无人机倾斜摄影测量三维建模及模型可视化研究

发布时间：2020-09-17 18:23

　　随着无人机技术的快速发展,利用消费级无人机进行倾斜摄影测量已经成为一种重要的数据采集手段且逐渐走向成熟和生产应用,而倾斜摄影测量三维成果的可视化和空间量测分析也变得更加迫切。Cesium作为目前最为流行的开源三维GIS框架,能够直接在浏览器上展示虚拟地球并能叠加显示多种图层要素,为倾斜摄影测量数据的可视化和应用分析提供了一个很好的平台。本文围绕消费级无人机倾斜摄影测量和模型数据可视化,探讨了单镜头倾斜摄影测量建模过程中的相机标定、光束法平差等关键技术,并基于Cesium实现了倾斜摄影测量数据的可视化和三维量测分析的功能。主要研究成果如下:(1)在详细论述非量测相机的标定、影像特征提取和匹配、光束法平差、密集匹配等建模关键技术的基础上,提出了利用单镜头无人机模拟多镜头倾斜摄影测量的两种方案,即以三个航线飞行模拟三镜头和5个航线飞行模拟五镜头倾斜摄影测量,以实测检核点的误差评价了两种方案的精度,结果表明第二种方案比第一种方案精度高。本文从飞行效率、数据处理速度和数据产品精度方面给出了不同的地形和地物分布时采用两种方案的建议,为实际生产提供了一种参考。(2)深入剖析了 3D Tiles数据集的三维模型数据格式和已有OSGB数据格式向3D Tiles格式的转换问题;对于倾斜摄影测量三维模型数据量巨大的问题,提出了场景裁剪算法和基于多叉树的数据加载调度方法,提升了 Cesium三维模型数据可视化的渲染效率。(3)设计并实现了基于Cesium的倾斜摄影测量二三维数据的可视化和空间量测模块,该模块基于B/S架构,包含两部分,一方面,该模块能够完美呈现倾斜摄影测量三维数据,另一方面,能够对数据进行量测和典型的空间分析,量测功能包括坐标拾取、距离量算、面积量算;典型空间分析功能包括坡度坡向分析、剖面分析、淹没分析、挖填方计算、通视分析和视域分析。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P231
【部分图文】：

技术路线图,三维模型,文献调研,数据

倾斜摄影测量三维模型和 DSM、DOM 数据可视化的关键技术。（3）以 DSM 和三维模型数据为基础，从原理上分析了三维模型数据拾取点坐以及空间分析的算法。（4）基于 Cesium，设计并实现了倾斜摄影测量二三维数据的可视化模块及空析模块。文的技术路线如图 1.1 所示。文献调研数据采集与处理DSM三维模型DOM无人机倾斜摄影测量建模关键技术3D Tiles 数据剖析及可视化技术研究

影像,关键点,特征向量,方向

图 2.1 关键点方向个关键点生成了一个 128 维的 SIFT 特征向量量之间的欧氏距离作为特征点之间的相似性测摄影时相邻影像摄影光束之间的相互关系，实过相邻影像之间的同名点来解算相对定向元素几何，是图像平面与以基线为轴的平面束相交方程作为数学模型，图像之间每个同名点匹配点数量足够多时就可以求解方程组得到相对定对定向元素。所示，为摄影中心，B 为基线，向量

共面条件,像素,坐标

图 2.2 共面条件 = 。 = = ，则式 = 像素坐标来表示时 = = = = = =

【参考文献】