低空无人机视频影像可量测立体模型构建技术_王光辉
无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模分析
无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模分析文/王文州随着经济社会的快速发展以及城市化的不断推进，如何优化城乡未来规划、提供细致的参考内容已成为从业者需要面对的重要挑战。
本文以无人机倾斜摄影测量影响技术的主要优势与特点作为切入，分别基于特征提取以及影响匹配两方面对无人机倾斜摄影影像处理要点进行了分析，同时从空三测量、点云生成、数据优化、修复模型以及数据储存等角度对无人机倾斜摄影下的三维建模流程进行了阐述，以期为相关从业者提供参考。
6061无人机倾斜摄影影像处理要点为确保无人机平台下倾斜摄影影像处理效果，保障最终获取到的数据信息的准确可靠，相关技术团队应当关注到以下几方面技术要点。
特征提取在影像处理工作的开展过程当中，立足于图像拍摄的实际情况对其技术特征进行提取对强化影像处理效率具有至关重要的作用。
常用的无人机倾斜摄影影像特征提取策略主要包括下列几种。
首先是对光谱特征的提取，在针对地物目标进行的倾斜摄影以及测量工作的同时，目标部位的光学特征往往也会通过一定途径进行表现。
通常来说，不同类别、形态以及材质的物体在光谱特征的表现层面也会展现出一定的差异，其亮度规律各有不同，因此技术人员能够通过特定波段当中图像的亮度表现以及光谱特征表现对其进行类别归纳与划分，从而便于后续的辨识、测量与数据处理工作。
其次是对纹理特征的提取，在无人机搭载的倾斜相机当中，地物目标可能会以一定的规律表现出相应的图案，这一图案受地物目标形态、结构以及具体材质的影响较为明显，是图像特征的另一项重要表现，因此在针对无人机倾斜摄影影像进行处理的同时，技术人员还应将图像的纹理特征作为重点进行统计，使图像当中的区域化特征、灰度布局以及环境特点等信息都能够得到相应展现。
最后是按照图像测量目标要求进行的特征提取工作。
在无人机倾斜摄影测量技术的应用过程当中，由于其测量目标以及摄影对象存在一定的差别，因此其特征表现情况以及特征提取同样也各有不同，因此在特征提取的同时，相关技术团队以及影像处理人员还应当明确不同形态与不同领域的图像处理要求，进而保障图像特征提取的准确性与实用性。
基于无人机摄影测量技术的三维建模研究——东江森林公园高精度三维建模研究及应用
基于无人机摄影测量技术的三维建模研究——东江森林公园高精度三维建模研究及应用黎新宇;莫基琳【摘要】为提高森林景观三维模拟的真实性和实用性,为林区精细化巡查、景观规划和森林经营管理提供可靠依据,以广东省东江森林公园为例,基于无人机低空倾斜摄影测量高精度、高分辨率、灵活性强和不受复杂地形影响等特点,将无人机低空摄影测量系统应用到森林资源精准调查。
文章阐述了垂直起降固定翼无人机的运用和DEM、DOM及三维真实空间场景的制作方法,实现对45 km2大范围公园的三维真实场景重建。
实践结果表明:(1)同常规的遥感调查方法相比,该方法不仅能够获取更高分辨率和更高精度的林区调查基础数据,而且还提高了其时效性及可靠性;(2)构建的森林公园三维真实空间场景突破了传统的二维解译技术,提高了森林公园环境解译的精确度及准确度。
【期刊名称】《林业与环境科学》【年(卷),期】2018(034)006【总页数】5页(P103-107)【关键词】固定翼无人机;三维模型;东江林场【作者】黎新宇;莫基琳【作者单位】[1]广东省东江林场,广东河源517465;;[2]广州地理研究所,广东广州510070;【正文语种】中文【中图分类】P237随着科技的不断发展，三维建模已被广泛应用于各个行业[1-3]，包括测绘测量、地理信息系统、教学展示、城市规划、建筑建设、游戏制作、智慧城市、智慧景区、古文物数字化存档保护等。
传统的手工建模有着与地形图匹配程度高、位置精度高、建筑物与地表分界清晰的优势，但传统的遥感影像数据主要来源于垂直或倾角很小的卫星影像或航空影像，这些影像数据大部分只有地物的顶部信息，缺少地物的侧面信息，不利于三维真实场景的建立，并且这些影像上地物熔体产生变形及遮挡压盖问题，不利于后期的数据处理。
其生成的模型是静态的模型，并由于费时费力，难以应用于大范围尺度的三维建模中。
倾斜摄影建模技术可以真实地反映出地物的侧面详细轮廓及纹理信息，为三维实体模型的构建提供了数据基础。
无人机倾斜摄影测量三维建模技术应用
无人机倾斜摄影测量三维建模技术应用发布时间：2021-06-30T09:58:44.290Z 来源：《城镇建设》2021年第6期作者：王国伟[导读] 无人机具有机动、灵活、快速、经济等特点，以无人机作为航空摄影平台能够快速高效地获取高质量、高分辨率的影像。
王国伟天津市建筑科学研究院有限公司天津市 300193摘要：无人机具有机动、灵活、快速、经济等特点，以无人机作为航空摄影平台能够快速高效地获取高质量、高分辨率的影像，无人机在摄影测量中的优势是传统卫星遥感无法比拟的，越来越受到研究者和生产者的青睐，大大地扩大了遥感的应用范围和用户群，具有广阔的应用前景。
1.倾斜摄影测量原理通过传统摄影测量的飞机飞行方式，增加向前、后、左、右四个方向的传感器镜头，同时拍摄一组正摄和四个倾斜等五个不同角度的相片。
拍摄相片时，同时记录航高、航速、航向重叠、旁向重叠、坐标等参数，然后对倾斜影像进行分析和整理。
在一个时段，飞机连续拍摄几组影像重叠的照片，同一地物最多能够在三张相片上被找到，这样业内人员可以比较轻松地分析建筑物的结构，并且可以选择最为清晰的一张照片制作细部纹理。
2.密集匹配算法采用无人机影像恢复被摄物体三维信息，具有自动化程度高、成本低廉的特点。
密集匹配技术是基于二维影像恢复三维信息的关键技术之一，同时也是摄影测量和计算机视觉领域的热点和难点问题。
无人机影像相对于传统航摄影像，具有影像分辨率高、重叠度大的优势，同时也存在基高比小、影像姿态不稳定等问题。
无人机影像的这些特点给无人机影像的密集匹配带来了困难。
针对无人机影像的特点，设计一种基于影像分割的密集匹配算法。
算法的主要过程为：首先，采用mean shift方法对核线影像进行彩色分割，然后采用半全局匹配方法生成初始视差图，在此基础上，以影像分割的块作为最小单位用Ransac方法拟合视差平面并精化，再采用置信度传播方法进行视差平面分配，由此得到视差图，最后进行视差精化。
无人机实景三维测绘技术的应用
无人机实景三维测绘技术的应用摘要：在本篇文章中，以用地测绘和规划中对于无人机实景三维测绘技术的应用举例说明。
在科学技术创新和改进的背景下，利用无人机进行三维测绘，并且合理的规划用地，能够将建造期间存在的各项难题有效解决。
利用无人机本身携带的摄像镜头拍摄局部区域，然后采取专业性的绘图软件科学合理的绘制拍摄的数据图像，同时进行建模处理，相关人员从多方面开展布局和用地规划作业，结合实际情况制定完善的施工方案。
整体上而言，无人机测绘呈现出了数据准确性高、成本合理、便于操作等一系列优势。
所以有利于降低用地布局和规划隐患的发生，提升工作质量。
关键词：无人机实景三维测绘技术；应用原理；策略当前阶段，我国国土面积十分广阔，地形具备一定的复杂性和繁琐性，测绘人员可以结合具体的地形制定无人机飞行方案，从中获取准确的数据，利用各项数据开展三维建模处理，有效的分析地形情况，为用地布局规划提供良好的依据。
其中，无人机测绘技术产生的作用是非常高的，可以避免因为地质地形分布不均衡对施工方面造成的影响，按照周围施工条件落实完善的用地规划和布局方案。
1、对于无人机测绘技术的论述随着无人机技术的创新和改进，无人机实景测绘作业演变为了十分重要的一种形式，自身有着各种各样的远程影像功能，比如激光扫描仪、轻型光学相机等。
相关人员借助无人机设备，利用无人机中包含的数据传感器收集和整理各项数据，应用专业性的软件处理拍摄的图像信息，从而确保图像的精准性。
在具体的测绘工作开展过程中，因为无人机获取的遥感图像信息十分精准和完善，因此从一定程度上符合测绘发展方面提出的各项要求，所以在各个环节中得到了广泛应用。
在无人机实景三维测绘技术运行过程中，以无人机通过搭载无线电控摇杆设备，相关人员规范性的操作，使用小型数字相机或者扫描仪从空中航拍，经过无线网络把获取的地形数据信息反馈到电脑中，技术人员对获取的图像数据展开精准的地理位置比较，然后导入到三维建模软件内制作地质图形建模。
如何使用无人机进行三维建模和测绘
如何使用无人机进行三维建模和测绘无人机作为一种先进的航空设备，被广泛应用于各个领域。
其中，无人机的三维建模和测绘技术，更是在许多行业中展现出了巨大的潜力和价值。
本文将介绍如何使用无人机进行三维建模和测绘。
首先，我们将探讨无人机的基本原理和工作方式，然后详细介绍无人机三维建模和测绘的具体方法及其应用领域。
一、无人机的基本原理和工作方式无人机是一种不需要人类操作的飞行器，它能够自主进行飞行任务。
无人机的基本原理是通过内置的导航系统和传感器来获取环境信息、实时监测飞行状态，并根据预设的任务和路径进行飞行。
无人机的工作方式主要包括航行导航、飞行控制、图像处理和数据传输等几个关键环节。
二、无人机三维建模和测绘的基本方法无人机三维建模和测绘技术是利用无人机搭载的高分辨率摄像机或激光雷达等设备，通过获取地面或物体的图像和数据，再经过一系列的处理和计算，生成精细的三维模型或测绘数据。
无人机的三维建模和测绘主要包括以下几个基本方法：1. 摄影测量法：通过无人机搭载的相机对地表进行拍摄，获取大量的航拍图像。
然后，利用摄影测量原理和计算方法，对这些图像进行处理，并通过三维重建算法生成三维模型。
2. 激光雷达测绘法：无人机搭载激光雷达设备，通过向地面发射激光束并接收反射回来的信号，计算出物体或地形的准确位置和高度信息。
这种方法可以获得非常准确的三维测绘数据。
3. 短程测绘法：无人机利用激光测距仪等传感器设备，对局部地区进行精细的三维建模和测绘。
这项技术主要应用于建筑物、景区等小范围的测绘任务。
4. 雷达测绘法：无人机搭载雷达设备，可以对远距离的地面、海洋等进行大区域的三维建模和测绘。
这种方法在城市规划、国土调查等领域具有重要应用价值。
三、无人机三维建模和测绘的应用领域无人机的三维建模和测绘技术在许多领域中得到广泛应用，具有很高的价值和意义。
1. 建筑工程：利用无人机进行建筑工程的三维建模和测绘，可以大幅提高工作效率和准确性。
《2024年无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究》范文
《无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究》篇一一、引言随着科技的不断发展，无人机（Unmanned Aerial Vehicle，简称UAV）技术的广泛应用为测绘、地质勘查、城市规划等领域带来了革命性的变化。
其中，无人机倾斜摄影测量技术以其高效率、高精度的特点，在三维建模领域展现出巨大的潜力。
本文旨在研究无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的流程、方法及关键技术。
二、无人机倾斜摄影测量技术概述无人机倾斜摄影测量技术是指利用无人机搭载多种传感器，从不同角度（包括垂直、倾斜等）对地面进行拍摄，获取地面高分辨率影像数据的技术。
该技术具有以下特点：1. 高效性：无人机可以快速、灵活地飞抵指定区域进行拍摄。
2. 高精度：高分辨率影像能够详细反映地面的细微变化。
3. 多角度：倾斜摄影可以获取不同角度的影像，为三维建模提供更为丰富的信息。
三、影像处理技术影像处理是无人机倾斜摄影测量的关键环节，其目的是从原始影像中提取有用的信息，为后续的三维建模提供数据支持。
主要步骤包括：1. 影像预处理：包括影像的校正、配准、去噪等，以提高影像的清晰度和准确性。
2. 特征提取：利用计算机视觉和图像处理技术，从影像中提取出有用的特征信息，如角点、线特征等。
3. 影像拼接与融合：将多张影像进行拼接和融合，形成大范围、高精度的地理信息数据。
四、三维建模技术基于无人机倾斜摄影测量的影像数据，可以通过三维建模技术构建出地物的三维模型。
主要方法包括：1. 数字表面模型（DSM）构建：通过影像匹配和三维重建技术，构建地物的三维表面模型。
2. 三维场景重建：结合多源遥感数据和地面实测数据，构建真实感更强的三维场景模型。
3. 三维模型优化与渲染：对三维模型进行优化和渲染，提高模型的视觉效果和真实感。
五、关键技术与挑战在无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模过程中，面临以下关键技术与挑战：1. 高精度影像匹配技术：如何从大量影像数据中快速、准确地提取出有用的信息是关键。
一种基于深度学习的无人机航拍图像目标检测方法及系统[发明专利]
![一种基于深度学习的无人机航拍图像目标检测方法及系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d92aab7ee418964bcf84b9d528ea81c758f52ead.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011344704.2(22)申请日 2020.11.26(71)申请人 山东捷讯通信技术有限公司地址 264204 山东省威海市环翠区羊亭镇海峰路环翠创新园智能控制研究中心办公楼(72)发明人 谷永辉 刘昌军 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限公司 37221代理人 李圣梅(51)Int.Cl.G06K 9/00(2006.01)G06K 9/62(2006.01)G06N 3/04(2006.01)G06N 3/08(2006.01)(54)发明名称一种基于深度学习的无人机航拍图像目标检测方法及系统(57)摘要本公开提供了一种基于深度学习的无人机航拍图像目标检测方法及系统，包括：获取多种类别的目标图像和无人机的拍摄图像；对目标图像进行预处理，并将预处理后的目标图像分为训练集和验证集；将训练集的目标图像输入到目标检测网络中进行训练，获得训练好的目标检测模型；将验证集的目标图像输入到训练好的目标检测模型中进行验证，获得多个类别检测目标识别模型；将无人机的拍摄图像输入多个类别检测目标识别模型，获得检测结果；通过对多种目标类别的特征识别，实现对多种类检测目标的识别与排查；解决了部分类别的检测目标数据量不足的问题。
权利要求书2页 说明书5页 附图2页CN 112287896 A 2021.01.29C N 112287896A1.一种基于深度学习的无人机航拍图像目标检测方法，其特征在于，包括：获取多种类别的目标图像和无人机的拍摄图像；对目标图像进行预处理，并将预处理后的目标图像分为训练集和验证集；建立目标检测网络，所述目标检测网络用于提取目标图像的特征图，将特征图进行融合得到融合特征图，并根据融合特征图进行模型训练；将训练集的目标图像输入到目标检测网络中进行训练，获得训练好的目标检测模型；将验证集的目标图像输入到训练好的目标检测模型中进行验证，获得多个类别检测目标识别模型；将无人机的拍摄图像输入多个类别检测目标识别模型，获得检测结果。
无人机倾斜摄影技术在面积测量中的精度探讨
0引言在无人机技术问世之前，人们通过传统的人工测量方式进行数据收集，但这种方式成本高、效率低、精度小。
随后，无人机技术不断发展，无人机开始普及到面积测量中。
但是传统的无人机摄影技术都是从垂直角度拍摄地物，随着智慧城市的日益普及，原有的二维数据已经不能适应人们当下对于面积测量的需求，于是三维数据可视化就逐步取代了二维。
无人机倾斜摄影技术是一项新兴的高科技技术，它主要包括利用了解并控制场景中物体准确拍摄方向，通过控制拍摄方位来获得3D真实场景模型，以及观察拍摄场景中地面物体的平面情况进行场景模拟的高科技方法。
其系统主要依托于以无人机为基本工作载体，在其上方搭载5台镜头相机，同时从1个垂直、4个倾斜的5个不同角度进行拍摄采集，从而来获取相对地面无人机所能够测量到地区更加真实精准且全面完整的数据。
在20世纪90年代，国外相关专家便已经开始逐步系统地研究倾斜摄影测量技术，而美国Pictometry 公司则是世界首家系统科学地研究该技术的。
此技术目前在部分西方国家地区已获得广泛推广及应用。
我国关于倾斜摄影技术的研究实践工作相对起步较晚，直至2010年，倾斜摄影技术才渐渐发展成为我国遥感测绘科学与地理信息遥感应用领域最为关注的一项技术基础和研究新热点。
2010年4月，北京天下图数据技术公司引用了Pictometry公司的倾斜摄影技术，并逐步独立自主地设计完成了一套符合国内自有算法标准要求的倾斜摄影采集和应用技术，标志着倾斜摄影技术在国内领域正式起步。
当前，无人机技术融合倾斜摄影技术开展低空无人机倾斜摄影测量已成为另一项无人机新兴测试技术研究的新国际学术研究重点与热点。
在图像数据的自动提取后进行加工等处理的功能方面，国外软件对制作好的图像进行自动化处理的成熟程度较高；而国内目前尚无该类全自动加工及建模分析处理类软件，但国内已有很多的比较具有积极创新性且得到有效的应用验证的实际应用实践。
土地面积测量是农业、林业、海洋、地籍测量等部门工作中经常遇到的内容，测量的数据关乎各部门后续的工作开展，因此应当高度重视面积测量数据的精度及其稳定性。
《2024年无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究》范文
《无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究》篇一一、引言随着无人机技术的飞速发展，其在多个领域的应用日益广泛。
其中，无人机倾斜摄影测量技术以其高效率、高精度的特点，在地理信息获取、城市规划、环境监测等领域发挥着重要作用。
本文将重点研究无人机倾斜摄影测量的影像处理技术及三维建模方法，以期为相关领域的研究与应用提供理论支持。
二、无人机倾斜摄影测量技术概述无人机倾斜摄影测量技术是指利用无人机搭载的相机，从多个角度（包括垂直、倾斜等）对地面进行拍摄，从而获取地面的详细信息。
该技术具有高效率、高精度、大范围覆盖等优点，为三维建模、地理信息获取等提供了重要的数据支持。
三、影像处理技术（一）影像预处理影像预处理是倾斜摄影测量数据处理的重要环节，主要包括影像校正、去噪、色彩校正等。
其中，影像校正旨在消除因无人机飞行姿态、相机镜头畸变等因素引起的影像变形；去噪则是为了消除影像中的随机噪声，提高影像质量；色彩校正则是为了使不同影像之间的色彩保持一致，便于后续处理。
（二）影像配准与拼接影像配准与拼接是倾斜摄影测量数据处理的关键步骤。
通过影像配准，将不同角度、不同时间的影像数据进行匹配，建立影像之间的几何关系；而影像拼接则将配准后的影像数据进行融合，生成一幅包含多个角度信息的全景图。
这一过程需要运用数字图像处理技术和计算机视觉技术，实现高精度的影像配准和拼接。
四、三维建模方法（一）三维点云数据获取通过无人机倾斜摄影测量技术获取的影像数据，可以进一步生成三维点云数据。
这一过程需要运用摄影测量原理，从影像中提取出地物的几何信息，如坐标、高程等，从而构建出地物的三维模型。
（二）三维模型构建与优化在获得三维点云数据后，需要运用计算机图形学和三维建模软件进行模型构建。
首先，通过软件对点云数据进行处理，如去除噪声、填充空洞等；然后，根据点云数据生成地物的表面模型；最后，通过优化算法对模型进行优化，提高模型的精度和细节。
五、研究展望未来，无人机倾斜摄影测量技术将在多个领域得到更广泛的应用。
《2024年无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究》范文
《无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，无人机倾斜摄影测量技术得到了广泛应用。
通过无人机搭载的高清摄像头进行倾斜摄影，可以快速获取大范围的地表信息，为三维建模、地形测绘、城市规划等领域提供重要的数据支持。
然而，如何对倾斜摄影测量影像进行有效处理，以及如何利用这些影像进行三维建模，仍是一个值得深入研究的问题。
本文将就无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的相关技术进行探讨。
二、无人机倾斜摄影测量技术概述无人机倾斜摄影测量技术是一种利用无人机搭载高清摄像头进行倾斜摄影的技术。
通过该技术，可以获取地表的高清影像，同时还可以通过多个角度的拍摄，获取地表的立体信息。
该技术具有高效率、高精度、低成本等优点，被广泛应用于地形测绘、城市规划、环境监测等领域。
三、无人机倾斜摄影测量影像处理（一）影像预处理影像预处理是倾斜摄影测量影像处理的重要环节。
主要包括影像校正、畸变矫正、曝光融合等步骤。
其中，影像校正主要是对由于无人机飞行过程中产生的抖动、旋转等因素导致的影像偏移进行修正；畸变矫正则是针对镜头畸变进行修正，以提高影像的精度；曝光融合则是将多张曝光不同的影像融合成一张高动态范围的影像，以提高影像的清晰度。
（二）影像特征提取影像特征提取是倾斜摄影测量影像处理的另一个重要环节。
通过提取影像中的特征点、线、面等信息，可以为后续的三维建模提供重要的数据支持。
常用的特征提取方法包括SIFT、SURF、ORB等算法。
四、三维建模（一）三维点云生成通过倾斜摄影测量技术获取的影像数据，可以生成三维点云数据。
该数据包含了地表上每个点的三维坐标信息，为后续的三维建模提供了重要的数据支持。
（二）三维模型构建利用生成的三维点云数据，可以通过三维建模软件进行模型的构建。
常用的三维建模软件包括PhotoScan、Smart3D等。
在建模过程中，需要对点云数据进行配准、分类、滤波等处理，以提高模型的精度和效果。
如何利用无人机进行测绘和制作三维模型
如何利用无人机进行测绘和制作三维模型无人机，作为一种新兴的科技产品，正逐渐应用于测绘和三维建模领域。
利用无人机进行测绘和制作三维模型，不仅可以提高效率和准确度，还可以减少工作量和人力资源。
本文将就如何利用无人机进行测绘和制作三维模型进行探讨。
首先，利用无人机进行测绘是现代测绘技术的一项重要领域。
无人机搭载有高精度全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)，可以提供高精度的位置和姿态信息。
这种高精度的数据可以用于绘制精确的地形图、道路规划图和城市规划图等。
与传统的人工测量相比，无人机测绘技术可以大大减少测量时间，并且避免了人为误差的产生。
同时，无人机可以飞行到人类无法到达的地区，如高山、峡谷和森林等，扩展了测绘的范围。
其次，利用无人机进行三维建模也是无人机应用的热点领域之一。
三维建模是将真实物体或场景转化成数字模型的过程，通常用于工程设计、文化遗产保护和城市规划等领域。
无人机可以搭载高分辨率的相机和激光扫描器，通过采集大量图像或点云数据，实现对目标对象的三维重建。
利用无人机进行三维建模不仅可以提高建模效率，还可以减少构建时间和人力资源。
同时，与传统的手工建模相比，无人机建模可以获取更为精确的数据，提高模型的真实感和准确性。
为了实现利用无人机进行测绘和制作三维模型的目标，有一些关键的技术和方法需要掌握。
首先是无人机的飞行控制和航迹规划技术。
飞行控制技术主要包括无人机的悬停、起飞、降落和航向控制等，飞行员需要熟悉无人机的操作和指令，确保无人机的飞行安全和稳定。
航迹规划技术则是指根据测绘或建模的要求，确定无人机的飞行路线和任务参数，确保飞行轨迹的完整和准确。
其次，数据采集与处理技术也是无人机测绘和建模的重要环节。
数据采集主要包括图像采集和点云数据采集。
图像采集需要用到高分辨率的相机，确保图像的清晰度和质量。
而点云数据采集则需要使用激光扫描仪，通过激光束对目标进行扫描，获取目标表面的三维坐标。
数据处理则包括图像处理和点云数据处理两个方面。
219331542_低空无人机摄影测量技术在地质测绘中的应用研究
Value Engineering低空无人机摄影测量技术在地质测绘中的应用研究Research on the Application of Low Altitude Unmanned Aerial Vehicle Photogrammetry Technology inGeological Surveying and Mapping许光辉XU Guang-hui;郝伟涛HAO Wei-tao（河南省地质局矿产资源勘查中心，郑州450006）（Mineral Resources Exploration Center of Henan Geological Bureau，Zhengzhou450006，China）摘要:卫星遥感测量技术以及常规航测技术由于测量周期长、使用费用高，无法满足应急测绘及小面积高分辨率测绘等特殊地质测绘需求。
而低空无人机摄影测量技术具有载具小巧灵活易机动，航测高效快速准确、使用成本低、应用范围广，及在小区域和高海拔飞行困难区域能及时快速获取高分辨率影像等优势得到了越来越广泛的应用。
本文结合案例分析了低空无人机摄影测量技术的具体应用流程，并与传统测绘方法进行对比分析，得出无人机航测具有明显成本、效率、精度等优势。
Abstract:Satellite remote sensing measurement technology and conventional aerial survey technology,due to their long measurement cycle and high usage costs,cannot meet the special geological surveying and mapping needs of emergency surveying and small-scale high-resolution surveying.The low altitude drone photogrammetry technology has become increasingly widely used due to its compact,flexible, and maneuverable vehicle,efficient,fast,and accurate aerial surveys,low usage costs,wide application range,and the ability to quickly and timely obtain high-resolution images in small areas and areas with high altitude flight difficulties.This article combines a case study to analyze the specific application process of low altitude unmanned aerial vehicle photogrammetry technology,and compares it with traditional surveying methods.It is concluded that unmanned aerial vehicle aerial surveying has obvious advantages in cost,efficiency,accuracy,and other aspects.关键词:无人机；摄影测量技术；地质测绘；地形测绘Key words:drones；photogrammetry technology；geological surveying and mapping；topographic surveying and mapping中图分类号:P231文献标识码:A文章编号:1006-4311（2023）16-147-03doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.16.0440引言低空无人机摄影测量技术主要是指以小型、轻型无人机为载具搭载数码航空摄影相机、各类传感器、POS系统、自动飞行控制仪等器具在测区内自动飞行测量影像资料及飞行控制数据，并将数据传输到地面接收站，在地面数字摄影测量工作站进行作业，制作成需要的测绘数据的一种全自动测控技术。
工程测量中无人机影像的三维建模方法研究
工程测量中无人机影像的三维建模方法研究近年来，无人机技术的快速发展为工程测量领域带来了巨大的变革。
在过去，传统的测量方法需要耗费大量的时间和人力资源，且在某些复杂地形或环境条件下难以进行。
而无人机作为一种新兴的测量工具，具有高效、精确、灵活等优势，成为工程测量中不可或缺的重要工具。
无人机影像的三维建模方法是无人机测量中的关键环节之一。
本文将探讨几种常见的无人机影像三维建模方法，包括视觉定位与摄影测量、结构光扫描、激光雷达扫描等，并分析其特点和应用领域。
首先，视觉定位与摄影测量是一种利用无人机影像进行三维建模的常见方法。
该方法通过无人机拍摄的影像来获取目标区域的地形和地貌信息，从而实现三维模型的构建。
根据拍摄的影像，可以进行图像配准、三维重建、纹理映射等处理，最终生成高精度的三维模型。
视觉定位与摄影测量方法适用于较小范围的场景，例如建筑物、道路等，但在大范围场景的应用较为有限。
第二种方法是结构光扫描。
结构光扫描利用无人机搭载的激光发射器发射光束，通过扫描目标表面并记录光束返回的时间和强度信息，进而计算出不同点的三维坐标。
结构光扫描的优势在于能够实时获取三维点云数据，并且适用于各种环境条件。
然而，由于激光束的束径限制，结构光扫描方法对目标区域的精细特征表达能力较弱，因此在场景复杂、细节丰富的工程测量中可能会受到限制。
第三种方法是激光雷达扫描。
激光雷达扫描利用无人机搭载的激光雷达设备，通过发射激光束并记录光束返回的时间和强度信息，从而获取目标区域的三维点云数据。
激光雷达扫描的优势在于精度高、测量范围广，并且能够高效地获取复杂场景的细节信息。
然而，由于激光雷达设备价格昂贵，搭载无人机的成本较高，因此在一些预算有限的工程测量项目中可能不太适用。
总结来说，工程测量中无人机影像的三维建模方法包括视觉定位与摄影测量、结构光扫描和激光雷达扫描三种常见方法。
不同方法适用于不同的应用场景，根据具体需求选择合适的方法对于工程测量的准确性和效率具有重要意义。
低空无人机视频影像可量测立体模型构建技术
低空无人机视频影像可量测立体模型构建技术王光辉;武斌敬;龙敬琪;王更【期刊名称】《海洋测绘》【年(卷),期】2016(36)1【摘要】提出了一种利用无人机快速获取的视频数据的可量测立体模型构建方法.首先,通过无人机飞行平台快速获取视频数据,基于改进平板摄像机智能标定技术,获取摄像头的内方位元素,结合摄像机内方位参数、视频帧率、飞行高度、速度、影像分辨率等参数实现了基于实时视频流的关键帧影像自适应自动提取算法,并对提取关键帧影像进行畸变差改正;其次,通过对校正后的影像进行光束法空中三角测量加密处理,计算视频关键帧影像的外方位元素信息.最后,利用北京地区的试验数据进行了验证分析.结果表明利用能快速实现可量测立体模型构建,具有较高的量测精度,能有效的提高应急测绘条件下的灾情地理信息获取,为灾情评估和辅助决策提供依据.【总页数】4页(P75-78)【作者】王光辉;武斌敬;龙敬琪;王更【作者单位】国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心,北京101300;中国煤炭地质总局水文地质局,河北邯郸056021;黑龙江第三测绘工程院,黑龙江哈尔滨150081;中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】P231【相关文献】1.大场景立体模型建立及量测方法研究 [J], 王争鸣;任晓春;王玮2.一种基于航空影像的高精度可量测无缝正射影像立体模型生成方法及应用 [J], 李德仁;王密3.低空无人机摄影测量在市政道路土石方量测量中的应用 [J], 郭长东;李广福;马海禄4.低空无人机摄影测量在市政道路土石方量测量中的应用 [J], 郭长东;李广福;马海禄5.小型低空无人机航测技术在思南小屯岩危岩削方工程削方量测算中的应用 [J], 李军;李东明;贺太红;陈静因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
低空无人机倾斜摄影测量实景三维模型构建
低空无人机倾斜摄影测量实景三维模型构建
赵琪
【期刊名称】《兵器装备工程学报》
【年(卷),期】2022(43)4
【摘要】构建低空无人机倾斜摄影测量实景三维模型时,其相似区域容易出现误匹配,导致模型精度低。
为了克服这种缺陷,将左视、右视、前视、后视以及正视相机搭载于四旋翼无人机中,令无人机低空飞行,倾斜摄影采集高分辨率影像数据,预处理所采集影像数据消除几何误差,选取尺度不变特征转换算法匹配影像特征向量,空中三角测量确定加密点平面位置以及高程位置,利用多视影像匹配技术匹配所生成密集点云,利用不规则三角网重建地物模型配准目标影像与三角网,将完成配准的纹理贴图映射至不规则三角网中,获取具有三维物体真实色彩的三维实景模型,采用双线性内插法完成空三解算所获取核线影像的重采样。
仿真结果表明,采用该方法建立三维实景模型各检查点误差均低于0.05 m,可满足影像测量比例尺为1∶500精度要求。
【总页数】7页(P230-236)
【作者】赵琪
【作者单位】中国人民警察大学(广州)
【正文语种】中文
【中图分类】P231
【相关文献】
1.基于无人机倾斜摄影测量实景三维模型构建方法
2.基于无人机倾斜摄影测量和BIM技术的三维实景模型在水利工程设计中的应用研究
3.基于低空无人机倾斜摄影测量技术的三维模型构建及精度分析
4.基于低空无人机倾斜摄影测量技术的三维模型构建及精度分析
5.无人机倾斜摄影测量在实景三维模型测图中的应用
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一种基于实景三维的无人机低空飞行底图构建方法
一种基于实景三维的无人机低空飞行底图构建方法
丁晓龙;胡振彪;王斌斌;王刚
【期刊名称】《测绘通报》
【年(卷),期】2024()S01
【摘要】为解决城市低空无人机飞行航路规划中的障碍物探测和安全检测底图构建问题,本文提出了一种基于实景三维数据的安全检测底图构建方法。
该方法利用北斗格网对实景三维模型数据进行空间划分,获取每个网格内的最高值,生成栅格和矢量格式的安全检测底图。
与原始实景三维模型相比,生成的数据体量减少
500~1000倍,极大节省了空间分析所需时间;同时保留了地物关键高度信息,切实保障了城市复杂区域的超低空飞行安全;局部区域发生变化时,仅需替换对应网格即可实现数据更新,工作量小。
试验验证表明,本文方法可高效构建用于无人机低空飞行的安全检测底图。
【总页数】4页(P57-60)
【作者】丁晓龙;胡振彪;王斌斌;王刚
【作者单位】青岛市勘察测绘研究院;海陆地理信息集成与应用国家地方联合工程研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】P237
【相关文献】
1.基于无人机倾斜摄影测量实景三维模型构建方法
2.基于无人机倾斜摄影的数字露头实景三维模型构建
3.基于无人机技术构建三维实景智慧园区的应用研究
4.基于无人机倾斜摄影的实景三维模型构建策略
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关于无人机低空摄影测量成图精度的探讨
关于无人机低空摄影测量成图精度的探讨
卓万丽;王慧娜
【期刊名称】《城市地理》
【年(卷),期】2015(000)016
【摘要】本文以低空数字摄影测量系统为研究对象,对相关成图关键技术进行分析,重点对成图精度进行探讨,以期为实际应用提供必要的指导.
【总页数】1页(P131)
【作者】卓万丽;王慧娜
【作者单位】江苏省金威遥感数据工程有限公司, 江苏南京 210000;江苏省金威遥感数据工程有限公司, 江苏南京 210000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.无人机摄影测量像片倾角对成图精度的影响分析 [J], 罗勇
2.无人机低空数字摄影测量成图精度实证研究 [J], 仇春平;卢晓攀;王平论;王更;杨化超
3.复杂地形区像控点布设对低空无人机遥感成图的精度影响研究 [J], 贾雨欣;李剑南;张磊;张端淼;邓永煌;黄海峰
4.影响低空无人机航测露天矿地质成图精度的因素分析 [J], 魏亚峰
5.低空无人机摄影测量精度分析 [J], 兰寒玉
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无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用王会
无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用王会发布时间：2021-06-22T09:34:09.523Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：王会[导读] 摘要：测绘工程是工程建设顺利开展的基础工作，同时也是工程建设中必不可少的组成部分。
黑龙江省弘跃测绘技术服务有限责任公司新疆分公司 841000摘要：测绘工程是工程建设顺利开展的基础工作，同时也是工程建设中必不可少的组成部分。
无人机遥感技术作为工程测量中的重要技术之一，可以更加快速、便利的获得地形数据以及周边地区的地质和水体环境等信息，从而为工程建设规划提供更加可靠的信息，并能够对施工进度进行准确的预测。
工程测量中可以充分发挥无人机遥感技术的优势，从而使测量工作更加有价值，为工程建设打下基础。
本文主要讨论了无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用。
关键词：无人机遥感技术；工程测量；应用引言现阶段，测绘新技术的应用不仅是停留在理论层面，而且在实际各种工程测量中得到了广泛的应用。
无人机遥感技术作为较成熟的一项技术，不仅在民用领域得到了应用，而且在专业测量领域仍然取得了很好的应用效果，为工程测量的发展带来了很大的助力。
测绘环境较为恶劣时，就会给人工测量带来很大的难度，而无人机遥感技术的应用可以实现无人化的测量，有效的减少了人工测量造成的误差，并且还提高了测量效率。
一、无人机遥感技术在工程测量中的应用优势（一）遥感监测大尺度，具有宏观性一般来说，需要进行测量的区域都非常大，这也是导致测量数据出现错误的主要原因。
对于测量范围较大的区域可以选择无人机遥感技术，其可以满足监测大尺度的要求，并且还能够使侧脸过程更加完整和准确。
另外，无人机遥感技术进行测量工作时，可以将无人机遥感技术与其他科学技术进行有效的结合，使得测量工作能够更加精准。
同时在测量过程中还会进行三维立体化的监测，这有效的提高了测量数据的准确性以及测量结果的直观性，使无人机遥感技术具有一定的宏观价值。
（二）信息处理的速度比较快，图像分辨率相对较高无人机遥感技术与其他技术的结合，使得测量工作过程更加完善、科学。
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［6］ Ｒosenfeld A．From image analysis to computer vision： An annotated bibliography［J］． Computer Vision and Image Understanding，2001，84（ 2） ： 298-324．
［7］ 冯文灏．关于近景摄影机检校的几个问题［J］． 测绘通
信息。最后，利用北京地区的试验数据进行了验证分析。结果表明利用能快速实现可量测立体模型构建，具有较高
的量测精度，能有效的提高应急测绘条件下的灾情地理信息获取，为灾情评估和辅助决策提供依据。
关键词： 无人机； 摄像头标定； 关键帧影像； 光束法平差； 可量测立体模型构建
中图分类号： P231
文献标志码： B
本文介绍了一种基于低空无人机视频影像的可 量测立体模型构建方法，并通过试验验证了该方法 的可行性和有效性，具有较高的量测精度，能有效地 提高应急测绘条件下的灾情地理信息获取，为灾情 评估和辅助决策提供依据。
2 视频影像可量测立体模型构建技术
低空无人机视频影像可量测立体模型构建技术 搭载的是民用型高清轻小型 CCD 传感器，通过摄像 机智能标定技术获取其内方方位元素、通过关键帧 自适应自动提取技术建立的关键帧影像的提取方 法，提取满足摄影测量立体模型构建的关键帧影像，
文章编号： 1671-3044（ 2016） 01-0075-04
1引言
随着无人机的广泛应用，各种影像和视频影像的 获取更加方便和及时，但影像的及时处理和初步定位 显得越来越重要［1］。特别是近几年来无人机监控技 术的发展，以及视频流传输技术的逐步成熟，利用电 动无人机搭载小型摄像头获取视频数据用于应急救 灾成为可能［2］。在测绘领域，特别是在应急测绘条件 下，为满足特殊的需要，比如获取全景图，构建立体像 对，构建可量测立体模型，只获取视频影像是不够的。 因此开展关键帧的自动抓取并进行光束空中三角测 量放实现立体量测具有重要的研究意义。
收稿日期： 2015-04-14； 修回日期： 2015-10-16 基金项目： 国家科技支撑计划（ 2011BAB01B04） ； 测绘地理信息公益性行业科研专项（ 201412007； 201512027） 。 作者简介： 王光辉（ 1982－） ，男，河南商丘人，工程师，硕士，主要从事摄影测量与遥感数据处理及应用研究。
2. 3 光束法空中三角测量可量测立体模型构建［11］
（ 1） 利用特征匹配算法，得到同名点对进行光
束法空中三角测量，完成相对定向、模型连接以及航
带自由网多项式改正。
（ 2） 根据获取的精确的像片参数，得到一幅影
像中的所有特征点投影到与其相匹配的影像上的坐
标位置。假设点
u
k i
与
ukj
为第
i
幅影像和第
像元误差（ 像素）
xerr
yerr
0. 115 23 0. 105 24
3. 2 可量测视频关键帧影像立体模型构建试验 本试验提 取 视 频 关 键 帧 影 像 中 的 两 条 航 线，
十张关键帧影像，航线 1 的像片序号是 1 ～ 5，航线 2 的像片序号是 6 ～ 10。关键帧影像提取结果见 图 5。
然后利用摄影向量中光束法平差技术解求外方位元 素信息［8－ 9］，实现 基 于 视 频 关 键 帧 影 像 的 可 量 测 立 体模型构建，流程见图 1。
图 1 可量测立体模型构建总体技术流程图
2. 1 基于改进平板的摄像机智能标定 摄像机标定方法有传统标定和自标定两种，传
统标定技术精度较高，但其特制标定模块较昂贵，自 标定技术虽然较灵活方便，但其精度不高。张正友 提出了一种介于传统标定和自标定方法之间的一种 平板标定方法［5］。具体流程见图 2。方法如下： （ 1） 保证棋盘图像和摄像机之间一方处于静止状态，从 不同角度获取至少三张影像； （ 2） 在确定影像的左 上角为图像坐标原点后，根据影像的长和宽得到棋
表 3 解算结果
所有影像 单位权中 误差（ 像素）
0. 3962
控制点模型
中误差
（ 像素）
X
Y
Z
0. 005 2 0. 003 8 0. 042 7
控制点影像
匹配中误差
（ 像素）
X
Y
0. 376 1 0. 448 3
图 5 实验区视频关键帧影像提取结果示意图
利用 EＲDAS 平台的 LPS 模块对提取的关键帧 影像进行光束法空中三角测量可量测立体模型构 建。首先，选择正确的投影方式和转角系统，构建几 何模型，进行内定向； 然后，对影像进行相对定向、绝 对定向处理； 最后，进行光束法空中三角测量平差 计算。
保证棋盘图像和摄像机之间一方处于静止状 态，从不同角度获取 6 张影像，见图 4 。
图 3 视频关键帧影像自动提取流程图
图 4 棋盘影像示意图
根据图 1 所示的具体标定流程，并经过参数的 初始化和非线性最优化可以得到摄像机的内参数和 畸变系数，见表 1。
第1期
王光辉，等： 低空无人机视频影像可量测立体模型构建技术
表 2 为相对定向结果，各像对相对定向中误差 均小于 0. 5 个像素，符合低空摄影测量的规范要求。
本试验最终空中三角测量加密迭代收敛，所有 影像单位权中误差达 0. 396 2 像素，并可输出带有外 方位元素、像点坐标、物方坐标及连接点、控制点残 差报告，计算结果见表 3，满足低空摄影测量规范 要求。
航线设计中实现； 而关键帧的航向重叠度因无法设 置曝光间隔，则需要单独计算得到。
根据航线规划设计的旁向重叠及根据视频帧 率、飞行高度、速度、影像分辨率等参数确定的航向 重叠度计算方法，利用 DirectShow 技术实现关键帧 影像的自适应提取，以保证立体模型构建时需要的 立体相对。具体方法为： （ 1） 使当前视频系统处于 视频预览状态； （ 2） 先启动 Sample Grabber Filter 接 口无条件抓取一幅影像； （ 3） 设置视频关键帧影像 提取的时间间隔； （ 4） 循环操作直至所有影像提取 完成。见图 3。
j
幅影
像中第 k 个对应特征匹配点，pkij 为 ukj 上对应点投影
在影像
i
的坐标位置，定义残差为
r
k ij
=
uki
－p
k ij
。
n
（ 3） 得到所有匹配点之间的残差平方和，即： ∑ i=1
∑
j∈Γ（ i）
∑
k∈F（ i，j）
f
（
rij ）
2 ，将 其 作 为 目 标 函 数，给 定 一 初 始
值 xmax ，当 e＞xmax 时，令 e = xmax 然后进行最小二乘迭
代计算求解关键帧影像的内外方位元素，实现可量
测立体模型构建。
Байду номын сангаас
3 试验验证
本试验数据来源是利用无人机快速获取北京某 地区的视频数据，并对试验结果进行了分析。 3. 1 摄像机智能标定与关键帧影像提取试验
在 vs2008 开发平台上，利用 VC++语言和微软 提供的 DirectShow 应用程序开发工具包，以及开源 代码 OpenCV，结合摄像机内方位参数、视频帧率、 飞行高度、速度、影像分辨率等参数，实现了关键帧 影像自动提取，并对影像进行了畸变差改正。
第 36 卷第 1 期 2016 年 1 月
海洋测绘 HYDＲOGＲAPHIC SUＲVEYING AND CHAＲTING
DOI： 10．3969 / j．issn．1671－3044．2016．01．019
Vol. 36，No. 1 Jan．，2016
低空无人机视频影像可量测立体模型构建技术
王光辉1，武斌敬2，龙敬琪3，王 更4
［4］ Fraser C S． Some thought on the emergence of digital close-range photogrammetry ［J］． The Photogrammetric Ｒecord，1998，12（ 1） ： 125-140．
［5］ Zhang Z．A flexible new technique for camera calibration ［J］．IEEE Transactions on Pattern Analysis and M achine Intelligence，2000，22（ 11） ： 1330-1334．
77
表 1 摄像机标定结果
焦距（ 像素）
中心坐标（ 像素）
径向畸变（ 像素）
f
fx
fy
u0
v0
k1
k2
29. 4mm 802. 409 26 799. 708 89 362. 417 83 313. 433 74 －0. 167 93 0. 266 68
切向畸变（ 像素）
p1
p2
0. 001 27 0. 006 89
速获取视频数据，基于改进平板摄像机智能标定技术，获取摄像头的内方位元素，结合摄像机内方位参数、视频帧率、
飞行高度、速度、影像分辨率等参数实现了基于实时视频流的关键帧影像自适应自动提取算法，并对提取关键帧影像
进行畸变差改正； 其次，通过对校正后的影像进行光束法空中三角测量加密处理，计算视频关键帧影像的外方位元素
缝正射影像立体模型生成方法及应用［J］． 铁道勘察，
2004（ 1） ： 23-25． ［11］ 张剑清，潘 励，王树根． 摄影测量学［M］． 武汉： 武汉