无人机倾斜摄影技术支持下的三维精细模型制作

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  摘 要:倾斜摄影技术的出现改变了人们传统航测遥感影响只能从垂直方向进行拍摄的限制,可以在不同角度对数据进行采集,更客观的反应地面的情况,满足人们对三维信息真实数据的需求。在无人机倾斜摄影技术的快速发展过程中,人们对三维精细模型的制作也加大了研究力度。精细的模型可以使人们捕捉较为精确的三维数据,但就目前的研究结果来看,三维模型的制作还停留在比较粗略的三维模型制作,对较为精细的模型制作还没有纯熟的制作技术,因此本文主要针对无人机倾斜摄影技术支持下的三维精细模型做进一步的研究,为人们在更精细化的制作中提供数据参考。
  关键词:无人机;倾斜摄影技术;三维精细模型
  中图分类号:P231 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)27-0320-02
  1 概 述
  无人机倾斜摄影技术是国内外近些年在遥感领域研发的新技术,这种技术的主要作用是可以反映出较为精确的地理信息,无人机通过人们的遥感操作可以去拍摄人们不方便到达或者无法到达的地方,省去人们很多的拍摄麻烦,还能够有效的拍摄到大范围的图像,通过无人机的定位技术、地理信息、测量的距离来的到较为准确的三维数据,人们通过这一数据制作出三维模型。
  三维精细模型是一种精细度较高,效果更逼真自然的一种模型,人们通过精细的模型可以制作出能够呈现各种细节的三维效果图。目前精细的三维模型技术还有很大的提升空间,所能做到的技术还是保持在大范围粗糙的三维场景中,在高分辨率的细节方面还需要加大制作力度。
  2 无人机倾斜摄影测量
  倾斜摄影测量技术是近些年最新研发出的一种新技术,无人机倾斜摄影技术颠覆了人们只能垂直拍摄的局限性,在一架无人机中可以安放多台传感器,从多个角度采集拍摄到的图像信息,然后对图像信息进行处理得到较为真实的视觉体验。
  随着倾斜摄影技术的快速发展,国内外对三维模型的快速制作进行了大量研究,无人机搭载倾斜摄影相机快速获取大范围、高分辨率的多视影像数据,利用DP-Smart软件快速获得测区三维场景,通过DP-Modeler软件实现单体化精细建模,可以实现大范围三维精细模型的快速制作。
  倾斜摄影测量有它自己很多独有的特点:①倾斜摄影技术可以进行单张的摄影量的测量,在拍摄到的数据中对其拍摄信息进行长度、距离、角度、范围等数据信息进行处理,得到最后的分析结果。②它能够具体的显示出真实的事物信息,更加充分的了解事物真实情况,改善了传统的垂直拍摄的局限性。③无人机倾斜拍摄技术可以运用到很多的领域,比如建筑物的信息测量,新闻信息的航拍、城市信息采集、军事活动等,在城市的三维数据应用中,可以采用无人机倾斜测量按照大规模成图的特点,来得到城市相关的纹理信息,更加方便快捷的使人们得到大规模的城市信息,在城市的建模中减少了很多人力物力成本。④无人机倾斜摄影技术应用的领域在城市规划化、城市管理等方面有着很重要的作用,给人们提供诸多的信息采集的方便。它能够让遥控无人机拍摄的过程中了解到更多的影像资料,得到相关的应用数据,并精确的制定出实际应用的方案。在很多方面能够得到预测和布局参考数据。
  3 倾斜摄影测量技术在三维数字模型建模中的应用
  按照计划得到的数据进行比例设置,提取精确的倾斜摄影所采集的距离数据信息,根据测量区域的基本情况制作航拍的具体要求,并制作相应的拍摄计划。参考地图中航拍的地图比例尺,对预测区域进行合理的拍摄航线设计。拍摄的基本内容和要求是:①航拍的到的图像是彩色的数字影像。②得到的图像的重叠度按照具体的拍摄范围进行角度调整,航向和周围的重叠度依照具体的航线设置角度。③保证拍摄到的影响分辨率高,反差适中,影响的颜色要与真实景物的颜色相近,色调柔和。④在拍摄中可能会出现拍摄数据不完整现象,因此要及時的对遗漏的部分进行补拍,然后在后期的处理中把残缺的部分补充完整,并把拍摄出现异常的部分进行处理,制作出高精度的影像资料和测量数据。
  无人机倾斜摄影的拍摄的时间会受到外界各种因素的影响,比如天气和地形,那么在设计航拍的过程中还需要对无人机进行调整,无人机的航高要控制在1000m以下,在拍摄的天气上选择多云的天气进行拍摄,因为多云的天气太阳光线较为柔和,所得到的影像的分辨率较高,晴天拍摄到的影像会出现曝光的现象影像信息过亮影响视觉,雨天对航拍的无人机破坏较大,不能进行正常拍摄,所以天气不应选择雷雨天气。在天气的选择上,要注意风向和风速的变化,风量太大会影响无人航拍的正常飞行,拍摄的影像摇晃不清晰,不能进行有效的建模使用,所以要选择风速小于三级的天气。
  在模型制作的数据采集中对无人机拍摄航线的安排要有计划性,一般所采用的航线为直线,在比较特殊的情况下会依照地形、道路、河流等自然曲线进行航线调整,平行于摄区边界线的首末航线一般敷设在摄区边界线上或者边界外;旁向覆盖超出摄区边界线,一般不少于像幅的30%,确保目标摄区完全覆盖。行高依据周边建筑高度而定。后期如果照片存在质量问题,将对不合格的对各种原因获取的不合格航片要及时补拍,漏洞补摄按原设计航迹进行。
  4 三维精细模型制作
  在三维精细模型的制作中,不同的模型所要注意的事项和建立的步骤信息有所不同,景观的模型需要采集的信息是城市的土建信息、并且根据城市的设计规划要求来进行信息匹配,把拍摄到的影像或图片信息导入到地图信息中,用建模的程序来处理景观数据,然后把匹配完成的信息用MIF格式保存下来,然后做进一步处理。在地形的三维模型制作中通过倾斜摄影测量获得了底面信息,而有关人员将底面信息与半封闭五面体叠加在一起就获得了一个地形模型。而在IMAGIS三维模型中,必须要匹配的影像资料作为底面纹理,并将其叠加映射DOM中。
  5 总 结
  综上所述,无人机倾斜测量技术因其拥有操作快捷、方便、灵活性强、成本低等方面的优势,得到了广大用户的喜爱,并且运用无人机倾斜摄影技术进行城市、地形、军事活动等方面的人群越来越多。在信息处理技术与精细模型制作的不断发展过程中,改变了很多传统的测绘作业,给人们在测量大范围的数据提供了很大便利。要获得较为精细化的三维模型就需要在前期数据采集阶段获取高分辨率的影视图像信息,并在信息处理的过程中进行细致的后期处理。更精细的三维模型可以让人们更精确的分析出城市建设数据,制定更合理的城市规划方案,或者进行城市建设以外等其他方面的精准计划分析。
  参考文献
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  收稿日期:2018-8-13
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