無人機傾斜攝影技術(shù)支持下的三維精細模型制作

摘 要：傾斜攝影技術(shù)的出現(xiàn)改變了人們傳統(tǒng)航測遙感影響只能從垂直方向進行拍攝的限制，可以在不同角度對數(shù)據(jù)進行采集，更客觀的反應地面的情況，滿足人們對三維信息真實數(shù)據(jù)的需求。在無人機傾斜攝影技術(shù)的快速發(fā)展過程中，人們對三維精細模型的制作也加大了研究力度。精細的模型可以使人們捕捉較為精確的三維數(shù)據(jù)，但就目前的研究結(jié)果來看，三維模型的制作還停留在比較粗略的三維模型制作，對較為精細的模型制作還沒有純熟的制作技術(shù)，因此本文主要針對無人機傾斜攝影技術(shù)支持下的三維精細模型做進一步的研究，為人們在更精細化的制作中提供數(shù)據(jù)參考。

關(guān)鍵詞：無人機；傾斜攝影技術(shù)；三維精細模型

中圖分類號：P231 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0320-02

1 概 述

無人機傾斜攝影技術(shù)是國內(nèi)外近些年在遙感領(lǐng)域研發(fā)的新技術(shù)，這種技術(shù)的主要作用是可以反映出較為精確的地理信息，無人機通過人們的遙感操作可以去拍攝人們不方便到達或者無法到達的地方，省去人們很多的拍攝麻煩，還能夠有效的拍攝到大范圍的圖像，通過無人機的定位技術(shù)、地理信息、測量的距離來的到較為準確的三維數(shù)據(jù)，人們通過這一數(shù)據(jù)制作出三維模型。

三維精細模型是一種精細度較高，效果更逼真自然的一種模型，人們通過精細的模型可以制作出能夠呈現(xiàn)各種細節(jié)的三維效果圖。目前精細的三維模型技術(shù)還有很大的提升空間，所能做到的技術(shù)還是保持在大范圍粗糙的三維場景中，在高分辨率的細節(jié)方面還需要加大制作力度。

2 無人機傾斜攝影測量

傾斜攝影測量技術(shù)是近些年最新研發(fā)出的一種新技術(shù)，無人機傾斜攝影技術(shù)顛覆了人們只能垂直拍攝的局限性，在一架無人機中可以安放多臺傳感器，從多個角度采集拍攝到的圖像信息，然后對圖像信息進行處理得到較為真實的視覺體驗。

隨著傾斜攝影技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)外對三維模型的快速制作進行了大量研究，無人機搭載傾斜攝影相機快速獲取大范圍、高分辨率的多視影像數(shù)據(jù)，利用DP-Smart軟件快速獲得測區(qū)三維場景，通過DP-Modeler軟件實現(xiàn)單體化精細建模，可以實現(xiàn)大范圍三維精細模型的快速制作。

傾斜攝影測量有它自己很多獨有的特點：①傾斜攝影技術(shù)可以進行單張的攝影量的測量，在拍攝到的數(shù)據(jù)中對其拍攝信息進行長度、距離、角度、范圍等數(shù)據(jù)信息進行處理，得到最后的分析結(jié)果。②它能夠具體的顯示出真實的事物信息，更加充分的了解事物真實情況，改善了傳統(tǒng)的垂直拍攝的局限性。③無人機傾斜拍攝技術(shù)可以運用到很多的領(lǐng)域，比如建筑物的信息測量，新聞信息的航拍、城市信息采集、軍事活動等，在城市的三維數(shù)據(jù)應用中，可以采用無人機傾斜測量按照大規(guī)模成圖的特點，來得到城市相關(guān)的紋理信息，更加方便快捷的使人們得到大規(guī)模的城市信息，在城市的建模中減少了很多人力物力成本。④無人機傾斜攝影技術(shù)應用的領(lǐng)域在城市規(guī)劃化、城市管理等方面有著很重要的作用，給人們提供諸多的信息采集的方便。它能夠讓遙控無人機拍攝的過程中了解到更多的影像資料，得到相關(guān)的應用數(shù)據(jù)，并精確的制定出實際應用的方案。在很多方面能夠得到預測和布局參考數(shù)據(jù)。

3 傾斜攝影測量技術(shù)在三維數(shù)字模型建模中的應用

按照計劃得到的數(shù)據(jù)進行比例設(shè)置，提取精確的傾斜攝影所采集的距離數(shù)據(jù)信息，根據(jù)測量區(qū)域的基本情況制作航拍的具體要求，并制作相應的拍攝計劃。參考地圖中航拍的地圖比例尺，對預測區(qū)域進行合理的拍攝航線設(shè)計。拍攝的基本內(nèi)容和要求是：①航拍的到的圖像是彩色的數(shù)字影像。②得到的圖像的重疊度按照具體的拍攝范圍進行角度調(diào)整，航向和周圍的重疊度依照具體的航線設(shè)置角度。③保證拍攝到的影響分辨率高，反差適中，影響的顏色要與真實景物的顏色相近，色調(diào)柔和。④在拍攝中可能會出現(xiàn)拍攝數(shù)據(jù)不完整現(xiàn)象，因此要及時的對遺漏的部分進行補拍，然后在后期的處理中把殘缺的部分補充完整，并把拍攝出現(xiàn)異常的部分進行處理，制作出高精度的影像資料和測量數(shù)據(jù)。

無人機傾斜攝影的拍攝的時間會受到外界各種因素的影響，比如天氣和地形，那么在設(shè)計航拍的過程中還需要對無人機進行調(diào)整，無人機的航高要控制在1000m以下，在拍攝的天氣上選擇多云的天氣進行拍攝，因為多云的天氣太陽光線較為柔和，所得到的影像的分辨率較高，晴天拍攝到的影像會出現(xiàn)曝光的現(xiàn)象影像信息過亮影響視覺，雨天對航拍的無人機破壞較大，不能進行正常拍攝，所以天氣不應選擇雷雨天氣。在天氣的選擇上，要注意風向和風速的變化，風量太大會影響無人航拍的正常飛行，拍攝的影像搖晃不清晰，不能進行有效的建模使用，所以要選擇風速小于三級的天氣。

在模型制作的數(shù)據(jù)采集中對無人機拍攝航線的安排要有計劃性，一般所采用的航線為直線，在比較特殊的情況下會依照地形、道路、河流等自然曲線進行航線調(diào)整，平行于攝區(qū)邊界線的首末航線一般敷設(shè)在攝區(qū)邊界線上或者邊界外；旁向覆蓋超出攝區(qū)邊界線，一般不少于像幅的30%，確保目標攝區(qū)完全覆蓋。行高依據(jù)周邊建筑高度而定。后期如果照片存在質(zhì)量問題，將對不合格的對各種原因獲取的不合格航片要及時補拍，漏洞補攝按原設(shè)計航跡進行。

4 三維精細模型制作

在三維精細模型的制作中，不同的模型所要注意的事項和建立的步驟信息有所不同，景觀的模型需要采集的信息是城市的土建信息、并且根據(jù)城市的設(shè)計規(guī)劃要求來進行信息匹配，把拍攝到的影像或圖片信息導入到地圖信息中，用建模的程序來處理景觀數(shù)據(jù)，然后把匹配完成的信息用MIF格式保存下來，然后做進一步處理。在地形的三維模型制作中通過傾斜攝影測量獲得了底面信息，而有關(guān)人員將底面信息與半封閉五面體疊加在一起就獲得了一個地形模型。而在IMAGIS三維模型中，必須要匹配的影像資料作為底面紋理，并將其疊加映射DOM中。

5 總 結(jié)

綜上所述，無人機傾斜測量技術(shù)因其擁有操作快捷、方便、靈活性強、成本低等方面的優(yōu)勢，得到了廣大用戶的喜愛，并且運用無人機傾斜攝影技術(shù)進行城市、地形、軍事活動等方面的人群越來越多。在信息處理技術(shù)與精細模型制作的不斷發(fā)展過程中，改變了很多傳統(tǒng)的測繪作業(yè)，給人們在測量大范圍的數(shù)據(jù)提供了很大便利。要獲得較為精細化的三維模型就需要在前期數(shù)據(jù)采集階段獲取高分辨率的影視圖像信息，并在信息處理的過程中進行細致的后期處理。更精細的三維模型可以讓人們更精確的分析出城市建設(shè)數(shù)據(jù)，制定更合理的城市規(guī)劃方案，或者進行城市建設(shè)以外等其他方面的精準計劃分析。

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收稿日期：2018-8-13