激光测绘和倾斜摄影的区别简述
三维激光扫描和倾斜摄影在古建筑测绘中的应用
三维激光扫描和倾斜摄影在古建筑测绘中的应用摘要:随着数字化的迅速发展,传统的测绘方法逐渐被三维激光扫描、倾斜摄影以及遥感等数字化测绘技术所取代。
近些年研究表明,不论是哪种技术,都具有一定的局限性,例如信息采集不完整等,从而无法满足古建筑保护对测绘精度的需求。
故融合多源数据对于古建筑测绘的发展有重要意义。
基于此,对三维激光扫描和倾斜摄影在古建筑测绘中的应用进行研究,以供参考。
关键词:三维激光扫描;倾斜摄影;古建筑;数据处理引言现阶段通常采用古建筑物建模的方法:一是手工建模测量点的方法,即利用传统的制图方法获得古建筑物重要点的坐标,通过连接二维数据获得三维模型,软件建模和纹理插入过程;二是三维激光扫描方法。
采用三维激光扫描技术获取古建筑物的点云数据,由于扫描仪的视角有盲区,因此获得的点云数据没有连续性,点云三维数据的连接误差较大,行业工作量较大;第三,在低空,无人机可以快速获取古建筑物的全景图,用不同角度的物镜生成模型,并根据算法实现纹理图,达到快速准确的仿真效果。
1三维激光扫描技术特征激光是一种高科技光源,用于增强激发辐射。
与普通光源相比,激光具有高定向、亮度、强单色和良好的相关性等特点。
随着科技水平的不断突破,激光技术也取得了质的飞跃,结合现代电子技术,逐渐从静态点测向动态三维测量转变。
20世纪90年代末,美国CYRA公司、法国MENSI公司等开始在制图领域应用三维激光扫描技术进行实验,取得了良好的效果。
三维激光扫描技术的应用为人们提供了更多的测量机会。
过去,在收集三维信息时,通常对一个固定点进行三维数据采集,结合近场和航空摄影测量方法,实现对物体三维坐标参数的测量。
然而,使用传统方法在单点获取三维坐标不仅在更复杂的地形上运行缓慢且效率低下,而且还具有大量无法准确和详细描述的物理数据。
因此,在采用光学摄影方法对三维数据模型进行数据信息测量时,对测量设备的要求很高,而后续数据处理非常复杂和广泛,数据偏差较大,难以保证测量结果的稳定性和准确性。
三维激光扫描及倾斜摄影测量在古建筑数字化建模中的应用对比——以西安广仁寺为例
三维激光扫描及倾斜摄影测量在古建筑数字化建模中的应用对
比——以西安广仁寺为例
池梦洁;张文翔
【期刊名称】《建筑与文化》
【年(卷),期】2022()6
【摘要】古建筑的数字化建模是古代建筑信息可视化的重要步骤和基础。
文章以西安广仁寺为数字化建模研究对象,详细介绍了三维激光扫描技术和倾斜摄影测量技术在测绘过程中各环节的实施步骤和方法,以及如何进行数字化重建,最后将三维激光扫描技术和倾斜摄影测量技术在古建筑数字化建模中的适用性进行比对,为其他类似寺院建筑的修复及建设提供准确的保护思路及详尽的三维模型信息,也为其他文化遗产建模研究及数字化保护工作提供了实例。
【总页数】4页(P162-165)
【作者】池梦洁;张文翔
【作者单位】西藏民族大学;东南大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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——以西安钟楼三维建模及精细测绘项目为例4.航空倾斜摄影和三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用5.倾斜摄影测量在城市数字化三维建模中的应用
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三维激光扫描和倾斜摄影在古建筑测绘中的应用
三维激光扫描和倾斜摄影在古建筑测绘中的应用摘要:随着数字化的迅速发展,传统的测绘方法逐渐被三维激光扫描、倾斜摄影以及遥感等数字化测绘技术所取代。
近些年研究表明,不论是哪种技术,都具有一定的局限性,例如信息采集不完整等,从而无法满足古建筑保护对测绘精度的需求。
故融合多源数据对于古建筑测绘的发展有重要意义。
关键词:三维激光扫描;倾斜摄影;古建筑;点云;数据处理引言随着我国经济的快速发展,我国经济建设水平得到了进一步提高。
在城市化建设中,我国城市建设取得了巨大成就,城市规模不断扩大;在此背景下,大量的文化遗产受到了人们的高度重视。
为了更好地保护历史文化遗产,需要对城市内的文物建筑进行科学的保护。
利用地面三维激光扫描测量技术对古建筑进行测绘,可获取完整的数据并形成数字化模型,对传统建筑的保存具有重要作用。
1摄影测量技术优势几年来,随着我国科学技术水平的不断提升,也逐渐涌现出来了一些新技术,比如全数字摄影技术,技术人员认为可以将全数字摄影技术与摄影测量技术进行有效的结合,将摄影测量技术带入到另一个发展空间中,通过与先进的全数字摄影技术进行有效的结合,测绘结果的准确率提升,并且还能够将测绘目标以更加真实的三维效果展现出来。
这种结合后的新技术目前也已经在一些城市工程测绘工作中得到了应用,在应用的过程中能够将地图中的数据、线条等清晰的显示出来,但是这种新技术目前使用过程中只允许在规模为1公里至500公里的范围内使用。
技术人员在应用的过程中,依旧需要将摄影测量仪器与绘图仪、计算机等连接,保证相关数据的随时收集、整理和显示。
2地面三维激光扫描技术的特点地面三维激光扫描技术是通过利用激光束对物体进行扫描而获取物体的高度信息和相对位置信息,地面三维激光扫描技术具有高精度、全自动化等特点。
相对于传统测绘技术而言,三维激光测量系统可以将目标表面的三维信息以数字化的形式储存于设备中,并以数据形式显示出来。
利用激光测距仪的激光测距功能获取地面目标表面的距离信息,其精度可以达到毫米级,从而实现对三维空间数据进行测量与绘制。
分析传统航空测绘摄影与倾斜摄影测绘的区别
分析传统航空测绘摄影与倾斜摄影测绘的区别发表时间:2021-01-04T03:27:56.911Z 来源:《现代电信科技》2020年第13期作者:卓万丽[导读] 倾斜摄影测绘和传统航空摄影不同,其在具体的飞行平台当中可以搭载多个传感器,因此在采集影像时也可以从垂直、倾斜等不同角度来开展采集工作,全面而又准确的去获取相关地面物体的信息。
(江苏省金威遥感数据工程有限公司江苏南京 210000)摘要:随着我国科学技术的快速发展,测绘行业当中也出现了许多全新的科技产品,在传统的二维地图定位和导航基础上,人们可以对更加具有真实性的三维场景进行观看,在此背景下,相关测绘工作者发掘出了倾斜摄影测量这一技术。
本文针对传统航空测绘摄影和倾斜摄影测绘之间的区别进行分析,介绍了倾斜摄影的原理,并针对二者的不同点进行了具体阐述。
关键词:传统航空;测绘摄影;倾斜摄影;测绘区别一、倾斜摄影测绘原理倾斜摄影测绘和传统航空摄影不同,其在具体的飞行平台当中可以搭载多个传感器,因此在采集影像时也可以从垂直、倾斜等不同角度来开展采集工作,全面而又准确的去获取相关地面物体的信息。
而工作人员则可以结合倾斜数据有效进行内业处理和分析,以此来获取更多的地表数据,通过对相关信息数据进行整合,可对三维模型进行有效构建,以此来为相关研究和管理工作的开展提供便利。
倾斜摄影测量的核心原理与传统航空摄影具有相似性,具体为在共性方程的基础上,对区域网平差进行应用,以此来计算相关影像的外方位元素,再采用高性能计算机和具体的匹配算法来有效提取相关特征点云,从而在密集点云的基础上对相关产品进行获取。
二、倾斜摄影测绘与传统航空摄影的区别(一)影像获取方式的不同传统航空摄影在飞行平台上只搭载了一个镜头相机,因此在采集地面影像时只能够获取下视视角的影像。
倾斜摄影测绘则在其基础上添加了相关的镜头,这使其视角有了明显的增加。
这样一来,在摄影过程不仅能够对下视视角影像进行获取,还能够得到倾斜影像。
测绘技术如何进行倾斜摄影测量
测绘技术如何进行倾斜摄影测量摄影测量是现代测绘技术中的重要组成部分,而倾斜摄影测量则是摄影测量的一种新兴技术。
本文将探讨倾斜摄影测量的原理、方法以及应用。
一、倾斜摄影测量的原理倾斜摄影测量是利用倾斜摄影机进行影像采集的一种测量方法。
倾斜摄影机与传统的竖拍摄影机不同,它能够通过调整摄影机的镜头角度来获取不同方向的影像。
倾斜摄影测量的原理主要包括两个方面:倾斜摄影机的角度调整和影像的几何校正。
在倾斜摄影测量中,角度调整是关键步骤之一。
通过调整摄影机的镜头角度,可以获取不同方向的影像。
倾斜摄影机通常具有多个镜头,每个镜头负责不同的方向,通过这些镜头的协同工作,可以实现对目标区域的全方位观测。
影像的几何校正是倾斜摄影测量的另一个重要步骤。
由于拍摄角度的不同,摄影机拍摄的影像可能出现形变。
为了实现准确的测量,需要对影像进行几何校正,将其转化为与地面实际情况一致的影像。
二、倾斜摄影测量的方法倾斜摄影测量的方法主要包括:光束法、影像匹配法以及点云法。
光束法是倾斜摄影测量的传统方法之一。
在光束法中,摄影机的镜头角度通过激光测距仪和姿态传感器进行测量,得到每一张影像对应的空间点位置,从而实现影像与地面对象的对应关系。
影像匹配法是近年来发展起来的一种倾斜摄影测量方法。
该方法通过计算机图像处理技术,在不同影像之间进行特征点的匹配,获得相应的三维信息。
点云法是另一种常用的倾斜摄影测量方法。
在点云法中,通过将摄影机拍摄的影像转化为点云数据,然后进行点云的配准和分析,从而得到目标区域的真实三维坐标。
三、倾斜摄影测量的应用倾斜摄影测量在各个领域都有广泛的应用。
例如,在城市规划与建设中,倾斜摄影测量可以用于建筑物的立体测量和建模,为城市规划提供高精度的基础数据。
在地理信息系统(GIS)领域,倾斜摄影测量可以用于制作数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM),实现对地表地貌的准确描述。
在环境监测与资源管理中,倾斜摄影测量可以用于森林资源的调查与管理、水域的监测与保护等。
无人机正摄影像、倾斜摄影、激光雷达技术对比分析
无人机正摄影像、倾斜摄影、激光雷达技术对比分析摘要:近年来,无人机以其机动灵活、高效快捷、精细准确等优势,被广泛应用于测绘领域。
现阶段无人机主要通过正摄影像、倾斜摄影、激光雷达三种技术得到地理信息数据,本文通过对上述三种方法的介绍、对比、分析,让大家有一个直观的认识。
关键词:正摄影像;倾斜摄影;激光雷达1.正摄影像技术1.1 正摄影像简介正摄影像技术是将航空像片(遥感影像)以像元为基础把每张像片数据纠正到数字地面模型上,消除航摄像片的倾斜误差和地形起伏引起的投影差,经过镶嵌、切割,得到数字正摄影像图(DOM)的过程。
1.2 技术特点(1)时效性好、针对性强。
传统高分辨率卫星和航拍数据,一般会面临时效性差和成本高的问题。
无人机航测可以根据测区范围预设航线进行拍摄,采集到该区域的最新影像数据,短期内提供用户所需成果。
(2)地表数据快速获取和建模能力。
系统携带的数码相机等设备可快速获取地表信息,获取高分辨率数字影像和高精度定位数据,便于进行各类环境下的系统开发和应用。
1.3 主要技术指标数码相机须经过检校,主要性能指标要求如下:面阵传感器,有效像素应大于2000万;像素2000万的影像能存储1000幅以上;快门速度应快于1/1000s;连续工作时间应大于2h;具备电子快门;机身与镜头之间应固定安装。
2.倾斜摄影技术2.1 倾斜摄影简介倾斜摄影技术通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。
倾斜摄影技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景,通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性,为真实效果和测绘级精度提供保证。
常用的倾斜摄影技术主要采用五相机组合,一台获取垂直影像,另外四台从前后左右四个方向同时获取地物的侧视影像,可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。
2.2 技术特点(1)反映地物真实情况。
测绘技术中的激光扫描与摄影测量对比研究
测绘技术中的激光扫描与摄影测量对比研究测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色,它是为了获取地表及其下方实体的几何形态、地物信息和相关特性而采取的一种手段。
而在测绘技术中,激光扫描和摄影测量作为两种常用的测绘方法,长期以来备受地测、建筑和其他领域的关注。
本文将对激光扫描和摄影测量进行对比研究,探讨它们在测绘领域中的优缺点以及适应的应用场景。
激光扫描技术,又称为激光雷达测量技术,通过发射并接收激光脉冲,利用激光脉冲返回的时间与速度关系来测量目标物体的距离、形状和表面特性。
与此相比,摄影测量则是利用航空摄影或者地面摄影获取的影像数据,通过三维立体像对几何关系进行测量和分析。
首先,激光扫描技术在测绘领域中具有一些明显的优势。
其最大的特点在于高精度、高分辨率的三维重建。
激光扫描能够通过大量的点云数据获取地物的详细信息,能够精确测量地物的座标、尺寸和形状,可以得到准确的三维模型。
同时,激光扫描可以通过不同角度进行多次测量,以提高数据的准确性和细节的还原度。
此外,激光扫描还可以在复杂的环境中进行测量,能够获取高反射率表面和透明材质的信息,具有较好的适应性和适用性。
然而,激光扫描技术也存在一些不足之处。
首先是扫描速度较慢,对于大面积地物的扫描来说,需要花费大量的时间和人力资源。
其次是设备和维护成本较高,相比于摄影测量,激光扫描需要更专业的设备和技术人员,投入成本较高。
此外,激光扫描在对细节部分的测量和分析上可能存在一定的局限性,对于较小的地物或者复杂结构的细节,可能无法完全还原其形态和特征。
与激光扫描技术相比,摄影测量在测绘领域中也具有一系列独特的优点。
首先是航空摄影和卫星遥感技术的发展,为摄影测量提供了大量的影像数据源,能够快速获取大范围区域的地物信息。
其次,摄影测量技术操作简单,不需要接触到地面的物体,可以避免传统测量所带来的一些困难和安全问题。
同时,摄影测量技术还能够实现高速、大范围的测量,适用于需要快速获取地物信息的场景。
激光扫描与摄影测量的优缺点对比与选择
激光扫描与摄影测量的优缺点对比与选择近年来,激光扫描和摄影测量都成为了测量与建模领域的重要工具。
两种技术各有优点与局限,本文将就激光扫描与摄影测量的优缺点进行对比,以帮助读者了解它们在实际应用中的选择与运用。
一、数据采集与处理激光扫描技术利用激光束进行反射,通过接收反射光的时间差计算出物体表面的距离,从而形成三维点云数据。
相比之下,摄影测量依靠照相测量原理,通过相机拍摄物体的照片,再通过图像处理软件进行数据提取和分析。
在数据采集方面,激光扫描技术能够提供高精度的数据,适用于复杂的地形和建筑物测量。
而摄影测量技术相对较便捷,数据采集速度较快,适用于大范围的测量任务。
然而,在处理过程中,激光扫描需要进行点云数据的拼接与处理,而摄影测量则需要进行图像匹配和形状恢复,两者在数据处理上都需要一定的技术与时间投入。
二、适用范围与环境条件激光扫描技术适用于复杂的地形和建筑物测量,能够提供详尽的三维形状信息,尤其在单体建筑和文物保护领域具有独特的优势。
而摄影测量技术则更加适用于大范围的地理环境测量,能够提供地表高程、坡度等基础地理信息。
在环境条件上,激光扫描技术相对较为苛刻,对光线和大气环境有一定的要求,特别是在室外采集时容易受到自然光线和云雾的影响。
而摄影测量技术对环境要求较低,可以在不同光照条件下进行数据采集。
三、精度与效率激光扫描技术具有高精度的特点,能够提供亚毫米级的测量结果,适用于对精度要求较高的项目。
而摄影测量技术在精度上相对较弱,通常在厘米级别,适用于一些对精度要求不那么严格的应用场景。
然而,在数据处理效率上,摄影测量技术相对较高,能够在较短时间内完成数据处理和结果提取。
而激光扫描技术在数据处理时需要经过多次拼接与过滤,耗时较长。
因此,在选择技术时需要根据项目需求平衡精度和效率的取舍。
四、成本与投入从设备投入方面来看,激光扫描技术的设备相对较为昂贵,需要专业的设备和激光器,对于一些小型项目可能不太划算。
人工建模,倾斜摄影和激光雷达的原理及优缺点
人工建模,倾斜摄影和激光雷达的原理及优缺点01 01三维建模1.1 人工建模通常利用GNSS-RTK 或全站仪获取测量数据,在此基础上利用3DSMax、Skyline、Sketch Up等传统的三维建模软件人工建模。
这种方法是利用平面信息的基础上建立没有纹理的三维模型。
模型中的纹理需要人工拍照后贴到三维模型上。
这样操作工作量大,费时费力,生产成本高,效率低下。
1.2 传统遥感技术、卫星和航空摄影测量技术遥感影像覆盖范围广、成本低而且较高的分辨率所以能够快速获取精确的数据。
目前高分辨率的比较成熟的商用卫星影像比如0.31 m 的WorldView-3卫星影像等,这种高分率的影像通过几何纠正,辐射校正能达到很高的精度。
利用快速影像匹配技术,生成DOM需要手动或者半自动人工地物的采集的方式获取影像的建筑物表面纹理。
最后实现基于高分辨影像的三维建模。
但是这种方式三维建模存在遮挡问题严重,建筑立面纹理数据获取成本较高,内业贴图费时费力。
上述两种三维建模技术存在低效率、高成本、纹理数据不足,数据处理复杂等问题。
已不能满足当前输电线路走廊三维建模的的要求。
倾斜摄影测量和激光雷达测量新的勘测技术的出现,满足了输变电三维建模的勘测技术需求。
02倾斜摄影测量倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术。
倾斜摄影测量的技术是自动化的方法构建三维模型,很大程度上提高了三维建模的效率。
2.1 倾斜摄影测量原理倾斜摄影测量它是同一台无人机上搭载着五镜头相机从垂直、倾斜等多角度采集影像数据、获取完整准确的纹理数据和定位信息。
丰富多彩的影像信息给三维模型带来更加真实的视觉效果。
倾斜摄影技术在三维建模的成本上大大节省了成本。
倾斜摄影测量能够弥补传统三维建模技术的缺陷,提供了高效率,低成本等优点。
倾斜摄影的五相机方案中(见图 1-3),一台获取垂直影像,另外四台从前后左右 4个方向同时获取地物的侧视影像。
相机倾斜角度在40 °~60 °之间,因此可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。
倾斜摄影和激光雷达技术在基础测绘建设中的应用
倾斜摄影和激光雷达技术在基础测绘建设中的应用【摘要】倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术。
通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。
机载激光雷达(LiDAR)是一种集激光扫描与定位定姿系统于一身的测量装备。
两种最新的三维测量技术在测绘行业已得到广泛的应用。
【关键词】倾斜摄影,激光雷达,测绘倾斜摄影和激光雷达作为两种最新的三维测量技术越来越受到关注,两种新技术的应用,大大的提高了测绘工作的速度和精度,同时也大大的拓宽了测绘行业的应用服务范围。
两种新技术各有优劣,应用中优势互补,很好的应用到生产实践中。
现在以输电线路三维测量应用为例,对倾斜摄影和激光雷达技术进行比较。
一、倾斜摄影技术倾斜影像是指由一定倾斜角度的航摄相机所获取的影像。
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。
倾斜航空摄影是利用倾斜航空相机获取地物信息的一种新型的航空摄影方式。
常用的倾斜摄影技术主要有三相机和五相机组合,目前主流方案采用五相机(也有少数采用双相机或单相机的方案,但通常以采集效率降低为代价)。
在一般倾斜摄影的五相机方案中,一台获取垂直影像,另外四台从前后左右四个方向同时获取地物的侧视影像。
相机倾斜角度在40度到60度之间,因此可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。
倾斜摄影系统可以搭载在有人飞机或者无人机上,可以快速获取地物三维模型且成像效果好,是大场景三维建模的重要选择之一。
倾斜摄影可以获取具有真实纹理的三维数据,适合做大范围城市三维建模、输电线路通道建模和一些对精度要求稍低的三维工程测量应用。
由于倾斜摄影技术采用可见光进行测量,对天气要求较高,并且对植被下的地形无能为力,对细小物体(电塔、电力线)的建模能力不足。
激光测绘和倾斜摄影的区别简述
倾斜摄影与激光雷达技术在实景三维测量应用中的比较倾斜摄影和激光雷达作为两种最新的三维测量技术越来越受到关注。
现在以输电线路三维测量应用为例,对倾斜摄影和激光雷达技术进行比较。
一、倾斜摄影技术倾斜影像是指由一定倾斜角度的航摄相机所获取的影像。
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。
倾斜航空摄影是利用倾斜航空相机获取地物信息的一种新型的航空摄影方式。
常用的倾斜摄影技术主要有三相机和五相机组合,目前主流方案采用五相机(也有少数采用双相机或单相机的方案,但通常以采集效率降低为代价)。
在一般倾斜摄影的五相机方案中,一台获取垂直影像,另外四台从前后左右四个方向同时获取地物的侧视影像。
相机倾斜角度在40度到60度之间,因此可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。
倾斜摄影系统可以搭载在有人飞机或者无人机上,可以快速获取地物三维模型且成像效果好,是大场景三维建模的重要选择之一。
倾斜摄影可以获取具有真实纹理的三维数据,适合做大范围城市三维建模、输电线路通道建模和一些对精度要求稍低的三维工程测量应用。
由于倾斜摄影技术采用可见光进行测量,对天气要求较高,并且对植被下的地形无能为力,对细小物体(电塔、电力线)的建模能力不足。
二、激光雷达技术机载激光雷达(LiDAR)是一种集激光扫描与定位定姿系统于一身的测量装备,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。
LiDAR 系统包括激光器和一个接收系统。
激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。
接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。
鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。
结合激光器的高度,激光扫描角度,就可以准确地计算出每一个地面光斑的三维坐标X,Y,Z。
激光雷达有机载、车载、地面固定站、和手持等适合不同应用场景的设备类型,近来也有空地一体化微型激光雷达新技术产品的一些报道。
激光测绘和倾斜摄影的区别简述.docx
倾斜摄影与激光雷达技术在实景三维测量应用中的比较倾斜摄影和激光雷达作为两种最新的三维测量技术越来越受到关注。
现在以输电线路三维测量应用为例,对倾斜摄影和激光雷达技术进行比较。
一、倾斜摄影技术倾斜影像是指由一定倾斜角度的航摄相机所获取的影像。
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。
倾斜航空摄影是利用倾斜航空相机获取地物信息的一种新型的航空摄影方式。
常用的倾斜摄影技术主要有三相机和五相机组合,目前主流方案采用五相机(也有少数采用双相机或单相机的方案,但通常以采集效率降低为代价)。
在一般倾斜摄影的五相机方案中,一台获取垂直影像,另外四台从前后左右四个方向同时获取地物的侧视影像。
相机倾斜角度在40度到60度之间,因此可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。
倾斜摄影系统可以搭载在有人飞机或者无人机上,可以快速获取地物三维模型且成像效果好,是大场景三维建模的重要选择之一。
倾斜摄影可以获取具有真实纹理的三维数据,适合做大范围城市三维建模、输电线路通道建模和一些对精度要求稍低的三维工程测量应用。
由于倾斜摄影技术采用可见光进行测量,对天气要求较高,并且对植被下的地形无能为力,对细小物体(电塔、电力线)的建模能力不足。
二、激光雷达技术机载激光雷达(LiDAR)是一种集激光扫描与定位定姿系统于一身的测量装备,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。
LiDAR系统包括激光器和一个接收系统。
激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。
接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。
鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。
结合激光器的高度,激光扫描角度,就可以准确地计算出每一个地面光斑的三维坐标X,Y,Z。
激光雷达有机载、车载、地面固定站、和手持等适合不同应用场景的设备类型,近来也有空地一体化微型激光雷达新技术产品的一些报道。
倾斜摄影和激光点云技术在大比例尺测图中的应用
倾斜摄影和激光点云技术在大比例尺测图中的应用摘要:随着低空航摄和LiDAR技术的快速发展,倾斜三维模型、点云数据等多种新型测绘产品不断涌现。
本文通过对倾斜摄影和激光点云技术的研究,提出使用倾斜三维模型和点云数据提取大比例尺地形图中特征点、线的方法,以期在保证精度的前提下,提高测图的自动化程度。
关键词:倾斜摄影;激光点云技术;大比例尺;测图;应用作为国际测绘领域一项高新技术,倾斜摄影测量技术因其能快速、高效获取客观丰富的地面数据信息,近年来在信息化测绘领域进行了诸多探索。
该技术颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过搭载多台传感器从一个垂直、多个倾斜等不同角度采集影像,获得具有较高分辨率、较大视场角、更详细的地物信息数据。
在拍摄相片的同时,机载传感器记录下航高、航速、航向和旁向重叠、坐标等参数,嵌入地理信息、影像信息,使影像数据真实地反映地物情况。
利用倾斜摄影测量技术测绘大比例尺地形图,充分发挥无人机成本低、灵活、拍摄范围广、飞行速度慢等一系列优点,人工后处理数据简单,工作量减少,测图周期短,成图速度快,适合地形条件复杂的小面积地域航测。
目前城市大比例尺测图的主要方法有解析法、航测法、利用竣工图等专题资料更新基础地理信息数据等方法,解析法测量精度高,但在大面积更新时耗时长、成本高,航测法速度快、覆盖面积大、投入成本低,但成图过程复杂、精度低,使用竣工图等专题资料方法更新。
依据现行全国性法规,竣工测量还未有统一的标准,数据多样,精度不一,范围也不能覆盖所有的地貌变化,只能作为基础地理信息数据更新的参考,几种方法各具特色,但普遍存在对人工依赖大、自动化程度不高等缺陷。
1、大比例测图分析地形图精度主要取决于一、二类地物的精度。
传统大比例尺测图绘制建筑物特征线时需要内外业配合采取“先内后外”或“先外后内”的工序流程,而在使用倾斜摄影自动化建模技术构建的三维模型中,可以清晰地看到建筑物的立面,利用直线公理,通过在建筑物立面上采集的两个特征点进行投影交汇,直接获取建筑物结构线,可应用于航测法成图的工艺流程中,减少房檐外业调绘和内业改正的工序,提高效率。
倾斜摄影在测绘中的应用
倾斜摄影:测绘领域的新宠
倾斜摄影是指在一定高度的飞行平台上通过相机倾斜拍摄地面物
体的一种技术。
相对于传统的竖直直拍摄,倾斜摄影能够捕捉到更多
的地面细节,提供更精准的地图、模型和数据。
在测绘领域,倾斜摄影具有无可替代的优势。
首先,倾斜摄影可
以获得更高的地面分辨率,从而提高测绘精度。
其次,倾斜摄影能够
快速地获取全景影像,具有大幅度降低现场勘测工作量的效果。
最后,倾斜摄影数据还可以被用于三维建模、遥感分析、城市规划等诸多应用。
除此之外,倾斜摄影技术也得到越来越多的关注和应用。
国内外
不少测绘公司、地理信息公司、无人机企业等,都在开发和推广倾斜
摄影技术。
同时,随着技术的不断进步,倾斜摄影设备的价格也在不
断下降,越来越多的用户可以接触到这种技术。
当然,倾斜摄影技术也面临不少挑战。
比如,在不同地形、不同
时间、不同光照条件下,需要不同的参数和算法去正确地处理倾斜摄
影数据。
此外,处理倾斜摄影数据还需要一定的计算和存储能力,对
于小型团队或者初创企业来说,成本也是一个不小的考验。
总之,在测绘领域的未来,倾斜摄影技术将不断发挥重要作用。
对于用户来说,了解倾斜摄影技术的基本原理和常见应用,可以帮助
他们更好地选择和使用倾斜摄影设备,并从中获得更高的效益。
激光测绘和倾斜摄影的区别简述
精心整理倾斜摄影与激光雷达技术在实景三维测量应用中的倾斜摄影和激光雷达作为两种最新的三维测量技术越来越受到关注。
现在以输电线路三维测量应用为例,对倾斜摄影和激光雷达技术进行比较。
用可见光进行测量,对天气要求较高,并且对植被下的地形无能为力,对细小物体(电塔、电力线)的建模能力不足。
二、激光雷达技术机载激光雷达(LiDAR)是一种集激光扫描与定位定姿系统于一身的测量装备,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。
LiDAR系统包括激光器和一个接收系统。
激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。
接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。
鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。
结合激光器的高度,激光扫描角度,就可以准确地计算出每一个地面光斑的三维坐标X,Y,Z。
激光雷达有机载、车载、地面固定站、和手持等适合不同应用场景的设备类型,近来也有空地一体化微型激光雷达新技术四、案例效果1.在电力行业应用中,倾斜摄影已经展现出了一定的应用潜力,但目前尚未能在电力巡检、三维测量中取得成功。
下图是某单位采用旋翼无人机搭载5镜头倾斜相机,在120米飞行高度采集并自动完成建模的输电线路和变电站数据。
由于倾斜摄影数据采集需要航带重叠(60-80%),需要多次飞行才能获取电力走廊三维数据,图3倾斜摄影电塔建模局部放大效果:塔材缺失/扭曲,绝缘子导线等细小部件不可见现出极大的精度优势。
下图是某单位采用无人机搭载激光雷达系统,在120米飞行高度获取彩色激光点云和分类建模数据,激光点云密度达到110点/平方米。
从自动化建模的数据效果看,虽然纹理相比倾斜摄影稍低但也有不错的可视化效果,同时线路弧垂和交叉跨越距离可以准备量测。
图4激光雷达获取的电力走廊彩色分类激光点云数据:通道、电塔、导线清晰可见图5激光点云数据电塔局部放大效果:杆塔结构清晰、绝缘子导线可见图6激光点云数据中不同电压等级线路交叉跨越距离的测量:精确到厘米的跨越距离测量五、应用展望倾斜摄影和激光雷达技术作为三维空间数据获取的新手段,在电网行业的各种应用中有各自的优势和劣势。
测绘技术中的倾斜摄影测量方法
测绘技术中的倾斜摄影测量方法倾斜摄影测量方法是一种在测绘技术中广泛应用的方法。
它通过使用倾斜摄影设备进行影像采集,并结合后期数据处理工作,得到高精度的三维数据,并能够提供更加真实、立体感强的地理信息。
本文将从倾斜摄影测量的原理、应用领域和发展前景等方面进行探讨。
首先,我们来了解一下倾斜摄影测量的原理。
倾斜摄影测量是利用倾斜摄影设备,通过向地面投射一束平行光以及记录投影光线和地面的相交点位置,从而计算出地物的三维坐标。
相比传统的竖直摄影测量方法,倾斜摄影测量能够提供更多角度的影像信息,从而获得更加立体的地物表面信息,这对于地理信息的收集和处理具有重要的意义。
倾斜摄影测量的应用领域十分广泛。
首先,在城市规划与建设领域,倾斜摄影测量可以提供高精度的三维建筑物模型,帮助规划人员进行更加科学的城市规划。
其次,在土地管理与资源调查方面,倾斜摄影测量可以快速获取大面积地物信息,并进行分类、分析和评估,为土地管理和资源开发提供重要依据。
再次,在环境监测和灾害评估中,倾斜摄影测量可以提供准确的地物变化信息和灾害损失评估,为环境保护和灾害防范提供科学依据。
此外,倾斜摄影测量还在文化遗产保护、交通规划和安全监控等领域有着广泛的应用。
随着科技的不断进步,倾斜摄影测量技术也在不断发展。
一方面,倾斜摄影设备的精度和稳定性得到了大幅提升,能够提供更高质量的影像数据。
另一方面,数据处理软件的功能和效率也得到了显著提升,能够自动化地提取地物信息,并进行更加精确的建模和分析。
此外,倾斜摄影测量还与卫星遥感、全球定位系统(GPS)和激光扫描测量等技术相结合,形成了多源数据的综合利用和集成应用,使得地理信息的获取和处理更加全面和准确。
未来,倾斜摄影测量技术的发展前景可谓一片光明。
首先,随着无人机技术的快速发展,倾斜摄影设备的使用不再依赖于昂贵的航空设备,成本大幅降低,普及范围也将进一步扩大。
其次,随着大数据时代的到来,对高精度、多源、立体感更强的地理信息需求也将越来越大,这为倾斜摄影测量提供了更为广阔的应用空间。
倾斜摄影测量与地面激光扫描技术的三维建模研究与应用
倾斜摄影测量与地面激光扫描技术的三维建模研究与应用摘要:科学技术的发展,我国的倾斜摄影测量与地面激光扫描技术有了很大进展。
基于倾斜摄影测量技术建立的三维模型通常顶部和侧方结构建模效果较好,但在屋檐下部、近地面区域或有遮挡时建模效果欠佳。
基于激光雷达扫描技术建立的三维模型往往由于视角盲区造成模型顶部构建不完整。
本文首先分析倾斜摄影技术原理,其次探讨地面三维激光扫描,最后就倾斜摄影测量与地面激光扫描技术的三维建模具体实施过程进行研究,以供参考。
关键词:倾斜摄影测量;三维激光扫描;三维点云引言倾斜摄影测量与传统测量技术有很大不同,其不仅能获取正射影像,而且还能获取符合人眼视觉的真实影像。
倾斜摄影测量技术为各项测绘工作带来了很大便利,大幅提高了测绘效率与测绘精度,缩短了测绘周期,提高了测绘成本。
1倾斜摄影技术原理作为遥感测绘工程领域近年来在国际环境中创新发展的技术成果,无人机倾斜摄影测量技术的问世为国内外的测绘工程领域提供了更加鲜明的助力条件。
作为高新测绘技术,我国在2010年将其引进到国内,并且在10年间迅猛发展形成成果。
充分结合我国的地理环境特征以及先进科学技术的应用,融合了以往航空测绘技术的传统成果优势,借助于近景测量的优势效果,又突出了作为创新技术表现的先进性内涵。
2地面三维激光扫描LeicaRTC360扫描仪扫描速度每秒可达200万个数据点,并且通过VIS视觉追踪技术,通过5个内置相机和IMU惯性传感器,能够实时计算两个连续站点间的相对位置,并且提供精准点云拼接,无需布设标靶以及公共点,在不需要人工干预的基础上,扫描仪可实现全自动操作,进行智能化拼接。
为此,本文采用LeicaRTC360三维激光扫描仪进行园区的扫描工作。
由于在每个测站点进行扫描得到的点云模型是单独存在的,所以需要对每个站得到的点云模型进行拼接。
为保证整体模型拼接精度,在每站扫描工作时,相邻测站之间须保证一定的重合度。
当获取每站的点云模型之后,在LeicaCycloneREGISTER360智能拼接软件中,对VIS预拼接的结果进行精准拼接,完成园区的整体点云拼接,并根据上述全站仪获取的控制点坐标(标靶点)进行坐标转换,得到园区整体点云模型的CGCS2000三维坐标。
地面三维激光扫描与无人机倾斜摄影高压铁塔精度比较
地面三维激光扫描与无人机倾斜摄影高压铁塔精度比较*郭凯宁1,彭 雄2,万程辉2(1.江西省钢结构网架质量检验中心,江西 抚州 344000;2.南昌工程学院 水利与生态工程学院,江西 南昌 330099)摘 要:地面三维激光扫描技术能快速获取高压铁塔表面数据,但容易出现数据盲区;无人机倾斜摄影测量机动性与灵活性高,但受控制点和航高等因素制约,得到的数据精度较低。
文章联合地面三维激光扫描技术和无人机倾斜摄影技术采集高压铁塔三维空间数据,并进行测绘与三维建模,对垂向偏差精度比较分析,得到两种网格模型满足数据融合要求。
同时,采用垂向偏差对点云精度与偏差量的大小区间分布比较,通过标志控制点拼接校正,使无人机影像点云的精度得以提高。
关键词:地面三维激光扫描;无人机倾斜摄影;高压铁塔;精度分析中图分类号:P204;P234.4 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2020)08-0003-02基金项目:2020年度江西省教育厅项目“基于ICP 优化算法对灾后滑坡体快速动态监测方法”(GJJ190944)作者简介:郭凯宁,男,工程师,研究方向:钢结构、铁塔检验监测。
通信作者:万程辉,男,博士,副教授,研究方向:变形监测。
1 引言地面三维激光扫描技术能够快速获取高压铁塔表面的三维坐标数据,具有精度高、数字化、高效率、适用性广等特点。
然而,由于地形的限制,盲区往往难以收集数据。
无人机倾斜摄影测量具有高机动性、灵活性和安全性的优点,低空作业可以获得高分辨率图像,并且周期短、效率高,其可以快速方便地获取各种高压铁塔与地形数据,但由于控制点和航高等因素的影响,得到的铁塔数据精度较低。
通过将上述两种技术优势互补,形成了一种高效率、高精度、全方位的高压铁塔测量与三维建模的方案。
由于高压铁塔表面形状不完整,需激光扫描点云数据与无人机影像数据融合匹配。
文章通过在高压铁塔扫描区域中设置同名标志点,重新校正无人机影像数据同名点坐标,采用不同位置和不同数量的控制点,对无人机倾斜摄影高压铁塔三维模型与地面三维激光扫描三维高压铁塔模型,采用垂向偏差对点云精度进行对比,并分析垂向方向偏差量的大小区间分布,确定无人机影像点云的拼接精度。
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倾斜摄影与激光雷达技术在实景三维测量应用中的比较倾斜摄影和激光雷达作为两种最新的三维测量技术越来越受到关注。
现在以输电线路三维测量应用为例,对倾斜摄影和激光雷达技术进行比较。
一、倾斜摄影技术
倾斜影像是指由一定倾斜角度的航摄相机所获取的影像。
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。
倾斜航空摄影是利用倾斜航空相机获取地物信息的一种新型的航空摄影方式。
常用的倾斜摄影技术主要有三相机和五相机组合,目前主流方案采用五相机(也有少数采用双相机或单相机的方案,但通常以采集效率降低为代价)。
在一般倾斜摄影的五相机方案中,一台获取垂直影像,另外四台从前后左右四个方向同时获取地物的侧视影像。
相机倾斜角度在40度到60度之间,因此可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。
倾斜摄影系统可以搭载在有人飞机或者无人机上,可以快速获取地物三维模型且成像效果好,是大场景三维建模的重要选择之一。
倾斜摄影可以获取具有真实纹理的三维数据,适合做大范围城市三维建模、输电线路通道建模和一些对精度要求稍低的三维工程测量应用。
由于倾斜摄影技术采用可见光进行测量,对天气要求较高,并且对植被下的地形无能为力,对细小物体(电塔、电力线)的建模能力不足。
二、激光雷达技术
机载激光雷达(LiDAR)是一种集激光扫描与定位定姿系统于一身的测量装备,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。
LiDAR系统包括激光器和一个接收系统。
激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。
接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。
鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。
结合激光器的高度,激光扫描角度,就可以准确地计算出每一个地面光斑的三维坐标X,Y,Z。
激光雷达有机载、车载、地面固定站、和手持等适合不同应用场景的设备类型,近来也有空地一体化微型激光雷达新技术产品的一些报道。
从近年来在电网行业应用的情况看,中大型机载激光雷达系统通常会集成一个垂直视角的光学相机,用于同步获取地面影像或者给激光点云着色以达到更好的视觉效果。
激光雷达技术已经在国内外输电线路应用中崭露头角,获得了认可。
激光雷达具有穿透植被的能力,可以测量植被覆盖下的地形。
同时,激光雷达获取的高精度点云数据测量精度很高,适合做高精度地形测量与工程勘测、输电线路及通道三维测量与建模、以及对精度要求很高的工程测量应用。
但激光雷达目前仍存在设备较昂贵。
三、技术对比综述
现在对两种技术做了以下对比综述(红色代表占优):
净空区测量不能能
树障分析精度低精度高
四、案例效果
1.在电力行业应用中,倾斜摄影已经展现出了一定的应用潜力,但目前尚未能在电力巡检、三维测量中取得成功。
下图是某单位采用旋翼无人机搭载5镜头倾斜相机,在120米飞行高度采集并自动完成建模的输电线路和变电站数据。
由于倾斜摄影数据采集需要航带重叠(60-80%),需要多次飞行才能获取电力走廊三维数据,因此采集效率稍低。
从自动化建模的效果看,厂房、道路等大场景物体建模效果非常好,但电塔、电力线等细小物体的建模效果不佳,杆塔出现扭曲,电力线丢失无法建模(如下图所示)。
图1 倾斜摄影杆塔与变电站建模效果:地表道路效果很好,电力设施建模效果一
般
图2 倾斜摄影电塔建模效果:杆塔可见,导线缺失,通道树木建模效果较差图3 倾斜摄影电塔建模局部放大效果:塔材缺失/扭曲,绝缘子导线等细小部件不
可见
2.机载激光雷达技术在输电线路巡检中的应用已较为成熟,在国内外均有大量案例。
由于测量精度高(可以达到厘米级别),同时可以获取穿透植被,也可以实现对电线和电塔等细小物体的精确测量和建模。
尤其在电力巡检和“三跨”测量等应用中展现出极大的精度优势。
下图是某单位采用无人机搭载激光雷达系统,在120米飞行高度获取彩色激光点云和分类建模数据,激光点云密度达到110点/平方米。
从自动化建模的数据效果看,虽然纹理相比倾斜摄影稍低但也有不错的可视化效果,同时线路弧垂和交叉跨越距离可以准备量测。
图4激光雷达获取的电力走廊彩色分类激光点云数据:通道、电塔、导线清晰可
见
图5 激光点云数据电塔局部放大效果:杆塔结构清晰、绝缘子导线可见
图6 激光点云数据中不同电压等级线路交叉跨越距离的测量:精确到厘米的跨越距离测量
五、应用展望
倾斜摄影和激光雷达技术作为三维空间数据获取的新手段,在电网行业的各种应用中有各自的优势和劣势。
结合对行业专家的调研和访谈,结论如下:
1.激光雷达技术在测量精度和电力设施建模中具有明显优势,非常适合电力巡检和“三跨”测量等典型电网应用。
激光雷达设备价格也越来越低,结合相机也可以来获取高真实感可视化效果;
2.倾斜摄影技术在设备和三维可视化效果方面具有一定优势,但数据处理耗
时长成本高,同时在电塔和电力线建模和测量精度方面具有缺陷,在数据处理中需要大量人工介入才可以应用到电力设施精准三维建模和测量中;
3.倾斜摄影与激光雷达在技术上具有很强的互补性,未来两种技术融合应用是一个发展方向。
但目前尚未见到成熟的结合方案,还需要大量的基础研究才能真正实现两种技术的融合统一,在输电线路三维实景应用中取长补短。