消费级无人机倾斜摄影三维建模可行性研究

随着无人机的快速发展,利用无人机为平台的倾斜摄影技术在"数字城市"快速三维建模中得到广泛应用。本文以倾斜摄影技术为基础,深入研究了消费级无人机倾斜摄影三维建模生产的可行性,分析总结了其三维建模的总体流程及关键技术。同时在充分考虑了相机检校及机器性能,两个影响因素的基础上,对生产的三维模型精度进行评价。评价得到三维模型的平面精度中误差为0.189 m,高程精度中误差为0.471m,达到《三维地理信息模型数据产品规范》中平面精度中误差不超过0.300m,高程中误差不超过0.500m的要求。最后总结了此技术的优势和局限性,对"数字城市"快速三维建模工作提供一定参考。     

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。     

无人机倾斜摄影测量技术在可建设城市屋顶光伏资源调查中的应用

针对目前可建设光伏屋顶面积实测工作强度大、成图效率低、要素难以测全等问题,本文提出了无人机倾斜摄影测量辅助光伏屋顶面积测算的方法。本文从倾斜摄影、三维建模、内业成图等方面进行研究,并对测量成果进行精度评定。结果表明,三维模型平面位置中误差为3.9 cm,高程中误差为4.3 cm,建筑物房角点中误差为3.1 cm,建筑物边长中误差为3.1 cm,房屋建筑物面积较差小于城市商品房二级精度面积限差,在案例中检测的各项精度均符合国家标准规范要求,因此本文方法用于可建设光伏屋顶面积测算是可行的。     

旋翼无人机倾斜摄影测量技术在三维实景建模中的应用

使用倾斜摄影测量技术构建三维实景模型是近年来测绘领域的研究热点之一,与传统的垂直摄影测量技术相比,在三维实景建模中具有建模效率高、自动化程度高和模型逼真的优势,尤其是在“数字城市”“智慧城市”建设中具有举足轻重的地位。本文以某区域三维实景建模项目为研究对象,使用旋翼无人机搭载南方测绘倾斜数字航空摄影相机采集研究区倾斜影像数据,进行三维实景建模,最终获得平面X精度为4.03 cm、Y精度为3.86 cm、高程Z精度为3.91 cm的三维实景模型,建模精度完全满足项目建设需求。     

无人机倾斜摄影测量在房屋建筑面积测算中的应用

针对目前房屋建筑面积测量外业工作强度大、测量精度低、成图效率低等主要问题,本文提出了基于无人机倾斜摄影测量的房屋建筑面积测算方法。首先从无人机倾斜摄影、实景三维建模、数字正射影像制作、三维数字化测图、图件制作和面积指标计算等方面进行了研究,然后对试验结果进行了精度评定。结果表明,地形图平面位置中误差为4.6 cm,高程中误差为4.2 cm,房角点点位中误差为4.6 cm,建筑物边长中误差为4.5 cm,房屋建筑物面积较差小于城市商品房二级精度面积限差,各项精度均符合国家标准规范要求,该方法用于房屋建筑面积测算是可行的。     

BDS精密卫星钟差建模与预报

针对BDS卫星钟差的短期预报问题,该文采用二次多项式模型、灰色模型和线性组合模型来对BDS中3种不同类型卫星10d的精密钟差进行建模与短期的预报。拟合时长增加,预报精度也会逐步增高并趋于稳定。预报精度会随着预报时长的增加而降低,当预报时长为50min以内时,预报精度为亚纳秒级。3种模型的钟差预报精度均在1ns以内,其中二次多项式模型的预报精度优于灰色模型,线性组合模型预报精度介于二者之间。利用3种模型的钟差预报结果进行精密单点定位实验,所得的平均定位精度在E、N方向上误差最大不超过3cm,U方向上误差最大不超过5cm。验证了利用二次多项式模型、灰色模型和组合模型在卫星钟差的短期预报中是可行的。     

基于旋翼无人机倾斜摄影测量的城市三维实景建模研究

针对旋翼无人机倾斜摄影在三维建模的可行性及精度是否满足测量要求问题,本文以兰州市某区为例,利用ContextCapture软件对旋翼无人机倾斜摄影采集的数据进行了三维实景建模,并采用测区范围内均匀采集的外业实测控制点、检查点及测量数据验证所建立体模型的平面精度及测量精度。实验表明:采用多旋翼倾斜无人机获取数据,建立实景三维模型的中误差小于2像素,为后期行业应用提供了一定技术参考。     

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。     

无人机倾斜摄影在市政道路设计中的应用

为了验证无人机倾斜摄影技术能否应用于市政道路改造设计项目的地形图生产,设计了利用无人机倾斜摄影技术生产市政改造项目地形图的技术流程,以辽源红五星互通改造设计项目为依托,开展了无人机倾斜摄影数据的获取与建模工作,并检验了倾斜摄影模型成果的精度,生产了地形图。项目实践应用结果表明,利用无人机倾斜摄影技术生产的三维倾斜模型平面中误差8.2 cm,高程中误差11.2 cm,生产的地形图能够满足市政道路改造项目的应用,倾斜模型能在很大程度上节省市政道路改造设计的外业勘测时间。     

激光扫描技术在农村地籍测量中的应用

针对地籍测量精度要求高、现势性强等特点,将具有速度快、效率高等特性的三维激光扫描技术应用于农村地籍测量。采用测块四周布设CORS点进行点云整体坐标转换,利用CORS配合三维激光扫描技术,通过实例操作与精度验证,得到房屋界址点中误差为±3.76 cm,围墙界址点中误差为±3.64 cm,界址线中误差为±2.14 cm。