无人机倾斜摄影测量三维建模及应用分析

赵延平

摘要：随着科学技术的日新月异，无人机在各行业领域中的应用越来越广泛，尤其是在测绘方面，利用无人机搭载多镜头摄影相机，可以很好地满足当前测绘工程的多样化需求。而其中无人机倾斜摄影测量更是在获取信息方面发挥了重要作用，采集的数据成果十分丰富，能够获取多维度的权证地物信息。基于此，本文将围绕无人机倾斜摄影测量展开讨论，然后分析当前无人机倾斜摄影测量的三维建模关键技术，最后深入探讨无人机倾斜摄影测量三维建模的应用方向，以供相关研究人员参考。

关键词：无人机;倾斜摄影测量;三维建模;应用分析

中图分类号：P23

一、无人机倾斜摄影测量三维建模关键技术

1.影像匹配

如前文所述，无人机倾斜摄影测量技术能够利用多方位影像获取高密度点云，并在较短的时间内获取更多的数据信息，从而形成城市三维模型的适量结构。由此可以看出，无人机倾斜摄影测量在应用过程中需要借助一定算法寻求多幅影像间的同名点，以此来确保后期的影响融合关系，而影响匹配在其中发挥了重要作用，是三维建模最为关键的部分，其主要是在获取同名点后参与空中三角测量过程，精度将直接影响到三角测量的结果精度。就目前情况而言，使用相对比较广泛的影像匹配算法就是SIFT特征匹配算法，其具有较快的运行速度以及较好的抗噪能力。

2.空中三角测量

该技术主要是用于矫正影响模型的空间方位，技术原理就是利用少数的控制点，来对同名点道德坐标、影响的外方位元素进行求解，从而达到矫正效果。在无人机倾斜摄影测量的实际应用过程中，想要把匹配后的影响矫正到统一参考空间里，就不得不采取更有效的措施来加以测量，也就是借助空中三角测量结果的坐标点，来进行相关的数据处理。通过实际调查发现，目前采取的数据处理方法主要是光束法区域网联合平差，利用平差基础数学模型，来解算出每幅影像的外方位元素。

3.密集匹配与三角网构建

在无人机倾斜摄影测量技术的应用过程中，借助影像匹配以及空中三角测量，就形成了一个影像模型。通常情况下，想要更好地构建一个三角网，则还需要利用密集匹配，来进一步获取密集点云，对于单幅影像来说，由于密集点云产生的点云信息中会存在大量的重叠信息，因此需要采用密集点云来对匹配信息进行矫正，从而最大程度地增强点云数据的精度。一般来说，点云重叠信息的多少与构建三角网的复杂程度有着非常紧密的联系，地物复杂程度越高，则三角网的复杂程度也越高;而如果重叠度越高，三角网也会越复杂密集。

4.纹理映射

在无人机倾斜摄影测量应用过程中，纹理映射也是非常关键的技术之一，也就是对三维模型进行表面装饰，其作用原理主要是通过二维空间点与三维物体表面间的相呼应，并借助多视角地物纹理特征来构建纹理空间信息库，同时还要确保信息之间的一一对应关系，从而达到三维模型与纹理空间信息库精确配准的目的。该技术是三维重建的最后一个环节，主要是为了呈现出模型更好的视觉效果，由于城市地物较多，倾斜测量所获取的影像非常复杂，存在遮挡、碎部细小三角形较多的情况，这就需要采取纹理映射来消除“边界污迹”以及无效三角面元部分，从而保证影像的精準度。

二、无人机倾斜摄影测量三维建模的应用方向

1.大比例尺测图

如前文所述，无人机倾斜摄影测量具有更高效、更真实性、高性价比等特点，在制作大比例尺测地图方面具有非常突出的作用，其主要是通过对生产的测区实景三维模型进行数据格式的转化，赋予图层与属性信息。在实际的应用过程中，由于无人机拍摄的低空影像数据分辨率较高，且影像模型的分辨率与成图精度都非常高，这在一定程度上大大节省了外业的工作量以及工作效率，很多地区都利用无人机倾斜摄影测量技术所获得的地形图成果，来作用于农村不动产登记等工作当中，且发挥了非常重要的作用。

2.矿山测量

无人机倾斜摄影测量技术在矿山测量中也有着非常突出的优势，采取立体三维建模，可以更真实地反映出陡坎、斜坡等特殊地貌。随着社会经济的飞速发展，矿山开采工程数量以及规模越来越大，所面临的地理环境也越来越复杂，给矿山开采带来了非常大的难度，利用无人机倾斜摄影测量三维建模就可以对实际的矿山形地貌情况进行如实地反映，精确地表达出矿山、矿坑的现状，为后续的开发利用提供了充足的决策依据，从而大大提升了矿山开采的效率以及质量，同时也能最大程度地保障开采人员的生命安全。

3.服务城市规划

就我国目前城市发展现状来看，在进行城市规划过程中，设计人员通常使用的原始资料都是数字化地形图，虽然能够反映基础的地形地貌，但是对于非专业人士来说还是不够直观。因此，可以利用无人机倾斜摄影测量三维建模来进行城市规划，通过快速采集地形地貌，以及与工程建设方案的效果图进行拼接，还可以更好地对多个选址进行决策，直观呈现出工程竣工后的片区整体效果。在实际的应用过程中，利用三维建模技术，将多维度道德影像资料与鸟瞰效果图进行有效融合，还能够帮助观者更清晰地了解工程建设完成后是否与周边环境相协调，为城市的可持续发展奠定基础。

4.征迁测量

在无人机倾斜摄影测量技术中，通过三维建模可以为设计人员提供实时的多维度房屋信息，方便他们更及时准确的了解与掌握建筑物的面积、层数以及高度等信息，并且可以省去外出查询的时间，大大提升了工作效率。将该技术应用到征迁工作中能够发挥重要作用，通过在前期对征迁量进行估算与测量，可以快速掌握待征迁部分的实时三维数据，便于征迁工作的有效开展。除此之外，利用获得的三维数据，还能方便村民及时了解相关的信息，尤其是对征迁面积有争议的村民，可以给他们提供更为准确的三维数据信息，既能解决征迁纠纷，同时也能震慑违建抢建行为，促进征迁工作的顺利开展。

三、结语

总而言之，在当前社会经济飞速发展的背景下，深入研究无人机倾斜摄影测量三维建模及其应用，具有非常重要的指导意义，能为城市规划与建设提供有效指导，推动城市的进一步发展。基于此，相关技术人员必须要充分了解无人机倾斜摄影测量技术的特点以及规范，并掌握其中的关键技术，这样才能更好地进行技术创新，充分发挥无人机倾斜摄影测量的应用价值，使其在未来的城市发展中施展更多的技能，进而推动我国社会经济的可持续发展。

参考文献：

[1]赵亮，张婧，忽永弟，林雪峰.基于无人机倾斜摄影测量三维建模及精度评价[J].中国水运（下半月），2021，21（02）：26-27+30.

[2]乔天荣，马培果，许连峰，刘平利.基于无人机倾斜摄影测量的关键技术及应用分析[J].矿产勘查，2020，11（12）：2698-2704.

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