無人機傾斜航空攝影在三維實景建模中的應用

隨著無人機技術的發展以及三維建模軟件的逐步成熟，將無人機傾斜航空攝影拍攝的相片交由三維建模軟件處理，可基本實現全自動生成三維實景模型，為三維信息化發展提供了一種高效率的數據采集模式。

在無人機傳統傾斜攝影建模系統運行過程中，主要是在工作面中心進行相機的垂直豎立。隨后沿四個方向分別布設一光軸與水平面成450的相機，上述布設方式雖然可以獲得多張影像，但是不同角度影像覆蓋度、重疊度較高，額外工作量較多，再加上無人機飛行中傾斜角度控制問題，導致實際運行效益不佳，因此探究無人機傾斜攝影實景建模新方式具有非常重要的意義。

1、無人機傾斜攝影的優勢

1.1 精確性

無人機傾斜攝影能夠借助無人機的視野優勢以及特殊的攝影技術對城市中實際的地形地貌、建筑物以及道路交通情況進行準確測量，準確到將建筑物的位置、尺寸、高度以及外觀等數據全部獲取并顯示出來，z大限度的反映出城市中物體的真實參數。無人機傾斜攝影和傳統的攝影技術有顯著不同，在城市三維模型的建立過程中應用無人機傾斜攝影技術能夠快速高效的完成建模任務。

1.2 低成本性

原始的城市三維模型建立過程首先需要對地面的各種物體進行參數測量，測量所得到的數據還需要很多技術人員花費大量的時間將其轉變為建模所需的數據，期間要進行大量的數據校準工作。如果一些數據信息采集有誤，則需要重新進行地面物體參數測量工作，在此期間由于技術落后而產生了大量的重復性工作，花費巨額的經濟成本。

而無人機傾斜攝影技術則在傳統測量技術上實現了突破，在采用無人機傾斜攝影進行城市三維模型建立時，地面物體數據測量工作和城市認為模型建立工作幾乎可以同時完成，節省了大量的人力、物力。除此之外，無人機傾斜攝影在完成地面物體空間測量工作的同時，還能得到很多其他類型的相關數據，這也為城市建模工作的橫向發展和縱向延伸奠定了基礎。

1.3高效率性

顯而易見的是，利用無人機傾斜攝影測量技術能夠大程度的提高城市三維建模的效率，簡化了工作流程，可以說在城市三維建模領域中是一種技術革新，這使得原來并不準確的城市三維模型建立過程變得精確，使得復雜的建模工作得以簡化，為建模的后續工作提供了強有力的技術支撐。

2、無人機傾斜攝影技術要點

多視影像聯合平差技術是無人機傾斜攝影技術中第yi個技術要點，利用多視影像聯合平差技術能夠規避傳統測量技術數據處理不靈敏的缺陷，在對影像遮擋問題的處理上游刃有余，測量過程中點和線的連接得到了明確，為城市三維建模提供了較高的數據準確性。

無人機傾斜攝影技術的第二個技術要點是多視影像密集匹配技術，此項技術的應用使得地面物體影像測量的分辨率得以保證，借助于多視影像密集匹配技術還能夠在一次測量中獲取更廣范圍的地面物體參數信息，地面物體的邊緣、側面以及紋理信息等都能夠進行整合而形成相對統一的二維數據，這些二維數據借助于多視影像密集匹配技術則能夠轉化為城市三維模型數據。在多視影像技術的幫助下，可以及時將地面建筑物的各類數據掃描表達出來，形成相對較為全面數字表面模型。但是在實際測量建設工作開展過程中，受到角度和尺度的差異，很可能出現建筑物遮擋以及陰影等現象。

3、無人機傾斜航空攝影在三維實景建模中的應用

3.1 起始數據的處理

無人機傾斜攝影技術在應用中得到了各個行業的青睞，同時在技術中有著一定的重要保障。其中起始數據的處理在建立中始終處于三維建模以上，才能保證數據的精準性，同時也包括了POS數據的應用。在進行信息數據中的處理以及保存中，其旁向重疊度要保持在50%以上，航向重疊度要保持在80%以上。

在進行數據存儲管理中，要結合相機的視角進行拍攝，同時將拍攝的信息進行分類存儲，以便于在后期檢測發展中提升數據檢測的精準性。另外，在進行起始數據保存以及處理中，當數據數量累計較大，會出現失真以及誤差等問題，可以加入POS數據對拍攝影像進行控制。通過Smart3D專業軟件也可以對數據進行分析處理，在利用該軟件過程中，通過多角度對影像數據分析，并生成相應的高密度點云，在此基礎上進行全自動紋理處理，準確并快速的生成城市中的三維場景。

3.2 空中三角測量

無人機傾斜攝影中的測試攝影數據要保證測量的精準性，才能保證三維場景應用的精準性，然而對于傳統的影像數據處理來說，應該應用同名像點自動量測算法，但是對于無人機傾斜攝影應用在測量中，在影像獲取中，其數據不應單單只滿足正視角度，其拍攝中的視角還應包括傾斜角度中的影像拍攝，所以在拍攝中傳統的算法以及應用已無法滿足拍攝中的實際需求。POS系統中的觀測值可以作為多角度影像數據中的元素位置，并通過多個坐標中的信息，根據連接點進行相應的測量，經過區域網生成相應的報告，同時為圖像自身的空間布局奠定堅實的基礎保障。

3.3 密集點云的生成

無人機傾斜攝影技術中的密集點就是通過多視影像的處理得到的模型DSM，有利于后續影響的生成。當獲取到DSM數據后，要通過相應的濾波處理，同時還要進行數據匹配，直到z后得到DSM。當無人機攝影技術出現影像數據丟失的情況時也會影響三維建模，出現這種情況時，人工編輯人員要進行相應的控制，降低問題發生的概率。

3.4 構建TIN模型

無人機傾斜攝影在模型構建中，要結合周圍的實際情況構建相關模型。構建TIN模型時要對高密度中的點云數據進行相應的處理，為模型精準度的構建進行相應的數據處理，提升數據建立的精準度，保證后續工作發展構建的精準度，構建模型的順序如下所示：

第yi，采集不同角度的影像信息，參考逐像素進行數據匹配；

第二，通過多角度匹配冗余信息，在進行匹配過程中，一定要盡量避免并減少匹配帶來的影響，提升算法中的同名坐標匹配率，更加方便與并行算法中的三維點數據；

第三，TIN模型構建過程中，要從不同角度上進行模型的構建，通過三角網的優化對比下，將其內部的尺寸和原始影像進行相應的調整，同時對原始的分辨率進行調整，通過曲面變化進行不斷優化和調整，z終獲取TIN模型中的矢量架構。

3.5 自動紋理關聯

在科學技術的不斷發展下，無人機技術在應用中實現了多種技術的相互融合，在發展中受到各個行業領域的廣泛應用。無人機技術包含了自動紋理映射技術，無人機傾斜攝影技術在應用中主要基于瓦片技術，在進行應用過程中將整個建模區域分為多個大小的瓦片，每個瓦片中的大小瓦片建立起一個相應的任務，并計算出各個節點，在進行相應的配準，為帶有紋理的模型建設多種細節，方便各個文件組織進行不斷的優化，提升分層次的瀏覽效率，以便于更好的生成三維場景。

結束語

綜上所述，無人機傾斜攝影技術在城市三維建模中起到的重要作用不言而喻，與傳統的城市地面物體測量和建模技術相比，該技術具有便捷性、高效性以及低成本性等優勢。除城市三維建模以外，此項技術還有更為廣泛的應用需求，應該予以大力推廣。

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