的五架次航摄建模方法对桂林市南洲大桥进行对比试验。本文方法所重建的模型精度更高,效率得到提升,模型细节完整度更好。该方法能够高质高效地对突兀大高差场地进行三维重建,为CIM的创建提供更优的选择,促进智慧城市的发展。