基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模

郭楷文　刘恋　曹成蓉　赖飞龙

摘要 无人机倾斜摄影测量技术作为一种新兴的技术方法，在三维建模和工程测量中有广泛的前景。本文主要介绍了无人机低空遥感处理流程和无人机低空倾斜摄影测量系统的主要操作流程，通过本文可以快速地了解无人机倾斜摄影测量的技术。

关键词 无人机；倾斜摄影测量技术；三维建模

中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2016）14-0060-02

倾斜摄影技术是近年来测绘领域发展起来的一项新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器（1个垂直、4个倾斜的角度影像机），从5个不同角度同时采集信息，真实客观地反映测量物体。目前，在欧美等发达国家该技术已经广泛应用于城市管理、国土安全、考古等行业。

由于倾斜摄影测量技术能够获取地理实体的纹理细节，不但丰富了影像数据源信息，同时高冗余度的航摄影像重叠，为高精度的影像匹配提供了条件，使得基于人工智能的三维实体重建成为了可能。倾斜摄影测量和建模的关键支撑点——分层显示技术和纹理映射技术，极大地提升了三维建模的效率，同时也降低建模的生产成本。

无人机低空遥感与航空摄影测量相比，具有影像获取快捷、低成本、分辨率高、多视角、时效性强等优势。倾斜摄影测量技术作为无人机摄影测量中最广为应用的技术，能够以高清晰、高精度的方式来全面感知复杂场景。借助高效率的摄影采集设备和高精度的数据处理方式，能够以真实的效果和测绘级精度反映出研究的对象的外观特征、高度及位置等信息。

1无人机低空遥感处理流程

1.1影像的获取

1）飞行前准备工作。利用Google Earth设定一个区域并保存为KMZ格式文件，飞行作业人员打开Google Earth将KMZ文件直接导入，即可获得指定飞行区域。航飞作业有两种情况，一种是无需控制点（可直接在指定区域进行航线规划）；一种是需要控制点（需要在指定区域内，均匀布置控制点）。

2）对目标区域进行参数设置和航线规划。根据选定的区域，进行系统参数设定，然后自动地进行航线规划。

3）飞行过程的操作。起飞前，将飞机与地面站利用电台进行联调，将之前规划的航线上传至飞机，开始摄影直至整个区域完成摄影。

1.2数据处理

数据处理包括影像的预处理、相机高精度检测、影像匹配、自动空中三角测量、DSM/DEM的自动提取、DOM的生成与无缝拼接等技术。数据处理流程图如图1所示。

2无人机低空倾斜摄影测量系统

无人机低空倾斜摄影系统由倾斜摄影软件和影像处理软件组成。

倾斜摄影系统由飞行平台、工作人员和仪器3部分组成。获得数据之后，还需要现场对获取的影像进行逐一检查。不合格的测区需要补飞，直至拍摄的影像能够满足质量要求。在检查完成之后，还要对影像进行数据处理，这也涉及到一些关键技术，如图2所示。

由于倾斜摄影测量数据处理复杂，本次3D建模实验使用的3D建模系統为Smart3D-Capture^TM系统软件。利用Smart3DCapture^TM建立3D模型如图3所示。

3结论

我国目前基于倾斜摄影测量的应用成果还较少，因此，还需要逐步深入挖掘更多应用创新点。同时，我们不能局限于倾斜摄影测量技术，还需要研究其与雷达、高分辨率、高光谱等传感器的结合，研究如何把上述传感器集成到更小的无人机上。本文主要介绍了无人机低空遥感处理流程和无人机低空倾斜摄影测量系统的主要操作流程，通过本文可以快速地了解无人机倾斜摄影测量的技术。让更多的人了解此技术，加快我国无人机倾斜摄影测量技术不断前进的步伐。endprint