不同地形环境下无人机航线规划及三维建模分析

针对不同地形环境下存在的飞行安全性低、数据冗余、构建三维模型质量和精度差等问题,本文以单镜头四旋翼小型无人机为试验设备,对平坦地形环境下的复杂单体建筑使用井字形交叉航线和环视航线;对复杂山地地形环境下的泥石流沟谷使用水平航线、井字形交叉航线及视频航线构建三维模型,并结合航线参数、三维模型质量和精度,探讨了不同地形环境下无人机航线规划方案对三维模型构建的影响。经评价分析可知:①使用环视航线能安全、快速地获取平坦地形下的复杂单体建筑影像,构建完整、质量好、精度高的三维模型;②使用井字形交叉航线能构建山地地形下泥石流沟谷的完整、质量好、精度高的三维模型,但飞行安全性、时效性较低;③使用视频航线,影像重叠度高,能构建完整、质量好的三维模型,模型精度并无明显差异。     

交叉环绕航线下的城市级复杂建筑物实景三维建模

目前各省、市正在加快推进实景三维中国建设,其中城市级实景三维建模相较于地形级,精度要求更高,展示内容更丰富,工作量更大。针对高低错落且结构复杂的建筑物场景,常用的提高无人机航线重叠度的方法,改进效果不明显,仍存在较多拉花变形区域,且会导致影像数量增加、飞行和建模过程更加耗时、生产成本增大的问题。因此,本文提出了无人机交叉环绕航线下的城市级实景三维建模方法,选取典型试验样区进行航摄建模试验,并与采用常规五向航线航摄的方法进行建模效率、质量、精度方面的对比分析。结果表明,交叉环绕航线航摄方法可大幅减少影像数量,节省空三计算和建模时间,提升整体建模效率;且在建筑物的门顶雨篷、玻璃窗户等难点区域,建模质量更好,整体精度更高,满足相关标准规范要求。     

基于VirtuoZo的近景普通数码影像的三维建模北大核心CSCD

针对近景普通数码影像,应用数字近景摄影测量方法,基于VirtuoZo数字摄影测量工作站,结合长春市杨家沟采石场,进行了高大岩体边坡三维模型的建立;通过对野外测量控制点坐标与三维模型解译量测的控制点坐标的比较分析,进一步评定了模型的点位测量精度,验证了基于VirtuoZo的近景普通数码影像三维建模的可靠性。     

面向东川复杂山地滑坡体无人机立面航线规划及建模分析

以单镜头四旋翼小型无人机为试验设备,针对复杂山地地区单一、高落差滑坡体,本文提出采用面向滑坡体立面航线规划,结合传统单水平航线、井字形交叉航线规划,构建不同航线下的三维模型.通过重叠度、三维模型完整性、布设地面标靶分析三维模型精度3个方面,对不同航线下构建三维模型的方法进行评价分析.试验结果表明,采用立面航线能达到98...     

基于VirtuoZo的近景普通数码影像的三维建模

针对近景普通数码影像,应用数字近景摄影测量方法,基于VirtuoZo数字摄影测量工作站,结合长春市杨家沟采石场,进行高大岩体边坡三维模型的建立;通过野外测量控制点坐标与三维模型解译量测的控制点坐标的比较分析,进一步评定了模型的点位测量精度。表明基于VirtuoZo的近景普通数码影像的三维建模的可靠性。     

无人机不同航线倾斜摄影建模方法比较及改进

对多旋翼单镜头无人机不同航线规划下倾斜摄影模型重建方法进行了研究,对同一建筑使用网带式航线和全方位航线建立倾斜摄影模型,并从模型的完整性及不确定性误差两个方面进行了分析.结果表明需要大面积采集数据,可使用网带式航线;对单个建筑物等进行高细节建模,则应该采用全方位的倾斜摄影建模方法.若结合两者进行模型建立,效果更佳,计算成本相应提高.     

单镜头无人机倾斜摄影测量的三维建模及精度评估

近年来,随着无人机制造工艺与摄影测量理论的不断发展,基于无人机的倾斜摄影测量技术已被广泛运用于城市的三维建模、数字化地形图测绘当中。但当前,五镜头摄影测量无人机仍具有一定经济成本,导致个人或小团体想要从事相关工作具有门槛。针对上述问题,本文开展了基于单镜头无人机模拟五镜头无人机的倾斜摄影测量三维建模研究,设计折线型航线获取影像数据,基于Context Capture软件建立三维模型,利用GNSS RTK、全站验证模型精度。试验结果证明,三维模型的东方向中误差为0.016 m,北方向中误差为0.015 m,高程中误差为0.034 m,建筑物侧面长宽高中误差为0.041 m;模型精度能够满足Ⅰ类建筑物要素模型及Ⅱ类地形要素模型高程精度要求。     

集群技术下的实景三维建模

计算机集群技术的出现为倾斜摄影测量中实景三维自动化建模时遇到的计算资源匮乏问题提供了解决途径。本文论述了集群在实景三维建模中的两种应用模式：基于物理并行计算的集群和基于逻辑并行计算的集群;阐述了在逻辑并行计算的集群模式下ContextCapture软件进行实景三维建模的流程;提出了该集群模式下子测区划分的5个原则：起降点原则、飞行高度原则、建筑物密度/植被密度原则、最大计算量原则、航线角度原则,并有效控制了划子区后的精度问题。最后,本文利用实验室多台普通PC机实现了某测区实景三维集群建模,结果表明：该方法自动化建立模型精度满足测区需求,可有效加快自动化建模速度,降低生产成本。     

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。     

倾斜摄影技术的单体塔式建筑物三维重建方法

针对塔式单体建筑物形状不规则导致三维模型构建失败,提出倾斜摄影技术的塔式单体建筑物三维重建方法. 选用消费型多旋翼无人机搭载单镜头的相机,通过环线拍摄的方式获取多视影像数据,通过ContextCapture软件对获取的多视影像数据进行处理,构建塔式建筑物的实景三维模型,利用外业控制点、纹理细节信息对生成的三维模型精度评定. 试验表明:环线航拍获取多视影像数据构建三维模型,精度较高、模型纹理信息缺失少、完整度高.      

控制点布设对冰川区无人机摄影测量精度的影响

冰川监测是冰冻圈科学研究中的一项重要基础内容,获取高质量冰川DEM和DOM数据是研究的基础。随着无人机技术的兴起,给冰川监测提供了全新的技术手段,然而冰川区开展无人机摄影测量时,地面控制点的布设与测量成为能否获取高精度数据产品的关键,而山地冰川往往伴随着地形复杂,行走困难,野外实地测量难以全面实施等不利因素。本研究中以位于祁连山西段大雪山地区的老虎沟12号冰川末端部分为研究区域,设计实施了多种控制点布设方案,使用低空微型无人机飞行3个架次,获取研究区航摄影像。通过对比控制点在不同分布情况及数量情况下,DEM和DOM数据检查点的精度,评价不同控制点布设方案的可行性。对比结果显示,在航飞过程中使用单格网模式即可获取高精度的影像数据;实施地面控制作业时,使用5—7个控制点均匀分布在测量区即可获取较高精度的图像数据;当冰川区不能满足均匀布设控制点时,可沿冰川主流线布设足够数量的控制点,所得图像精度也可以满足冰川学研究要求;若只能在冰川中下部或者中上部布设控制点,则控制点应覆盖冰面起伏较大的区域。     

Conflation of OpenStreetMap and Mobile Sports Tracking Data for Automatic Bicycle Routing

This article investigates how workout trajectories from a mobile sports tracking application can be used to provide automatic route suggestions for bicyclists. We apply a Hidden Markov Model (HMM)‐based method for matching cycling tracks to a “bicycle network” extracted from crowdsourced OpenStreetMap (OSM) data, and evaluate its effective differences in terms of optimal routing compared with a simple geometric point‐to‐curve method. OSM has quickly established itself as a popular resource for bicycle routing; however, its high‐level of detail presents challenges for its applicability to popularity‐based routing. We propose a solution where bikeways are prioritized in map‐matching, achieving good performance; the HMM‐based method matched correctly on average 94% of the route length. In addition, we show that the extremely biased nature of the trajectory dataset, which is typical of volunteered user‐generated data, can be of high importance in terms of popularity‐based routing. Most computed routes diverged depending on whether the number of users or number of tracks was used as an indicator of popularity, which may imply varying preferences among different types of cyclists. Revising the number of tracks by diversity of users to surmount local biases in the data had a more limited effect on routing.     

后差分技术及像控点密度对无人机摄影测量精度影响研究

基于Inpho摄影测量软件对比分析后差分、单点定位的无人机影像数据,在密集像控点、稀疏像控点条件下的DOM精度及DEM精度。在1 km²的试验区布设68个像控点及检查点,通过调整参与计算的像控点数量及布设位置,采用检查点对生成的DOM及DEM精度进行验证。通过试验发现,基于后差分技术及对控制点的合理布设对无人机摄影测量成果精度的提高具有显著效果。本次试验,最高精度达到平面±4 cm,高程±9 cm。因此,后差分技术及合理像控点布设对于大比例无人机数字测图具有重要的意义。     

基于网页旅游攻略的旅行线路规划

为帮助旅行者规划旅行线路,以旅游攻略为数据源,针对旅行线路规划问题中可选景点的动态性问题,根据传统车辆路径问题求解方法中两阶段法的先分组再定路线的策略,重点研究并设计改进了一种基于攻略中景点出现频率的先分组再定路线的启发式旅行线路规划策略用于自动规划旅游行程。试验结果表明,使用本文所提出的方法生成的旅游线路,时间分配更加合理,游览的景点间路程更短,线路的游览时间与景点间距离的费效比更高,对于游客规划旅行线路有着很大的现实意义。     

顾及控制点均匀性的无人机实景三维建模精度分析

无人机(UAV)倾斜摄影技术以其低成本、高效率、高精度等优点成为实景三维模型构建的主流.实景三维模型的精度受很多因素影响,研究主要从控制点分布均匀性的角度出发,探究其对实景三维模型精度的影响,提出一种较为普适的控制点均匀性衡量指标.研究中设计了两种不同数目的控制点实验,每种实验各包含3种不同均匀性分布方案.使用UAV获...     

激光扫描与无人机一体化控制下的复杂体育场馆高精度三维重建

针对复杂体育场馆外部精细建模在完整性和精度方面存在的问题,本文提出了地面控制、地面激光扫描、无人机建模控制一体化的高精度建模方法。首先应用特制标志建立区域内控制、扫描、无人机高精度一体化坐标系统;其次对地面多站激光扫描点云结合控制坐标进行区域整体平差配准,生成一体化坐标系统下高精度地面点云模型;然后应用无人机数据和控制点生成一体化坐标下的高精度顶部数据;最后融合两种数据生成对象完整高精度精细模型。试验证明,整体平差解算方法可实现多站点云的高精度配准,一体化控制可实现非同源异质数据高精度融合,解决了复杂建筑对象的高精度建模问题,具有很大的实用价值。     

面向城市复杂区域的无人机倾斜摄影航线规划方法

本文针对城市复杂区域倾斜摄影建筑物遮挡问题,提出了一种无人机航线规划方法.该方法首先基于前期测区踏勘成果确定航线的高度范围,选择合适的高度并进行合理性验证;然后通过建筑最密集区域确定航线方向并计算重叠度;最终根据侧视影像临界点设计该区域的航线路径.本文以大型企业园区为例进行实景三维建模试验.结果表明,基于该方法建立的三...     

无人机在重大地质灾害应急调查中的应用

传统的地质灾害应急调查受限于地形、天气等外界条件,不能快速全面地获取灾害的详细信息,而无人机具有灵活性强、时效性高和不受复杂地形影响等特点,在地质灾害应急调查中有独特的优势。本文以“6·24”新磨村滑坡和“10·11”白格滑坡为例,阐述了无人机数据获取及处理流程,重点介绍了无人机获取的数字地形产品在地质灾害精确描述、定性及定量分析中的应用。结果表明：无人机摄影测量技术为重大地质灾害应急调查提供了更加科学高效的现场影像采集和遥感成果处理及应用方案,为应急救灾工作的顺利实施及分析研判提供了重要数据支撑,科学有效地保证了现场施工救援人员的安全。