基于无人机倾斜摄影技术的三维建模


基于无人机倾斜摄影技术的三维建模

实景三维重建

近年来,随着我国城市建设的快速发展,城镇化进程口益加快,各个行业都在积极 响应数字化、智慧化的号召,对城市和地表空间基础信息的需求与口俱增,需要更加完整、真实以及高精度的空间信息数据来辅助完成各项工作,三维实景模型作为三维空间信息数据在诸多领域中都提供了重要作用。相对于二维数据,三维模型可以真实地还原目标物全貌,全面地体现客观实际,实现空间数据的直观化与可视化。因此,对三维重建技术进行深入研究具有重要的理论与现实意义。目前三维重建领域的关键问题是解决三维空间数据高需求与低效率之间的矛盾,近年来,基于无人机倾斜摄影技术、地面近景摄影测量、地面激光扫描以及机载LiDAR等新兴建模技术不断涌现,实景三维重建技术在越来越多的领域得到应用。

城市实景三维重建-大雁云

无人机倾斜摄影技术是由传统航空摄影发展而来的,与传统航空摄影技术相比,该技术能够较为全面、清晰且高精度地感知目标物的复杂场景,其获得的数据成果能更加真实客观地反映目标物的实际情况,还可获取目标物的绝对位置、高度等属性信息,保证目标物成果的真实性及精度的可靠性。同时相较于传统人工建模手段该技术的建模效率得到很大提高,一般而言,一个中小城市采用传统人工建模的方式进行模型构建需要一到两年的时间才能完成,而采用无人机倾斜摄影技术进行模型构建则只需要三到五个月的时间,大大缩减了数据采集及模型生产的时间周期和经济成本。该技术可以快速高效地获取目标物的影像数据,实现真实完整的三维实景重建。

无人机倾斜摄影技术-大雁云

无人机倾斜摄影技术

倾斜摄影测量技术作为一门革新性的测绘技术,近年来在无人机技术的支撑下得到了飞速发展,尤其在全面快速地构建三维实景模型方面,具有重要的实践应用价值。 无人机与倾斜摄影技术相结合进行无人机倾斜摄影测量是当前测绘行业的研究热点。传统的航空摄影是在飞行平台上搭载一台传感器从垂直方向进行拍摄,只能获取目标物的顶部信息数据,无法全面获取目标物的侧面信息及纹理,具有一定的局限性;而无人机倾斜摄影技术是在无人机平台上搭载多台传感器,从5个不同的角度同时进行拍摄完成数据采集。倾斜摄影技术从多个角度观察目标物,能更加真实直观地反映目标物的实际情况,同时侧视影像能较好地采集目标物的侧面信息及纹理,弥补了传统航空摄影的局限性。相较于传统人工建模手段,基于无人机倾斜摄影的三维建模技术不仅有效提高了工作效率,还缩短了数据获取的时间,降低了人力与物力成本。

目标区多角度航空影像拍摄图-大雁云

基于无人机倾斜摄影三维建模的技术流程

基于倾斜摄影技术构建三维模型的技术路线-大雁云

无人机搭载倾斜相机获取目标物的多视影像,联合POS信息及像控点数据通过建模软件进行数据处理实现三维实景模型的构建。在三维重建过程中,采集的倾斜影像的分辨率,POS数据的质量以及像控点的分布等因素对模型成果的精度有直接影响。随着倾斜摄影技术的兴起,对倾斜相机、机载RTK等都进行了深入研究,并获得一定的成果。

随着城市建设与测绘技术的发展,对三维模型的精度提出了更高的要求,目前市场上常用的实景建模平台主要包括大雁云实景三维建模平台、大势智慧、大疆智图、千寻云图等,这些平台在全自动化建模方面发展已较为成熟。大雁云实景三维建模平台是深圳市瑞云科技有限公司旗下专注于真实世界的高精度采集、三维数字化重建和服务方面的软硬件产品关键技术开发与应用,在城市高精度三维建模、应用和文化遗产数字化保护领域具有强大的技术优势。


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