文档介绍：关于无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
摘要：相较于传统三维建模技术而言，无人机倾斜摄影测量系统具有突出优势。以无人机倾斜摄影实景三维建模系统应用的优势为切入点，基于倾斜摄影测量系统，分析了无人机倾斜摄影实景三维建模方式，并对无人机倾斜摄影实景三维建模质量进行了简议，为无人机倾斜摄影实景三维建模应用提供有效的借鉴。
关键词：无人机倾斜摄影；三维模型；城市三维建模；应用；
倾斜摄影测量技术的发展虽然只有几年时间，但国内已经有很多学者对该项技术进行了研究，并已有自主开发的倾斜摄影测量平台，在无人机传统倾斜摄影建模系统运行过程中，主要是在工作面中心进行相机的垂直竖立。随后沿四个方向分别布设一光轴与水平面成45°的相机。上述布设方式，虽然可以获得多张影像，但是不同角度影像覆盖度、重叠度较高，额外工作量较多，再加上无人机飞行中倾斜角度控制问题，导致实际运行效益不佳。因此，探究无人机倾斜摄影实景建模新方式具有非常重要的意义。由于无人机飞行高度低，且携带的轻型传感器所拍摄出的像片分辨率高，颜色真实，能够大幅提高所构建模型的纹理质量，无人机拥有垂直起降，对起飞着陆地点要求低、机动灵活且能够超低空飞行等特点，使其在对影像精度要求极高的倾斜摄影测量城市实景三维建模方面有很大的发展空间。
一、无人机倾斜摄影测量系统
无人机系统由飞行器及地面操控系统组成，可自主或遥控飞行，对起飞着陆地点要求很低，能够垂直起降，且高度智能化，能以各种姿态飞行。这些特点使得其在测绘领域有了很大的发展空间。而在倾斜摄影测量方面，为了保证模型的精细程度，往往需要贴近地面及建筑物进行城市超低空飞行，无人机的机动、灵感、安全性及垂直起降等优势，无疑是城市倾斜摄影在最佳载体。倾斜摄影传感器由多个镜头组成，较为常见的有3镜头和5镜头，镜头通过不同的方向和角度进行组合，使得其在同一曝光点获取建筑不同角度的影像，一般情况下，中间为下视镜头，侧视镜头以40°向内、向外或旋转分布于东南西北4个方向，同时传感器还需集成GPS/IMU惯导系统，在曝光的同时获取曝光点的位置及姿态信息。采用的5S倾斜相机采用了第一排两个镜头，第二排3个镜头的分布方式，其第一排中间镜头为正射镜头，其他为侧视镜头，侧视镜头与正射镜头偏角为30°，镜头统一采用CMOS传感器，有效像素3600万。
二、三维模型精度分析
利用外业控制点对三维模型的绝对精度进行分析验证，但因当前行业内并没有相应的规范对倾斜摄影测量技术所建的三维模型精度做出明确的规定，因此此次检测主要按照数学精度检测方法中高精度检测的要求，利用外业实测的检查点，与内业直接在三维模型上量测得到的三维坐标进行对比检验。基于模型进行量测构筑物的误差要大于地面标志，分析其原因，主要是由于倾斜摄影所建的三维模型主要是由点云构建不规则三角网并关联纹理形成，而三角网的精细程度又受影像分辨率所影响，无法模拟构筑物的直线轮廓边缘，达不到现实中的棱角分明，导致内业量测时不能准确捕捉到建筑的拐角，使其存在一定的量测误差。而高度方面受模型底部精细程度所限，经常无法捕捉到准确的构筑物高度，此次实验中有两个标志点无法通过内业获取其高度信息。可看出无人机倾斜摄影测