基于倾斜摄影数据的大比例尺地形图制作方法研究
发布时间：2021-09-04 10:44
绘制大比例尺地形图是工程测量的一项重要工作内容。利用倾斜摄影数据制作大比例尺地形图,已经成为倾斜摄影测量的一个重要应用领域。本文选用大量项目生产数据,对单镜头多旋翼无人机与垂直起降固定翼无人机搭载五拼相机两种常用倾斜摄影方案的实施方法和成果精度进行研究,选用不同密度像控点处理倾斜摄影数据并对成果精度进行对比分析,在当前倾斜摄影测量缺乏具体规范的情况下,总结出两种倾斜摄影方案布设像控点间距的推荐值。对基于倾斜摄影数据生产大比例尺地形图相关软硬件和技术流程进行了梳理,对使用该方法绘制的地形图精度进行了检验。对倾斜摄影制作大比例尺地形图中一些特殊情况的处理方法进行了探索。以期为大比例尺地形测量生产提供参考。论文主要得出以下结论:（1）不同无人机平台搭载不同任务设备,采用倾斜摄影测量方法制作不同精度要求的大比例尺地形图,像控点布设方案各有不同。对于纵横CW-10垂直起降固定翼无人机搭载CW10-WP五拼相机的倾斜摄影方案,测量1:1000地形图,摄影航高宜在300m350m选择,如测图等高距取0.5m,建议按800m1000m间距布设像控点,如测图等...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机倾斜摄影数据制作大比例尺地形图技术流程
西安科技大学硕士学位论文8表2.1测图比例尺及其对应影像地面分辨率测图比例尺地面分辨率（cm）1:500≤51:10008～101:200015～20（2）航高：即飞机在飞行过程中，相对于某一基准面的垂直距离。按选择的基准面不同，航高又分为绝对航高和相对航高。绝对航高的基准面是平均海平面，相对航高的基准面一般取摄区内最高点和最低点的平均高程面。如图2.1所示，摄影航高H、相机镜头的焦距f、影像地面分辨率GSD、传感器像元尺寸a存在相似三角形关系。图2.1影像地面分辨率与航高、焦距、像元尺寸关系示意图由图2.2表达的关系可知，在摄影测量任务相机确定的情况下，其焦距f和像元尺寸a为已知常数，航高和影像地面分辨率直接相关。航高的计算表达式如下：aGSDfH=（2.1）式中，H为摄影航高，单位m；f为相机镜头的焦距，单位mm；GSD为影像地面分辨率，单位m；a为传感器的像元尺寸，单位μm。分析式2.1中各参量的关系可知：①当影像地面分辨率GSD和像元尺寸a一定时，相机镜头焦距增大，航高H也会相应的增大。因此，在航摄起伏和高差较大的摄区时，要在影像地面分辨率不降低的情况下增大航高，应选取焦距更长的相机镜头。②摄区内的地形有高有低。地形高的位置，其实际航高小，其对应的GSD数值小，其影像分辨率高。地形低的位置，其实际航高大，其对应的GSD数值大，其影像分辨率低。因此，在进行航线规划时，只有保证摄区最低点的GSD符合要求，才能保证整个摄区的GSD符合要求。
西安科技大学硕士学位论文122.4.1ContextCaptureCenterContextCaptureCenter软件的前身是Smart3D软件，是美国Bentley软件公司专门用于实景建模的软件，是目前主流的无人机倾斜摄影处理软件之一。该软件包含ContextCaptureMaster和ContextCaptureEngine两个主要工作模块。ContextCaptureMaster模块负责管理工程、对任务进行编辑并将任务分解成基本作业并将其提交到作业队列，ContextCaptureEngine模块负责根据作业队列执行处理任务。该软件主界面如图2.2所示。图2.2ContextCaptureCenter软件主界面ContextCaptureCenter软件还自带三维模型浏览器Acute3DViewer，可以打开3MX格式的三维模型数据，在浏览器内，可以对模型进行移动、旋转、缩放，可在模型上测量距离、高差、周长、面积以及体积等。使用ContextCaptureCenter软件开始处理数据之前，在计算机硬盘中创建好工程目录，并将工程数据（影像、POS、像控点）准备妥当。数据处理具体步骤是：（1）新建工程。新建工程时，工程存放路径应选择事先创建好的工程目录，并为工程命名。工程目录和工程名不能出现汉字，否则后期计算中容易出现错误。（2）添加数据。依次将影像、POS数据、像控点数据添加到区块内。在导入POS和像控点时，要在空间参考系统列表中选好对应的坐标系统。（3）编辑像控点。编辑像控点就是要在影像上点刺像控点对应的位置，建立两者之间的关联。打开像控点编辑器，先在像控点列表中选中要编辑的像控点，再在影像列表中找到该点对应的影像，最后在影像缩放窗口的影像2.4倾斜摄影处理软件介绍
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的应用[J]. 张凯幸,肖磊蕊. 世界有色金属. 2019(20)
[2]浅谈倾斜摄影测量数据的关键处理技术[J]. 高强. 世界有色金属. 2019(24)
[3]无人机倾斜摄影与BIM技术结合在市政道路设计中的应用[J]. 相诗尧,赵杰,徐润,陈婷婷. 公路. 2019(07)
[4]中国无人机遥感技术突破与产业发展综述[J]. 晏磊,廖小罕,周成虎,樊邦奎,龚健雅,崔鹏,郑玉权,谭翔. 地球信息科学学报. 2019(04)
[5]基于无人机倾斜摄影测量的城市大比例尺地形图更新与修测[J]. 张尔严,高珊珊. 测绘标准化. 2018(04)
[6]无人机倾斜摄影测量技术在线性工程土地勘测定界中的应用探讨[J]. 文小勇,毛忠安. 科技创新与应用. 2018(32)
[7]倾斜摄影和激光点云技术在大比例尺测图中的应用[J]. 申淑娟,俞志强,黄桦,祝彦敏,吴彬卓. 测绘通报. 2017(12)
[8]无人机在强震区地质灾害精细调查中的应用研究[J]. 王帅永,唐川,何敬,张卫旭,方群生,程霄. 工程地质学报. 2016(04)
[9]基于倾斜摄影技术在农村房屋权籍调查测量中的应用[J]. 李颀. 测绘与空间地理信息. 2016(06)
[10]倾斜摄影测量高中低空解决方案研究[J]. 曲林,张淑娟,冯洋,洪波. 测绘与空间地理信息. 2016(01)
硕士论文
[1]无人机航摄免像控快速测制大比例尺地形图关键技术的研究[D]. 季晓菲.长安大学 2019
[2]1:500无人机大比例尺测图关键技术及应用研究[D]. 朱晓康.武汉大学 2018
[3]无人机航摄系统测绘大比例尺地形图的精度分析[D]. 孙亮.昆明理工大学 2017
[4]基于倾斜摄影测量数据的点云划分[D]. 陈悦.西安科技大学 2016
[5]基于无人机摄影测量的地质灾害监测[D]. 曾跃.吉林大学 2016
[6]无人机倾斜摄影测量应用于建筑物三维建模研究[D]. 李卉.辽宁工程技术大学 2015
[7]无人机低空摄影测量成图精度实证研究[D]. 卢晓攀.中国矿业大学 2014
[8]无人机航摄系统测绘大比例尺地形图应用研究[D]. 陈姣.昆明理工大学 2013
[9]低空无人直升机航空摄影系统的设计与实现[D]. 张强.解放军信息工程大学 2007
本文编号：3383123
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机倾斜摄影数据制作大比例尺地形图技术流程
西安科技大学硕士学位论文8表2.1测图比例尺及其对应影像地面分辨率测图比例尺地面分辨率（cm）1:500≤51:10008～101:200015～20（2）航高：即飞机在飞行过程中，相对于某一基准面的垂直距离。按选择的基准面不同，航高又分为绝对航高和相对航高。绝对航高的基准面是平均海平面，相对航高的基准面一般取摄区内最高点和最低点的平均高程面。如图2.1所示，摄影航高H、相机镜头的焦距f、影像地面分辨率GSD、传感器像元尺寸a存在相似三角形关系。图2.1影像地面分辨率与航高、焦距、像元尺寸关系示意图由图2.2表达的关系可知，在摄影测量任务相机确定的情况下，其焦距f和像元尺寸a为已知常数，航高和影像地面分辨率直接相关。航高的计算表达式如下：aGSDfH=（2.1）式中，H为摄影航高，单位m；f为相机镜头的焦距，单位mm；GSD为影像地面分辨率，单位m；a为传感器的像元尺寸，单位μm。分析式2.1中各参量的关系可知：①当影像地面分辨率GSD和像元尺寸a一定时，相机镜头焦距增大，航高H也会相应的增大。因此，在航摄起伏和高差较大的摄区时，要在影像地面分辨率不降低的情况下增大航高，应选取焦距更长的相机镜头。②摄区内的地形有高有低。地形高的位置，其实际航高小，其对应的GSD数值小，其影像分辨率高。地形低的位置，其实际航高大，其对应的GSD数值大，其影像分辨率低。因此，在进行航线规划时，只有保证摄区最低点的GSD符合要求，才能保证整个摄区的GSD符合要求。
西安科技大学硕士学位论文122.4.1ContextCaptureCenterContextCaptureCenter软件的前身是Smart3D软件，是美国Bentley软件公司专门用于实景建模的软件，是目前主流的无人机倾斜摄影处理软件之一。该软件包含ContextCaptureMaster和ContextCaptureEngine两个主要工作模块。ContextCaptureMaster模块负责管理工程、对任务进行编辑并将任务分解成基本作业并将其提交到作业队列，ContextCaptureEngine模块负责根据作业队列执行处理任务。该软件主界面如图2.2所示。图2.2ContextCaptureCenter软件主界面ContextCaptureCenter软件还自带三维模型浏览器Acute3DViewer，可以打开3MX格式的三维模型数据，在浏览器内，可以对模型进行移动、旋转、缩放，可在模型上测量距离、高差、周长、面积以及体积等。使用ContextCaptureCenter软件开始处理数据之前，在计算机硬盘中创建好工程目录，并将工程数据（影像、POS、像控点）准备妥当。数据处理具体步骤是：（1）新建工程。新建工程时，工程存放路径应选择事先创建好的工程目录，并为工程命名。工程目录和工程名不能出现汉字，否则后期计算中容易出现错误。（2）添加数据。依次将影像、POS数据、像控点数据添加到区块内。在导入POS和像控点时，要在空间参考系统列表中选好对应的坐标系统。（3）编辑像控点。编辑像控点就是要在影像上点刺像控点对应的位置，建立两者之间的关联。打开像控点编辑器，先在像控点列表中选中要编辑的像控点，再在影像列表中找到该点对应的影像，最后在影像缩放窗口的影像2.4倾斜摄影处理软件介绍
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的应用[J]. 张凯幸,肖磊蕊. 世界有色金属. 2019(20)
[2]浅谈倾斜摄影测量数据的关键处理技术[J]. 高强. 世界有色金属. 2019(24)
[3]无人机倾斜摄影与BIM技术结合在市政道路设计中的应用[J]. 相诗尧,赵杰,徐润,陈婷婷. 公路. 2019(07)
[4]中国无人机遥感技术突破与产业发展综述[J]. 晏磊,廖小罕,周成虎,樊邦奎,龚健雅,崔鹏,郑玉权,谭翔. 地球信息科学学报. 2019(04)
[5]基于无人机倾斜摄影测量的城市大比例尺地形图更新与修测[J]. 张尔严,高珊珊. 测绘标准化. 2018(04)
[6]无人机倾斜摄影测量技术在线性工程土地勘测定界中的应用探讨[J]. 文小勇,毛忠安. 科技创新与应用. 2018(32)
[7]倾斜摄影和激光点云技术在大比例尺测图中的应用[J]. 申淑娟,俞志强,黄桦,祝彦敏,吴彬卓. 测绘通报. 2017(12)
[8]无人机在强震区地质灾害精细调查中的应用研究[J]. 王帅永,唐川,何敬,张卫旭,方群生,程霄. 工程地质学报. 2016(04)
[9]基于倾斜摄影技术在农村房屋权籍调查测量中的应用[J]. 李颀. 测绘与空间地理信息. 2016(06)
[10]倾斜摄影测量高中低空解决方案研究[J]. 曲林,张淑娟,冯洋,洪波. 测绘与空间地理信息. 2016(01)
硕士论文
[1]无人机航摄免像控快速测制大比例尺地形图关键技术的研究[D]. 季晓菲.长安大学 2019
[2]1:500无人机大比例尺测图关键技术及应用研究[D]. 朱晓康.武汉大学 2018
[3]无人机航摄系统测绘大比例尺地形图的精度分析[D]. 孙亮.昆明理工大学 2017
[4]基于倾斜摄影测量数据的点云划分[D]. 陈悦.西安科技大学 2016
[5]基于无人机摄影测量的地质灾害监测[D]. 曾跃.吉林大学 2016
[6]无人机倾斜摄影测量应用于建筑物三维建模研究[D]. 李卉.辽宁工程技术大学 2015
[7]无人机低空摄影测量成图精度实证研究[D]. 卢晓攀.中国矿业大学 2014
[8]无人机航摄系统测绘大比例尺地形图应用研究[D]. 陈姣.昆明理工大学 2013
[9]低空无人直升机航空摄影系统的设计与实现[D]. 张强.解放军信息工程大学 2007
本文编号：3383123
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