预览加载中，请您耐心等待几秒...

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.pdf

预览
1/4
2/4
3/4
4/4

在线预览结束，喜欢就下载吧，查找使用更方便

下载提示 文本预览

如果您无法下载资料，请参考说明：

1、部分资料下载需要金币，请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档，再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压，在使用对应软件打开

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。 3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 3.1三维重建 空三结束后，进行瓦片分化、范围与几何约束等操作，最终生成测区三维模 型。受到光照等因素影响，在采集建筑倾斜影像时存在一定盲区，且建筑物过高 使得建筑物上部与下部的照片分辨率差值过大，甚至导致下部区域结构存在缺失， 降低了模型质量。 3.2像控测量 保障在无人机倾斜摄影测量中的项目最终数据精度较高，并形成更加良好的 摄影效果，则需要均匀布置像控点，按照拍摄区域内的区域网进行合理的布置， 保障每一点位之间均能够处于相对均匀的距离状态，从而才能够保障最终所形成 的三维城市实景模型更加标准且符合实际。在本项目当中的像控点位实际数量为 20个，均处于均匀状态分布，并设置对应的检查点位，保障对每一像控点位形成 对应检查的效果，并且在设置像控点以及检查点的坐标位置以及平面高程时，所 采用的测量工具则为四川省CORS网络状态下的RTK。 3.3多视影像联合平差 应用倾斜摄影测量技术测量某一地物时，使相机与目标物呈一定角度，然后 获得垂直影像与倾斜影像。在依据这些影像数据进行三维建模时，需对垂直影像 与倾斜影像通过相应的处理软件进行处理。目前市场上的多数处理软件只适用于 垂直影像，无法对倾斜影像数据做出有效处理。因此在建模之前可应用联合平差 的方式，对获取到的多视影像进行处理。处理时需考虑以下因素：垂直影像与倾 斜影像之间是否存在几何变形与遮挡问题；处理多视影像时，要注意保留影像的 纹理与层次；匹配同名点时，需合理利用相关算法与数据，以保证最终得到的结 果可以使用；处理时可联立解算参数数据、控制点坐标及平差方程，使最终的结 果具有更高的精度。在处理影像间的变形与遮挡问题时，最常用的方法是通过相 应的软件促进数据融合。 3.4建模分析 在植被稀疏区建立的模型效果较好，建筑物没有变形，纹理配赋正确，而在 植被稠密区，部分建筑物立面与植被交界处出现建筑物变形，原因是存在航摄盲 区，植被越高越浓密，这种现象越严重。如果建筑物存在较大尺度的凹进，其内 部细节存在变形，纹理不清。对于细尺度构筑物，如栏杆、路灯、悬索等，由于 反射作用，存在粗细不均或局部缺失情况，这些均是三维建模存在的问题。为了 避免或削弱上述问题，可以采取如下措施对建模质量加以改进：无人机航摄的航 高需进行人工核定，解算软件计算结果和人工计算结果往往误差较大，原因是获