无人机倾斜摄影测量数据获取及处理探讨

(整期优先)网络出版时间:2020-10-13
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无人机倾斜摄影测量数据获取及处理探讨

吴霞

贵州省地矿局测绘院 中国 · 贵州 贵阳 550018

摘要】科学技术发展带给人民生活便利的基础体现是相关科技产品的普及,无人机从高科技产品到大范围民用产品之间的时间线随着科学技术的发展在逐渐缩短。普及度的提升和相关需求的提升促进了市场对无人机数据精准度的提升,无人机所提供的数据类型也逐渐由单一转变为多样。

关键字】无人机;倾斜摄影测量;数据获取;数据处理

Discussion on Data Acquisition and Processing of UAS Tilt Photogrammetry

Xia Wu

Guizhou Provincial Bureau of Geology and Mining Surveying and Mapping,

Guiyang, Guizhou, 550018, China

【Abstract】The development of science and technology has brought convenience to people's life, which is reflected in the popularization of relevant scientific and technological products. With the development of science and technology, the time line between UAV from high-tech products to large-scale civil products is gradually shortened. The promotion of popularity and related demand promotes the market to improve the accuracy of UAV data, and the data types provided by UAV gradually change from single to perse.

【Keywords】UAV; tilt photogrammetry; data acquisition; data processing

1 引言

无人机摄影与传统的测量方式相比较,具有快速、灵活、经济和机动性强的特点,随着科学技术的发展促进了无人机的优化,现阶段使用无人机能够快速高效地获取质量和解析度兼具的高质量影像。虽然在实际使用过程中与传统的卫星遥感技术相比较还具有一定的差异,但是其便捷性受到广大用户的青睐。

2 无人机倾斜摄影测量的应用范围和使用前景

无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备和自备的程控装置操纵的不载人飞机。无人机产品性能的不断优化促进了无人机测量技术的产生和发展,无人机倾斜摄影测量技术作为一种新型的测量技术,在发展完善的过程中因为其便捷性被广泛应用。无人机倾斜摄影技术的出现在丰富测量方式的同时,改变了传统航测遥感只能进行垂直方向拍摄测量的限制,通过对不同角度的信息采集,满足市场发展过程中对三维信息的需要。现阶段因为无人倾斜摄影的优越性,其在生产实践过程中被广泛应用。无人机倾斜摄影测量在现阶段被广泛应用于三维模型中,无人机倾斜摄影主要包含以下技术:得到外业数据、将各类影像数据匹配、对平差纠正并处理、对正射影像进行处理。

3 无人机倾斜摄影测量数据获取

3.1 无人机倾斜摄影测量技术的应用

随着无人机相关性能的优化,倾斜摄影测量技术在较短时间内得到了较大的关注和发展,无人机倾斜摄影测量技术在使用过程中能够进行建筑物、树木等具体的纹理和细节的录入,丰富数据资源的同时无人机倾斜摄影测量技术逐渐从研发阶段步入了实践应用阶段。在城市航拍的应用过程中可以针对不同的拍摄区域进行拍摄,能够更加灵活地适应城市航拍,有效提高城市建模的有效率,同时通过倾斜摄影测量技术数据的不断更新,能够更好地为数字城市提供管理依据[1]

3.2 无人机倾斜摄影测量的基础原理分析

无人机倾斜摄影是在摄影过程中摄影机的主光轴在明显偏离铅垂线或者水平方向的条件下按照一定的角度进行摄影。主要的摄影装置会安置在小型无人机设备上,其主要的摄影特征一般为多台(5台以上)高分辨率的数码相机。在摄影过程中通过垂直、倾斜等不同角度来进行影像采集,通过同一平台的控制实现了同步数据采集的需求,为后期人眼视觉可见的三维直观数据模型建立提供基础的影像数据。

3.3 无人机倾斜摄影测量的特点分析

无人机倾斜摄影测量技术在实际拍摄过程中可以通过同一平台进行多角度拍摄,拍摄过程中获取三维数据的同时,也有利于对测量物的真实面貌进行真实反映,是传统遥感测量技术的基础补充。无人机倾斜摄影测量的相关数据不仅可以反映空间位置信息和各种影像数据,而且在数据输出过程中可以输出DLG、DOM、DSM等多项数据成果,满足传统航测技术数据需求的同时降低了三维建模的成本,具有较高的技术性价比

[2]。倾斜摄影测量技术的主要应用设备是无人机,在摄影过程中不仅可以使用全自动模式,而且人工需要1~2年的建模,利用无人机倾斜摄影测量技术在5个月左右就可以完成建模,提升建模效率的同时降低了建模过程中投入的人力成本和时间成本。

3.4 无人机倾斜摄影测量数据获取

无人机倾斜摄影测量技术为传统航测的正向影像的局限提供了基础补充,在摄影过程中可以从1个垂直、多个倾斜等不同角度来进行影像采集。在进行测量之前要根据实际的需求进行测量相机的选择。无人机倾斜摄影测量在做好前期的检测设备调试的同时要根据实际情况进行航线设计,并根据测量环境设置安全预案,为后期的安全测量提供基础保障;起飞测量前要进行设备检查,降低设备原因带来数据失误现象的发生率;在测量结束后要做好基础的数据备份工作,避免因为数据遗失等不良现象的发生导致二次重测;处理好相关数据后要根据实际情况进行设备的二次检查,形成有效的设备使用经验。如图1所示。

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图1 无人机数据获取流程

4 无人机倾斜摄影测量数据分析

4.1 飞行数据处理分析

无人机倾斜摄影测量完毕后,为了保障数据的全面性和数据安全,一般会进行数据检查和数据备份。进行无人机飞行数据处理分析前应该对数据的可靠性和完整性进行检查。其次,在数据处理过程中应该以测量镜头为基础依据对相关数据进行分类,常用的分类方式是建立不同的档夹进行分类,分类后进行基础数据的检查,主要是“多片”和“少片”的检查,通过及时命名、删除多片、补充少片的方式来进行像片整理,整理完毕后以实际需求为依据进行POS参数的对比[3]

4.2 影像数据处理分析

倾斜摄影三维数据目前有好几款自动化建模软件可以进行生产,使用度比较高的有CC(原Smart3D)、航天远景、PhotoScan等,随之而来的也有很多格式的数据。目前,市面上公开认可的倾斜摄影数据的标准格式为OSGB格式。以CC软件生产的OSGB格式为例,倾斜摄影数据是由很多个包含OSGB数据的文件夹,一个s3c后缀的文件以及一个metadata.xml的文件组成。如图2所示。

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图2 后缀文件

进行影像数据的处理过程中会以后期的成片要求作为基础依据,选择相应的数据处理系统进行数据处理。数据系统在进行影像处理的过程中通过对不同地方不同时间的建筑物的实景三维模型和各种角度的像片数据进行对比分析,通过面积变化、灰度变化和高度变化分析来进行区域确定。现阶段借助于数字城市平台,倾斜摄影测量在城市的三维建模上发挥了重要的作用,可快速建立城市现状的三维实体模型,借助倾斜摄影测量技术,可利用航拍倾斜摄影数据与后处理点云信息快速有效地实现三维模型构建[4]

5 结语

由此可见,在生活中使用无人机倾斜摄影测量的过程中,首先要对基本的测量原理和测量特点进行了解。测量过程中严格遵循数据获取流程来进行测量,为测量数据的准确性提供基础的操作保障。通过分析可知,具有真实性和精准度的无人机倾斜测量技术具有广阔的发展前景和发展空间,因此,在现阶段的测量过程中要注重问题分析和有效经验的积累,为后期的发展进步提供基础保障。

参考文献:

  1. 何敏,胡勇,赵龙.无人机倾斜摄影测量数据获取及处理探讨[J].测绘与空间地理信息,2017,40(7):77-79.

  2. 崔广汛.无人机倾斜摄影测量数据获取及处理解析[J].中国室内装饰装修天地,2018(15):118.