面向单体异形建筑的无人机单相机实景三维建模

针对单体异形建筑的实景三维建模问题,提出一种无人机单相机建模方法,选用小型旋翼无人机和单相机作为航摄装备,建立环绕式的无人机航路,实现对单体建筑自动化的多高度、多角度三维立体观测.使用新方法和广泛使用的无人机倾斜摄影建模方法分别对同一单体异形建筑进行影像数据采集,并对数据进行处理生成实景三维模型.结果表明,新方法相对于无人机倾斜摄影建模方法,在保证建模精度不降低的前提下提升了建模效率和建模质量.     

高空摄影测量在三维场景虚拟建模中的应用研究

利用无人机航空摄影测量快速高效获取城市三维信息已经成为当前三维城市建模技术研究和工程应用的热点.高空摄影测量是一种利用航高1.5 km以上无人机搭载长焦距拍摄系统、高效采集地面测绘数据的新技术，在城市三维建模中崭露头角.该文采用300 mm焦距的数字航拍系统搭载高空航行器完成湖北省孝感市汉川市垌塚镇老观湖村高空拍摄与测量，标定相机后提取空间点三维信息；根据数字航拍系统拍摄的影像与测量数据在三维虚拟场景中制作DEM模型，完成三维模型定向，为模型框架添加纹理，最终得到完整的三维场景虚拟模型.测试结果显示：最低拍摄分辨率不低于9.6 cm,空间点三维信息提取误差在1%以下，是一种高质量、低误差的三维建模方法，可为构建城市三维虚拟模型提供一种新的途径.     

无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用研究

为了验证旋翼无人机倾斜摄影测量的可行性及精度,该文以北京市高新区为例,采用旋翼无人机对其进行了倾斜摄影,利用ContextCapture进行了三维实景建模,并采用外业实测控制点、检查点及测量数据对模型的平面精度及测量精度进行了验证,最终对基于旋翼无人机倾斜摄影测量技术进行三维实景建模的可行性、精度及效率做出客观评价,为后期的行业应用提供了一定的技术参考。     

基于无人机影像的泥石流流域精细化地形建模方法

针对高原山区地形复杂、精细化地形建模效率低等问题,引入无人机低空遥感技术,通过分析无人机摄影测量基本原理,建立了一套适用于高原山区泥石流流域精细化地形建模的方法与技术体系,包括高分辨率影像获取、影像质量控制、影像增强与掩膜处理、空中三角测量、高精度数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOM)的构建等。应用该方法对云南省小江流域蒋家沟泥石流流域进行地形建模与验证分析,结果表明,获取的0.14 m空间分辨率无人机影像,经过数字摄影测量处理,可以生成0.547 m精度的DOM,0.684 m精度的点云数据以及数字三维模型,可为泥石流灾害的定量评估与风险防控提供精细化地形数据支持和技术保障。     

无人机摄影测量提取黄土高原切沟参数精度分析

选取陕北黄土丘陵沟壑区桥沟小流域为研究区,分别用同时相的地面三维激光扫描数据和固定翼无人机摄影测量数据提取切沟形态参数,分析无人机摄影测量提取切沟参数的误差及其原因．结果表明:1）无人机摄影测量与三维激光测量比较,提取切沟面积、周长和沟长二维形态参数的百分误差<10%;2）与三维激光扫描测得切沟横截面积、平均沟深和体积三维形态参数相比较,无人机摄影测量误差<20%,沟壁陡峭、植被覆盖度较高的大型切沟测量参数误差较大,而沟壁坡度相对较小、植被相对稀疏的小型切沟测量参数误差较小;3）固定翼无人机垂直摄影采集数据的方式会导致切沟沟壁细节数据缺失,从而降低切沟参数提取精度．基于无人机摄影测量生成的DSM无法有效过滤植被影响,在一定程度上影响切沟参数的提取精度．与三维激光测量相比,无人机摄影测量切沟地貌参数的精度略低,在切沟短期动态变化监测方面还存在一定的局限性．      

消费型无人机航测免像控多时序正射图精度分析

现场试验设置3种仿地飞行航高,使用消费型无人机DJIPhantom 4RTK依次完成每种航高下的6期现场航摄,采用PhotoScan软件生成了18期免像控正射影像图;利用检查点对所有正射图进行精度评估,主要分析了3种航摄高度、测区高程变化对免像控正射图精度的影响。结果表明:使用DJI Phantom 4 RTK消费型无人机摄影测量得到的免像控正射图精度为厘米级。无人机相同航高下免像控多时序正射图最佳精度为0.76 cm,波动较小;不同仿地航高下精度均优于2 cm,无明显差异;测区不同高程部分的正射图精度并不一致,测区高程突变处正射图精度会降低。     

赫尔默特相似变换在煤矿坐标转换中的应用

赫尔默特相似变换常用于进行2种坐标系间的平面坐标转换,转换模型中包括4个参数,分别用于表示2种坐标系间的平移、旋转和尺度缩放.在具体模型解算时,控制点的数量和空间位置分布对所建模型转换精度会有一定影响.如何定量评价具体影响规律,以便指导实际工作,进而合理选择控制点来建立转换模型,具有实际研究价值.结合具体实例,根据某煤矿实测的若干地面和井下控制点坐标信息,通过数学仿真计算,对建模控制点分布均匀、分布不均匀、建模控制点中有个别点存在较大点位误差等情况进行了系统试验,通过计算所建模型的纵横坐标残差中误差和对未参与建模点的预报偏差中误差,详细探讨了控制点数量和空间分布等因素对所建模型转换精度的影响规律,所得结果对实际工作具有指导意义.     

基于曝光补偿的GPS辅助平差在大比例尺免像控技术中的算法研究

通常无人机航测作业时GPS记录的相机曝光时刻与实际相机曝光时刻之间存在着延迟误差,为了补偿曝光延迟误差对GPS辅助光束法平差解算精度的影响,本文通过结合无人机摄影测量作业的特点,在传统GPS辅助光束法平差模型中考虑相机的曝光延迟时间以及各个曝光瞬间的位置偏移,针对各个曝光点的曝光延迟误差进行逐点曝光补偿,消除由于曝光不同步所带来的误差影响,从而实现在大比例尺航测中的免像控技术应用.     

基于无人机倾斜摄影测量技术在大比例地形测绘中的应用探讨

倾斜摄影测量技术,是测绘领域近年来新兴的一项高新技术,已广泛应用于城市化三维建模、地形测绘之中。相较传统地形测绘,无人机倾斜摄影测量技术,在成本、效率、成果的多样性、可视化方面,都有显著的优势。运用无人机倾斜摄影技术,在广东始兴县某村进行了1:500地形图测绘试验,结果表明,该技术能满足1:500地形图精度要求,为无人机倾斜摄影测量技术在大比例地形测绘中的应用,进行了有益的探讨。     

基于消费级无人机工程测图应用方法研究

无人机低空摄影测量广泛应用于制作大比例尺地形图工作.随着软硬件技术的发展,相较于传统昂贵的专业测绘类无人机,低成本轻小型消费级无人机的性能越来越高,在测绘行业中的应用也越加广泛.讨论了采用消费级无人机在大比例尺地形图测绘作业中的操作方法与航摄经验总结,通过实地低空摄影测量实验验证其精度.结果表明,大疆精灵4 RTK无人机在各项参数设置正确的情况下,可满足生产1:500地形图的测图精度要求.     

基于无人机和SfM的地貌数据采集精度影响研究

无人机低空摄影测量与SfM方法作为最新的地貌信息测量手段,受到了越来越多的关注,已经应用于多个研究领域.本文基于无人机摄影测量与SfM技术,应用大疆悟二飞行器、禅思X5S云台相机、Agisoft PhotoScan软件,研究了拍摄高度、拍摄角度和照片重叠度对地貌数据的测量精度,以及对区域三维重建模型效果与生成时间的影响.结果表明:拍摄高度越低,照片重叠度越高,测量结果精度越高.当拍摄高度200m,单点重复次数8.0时,测量结果的空间分辨率4.1cm,水平误差和垂直误差在25cm以内.拍摄角度对结果的水平精度和垂直精度呈现出不同的影响,拍摄角度越垂直于地面,测量结果的水平误差越小,垂直误差越大,反之亦反.另外,在三维模型重建中,拍摄角度越倾斜,模型的侧面纹理越完整清晰,反之模型的侧面纹理越不完整甚至缺失.此外,测量精度与测量的内外业工作量及三维模型的可视化效率之间存在制约,因此需根据具体的需求设计相应的测量方案.本文的研究成果可以为基于无人机与SfM方法的地貌数据采集与三维重建的精度控制和采集方案设置提供定量参考.     

无人机飞行姿态误差对地面点坐标精度影响评估

无人机载POS直接对地定位可显著提高航空摄影测量工作效率,但POS直接获取的像片外方位元素存在明显的误差分量将直接影响定位地面点的坐标精度.为探讨无人机载POS的姿态角测量误差与定位地面点坐标精度之间的关系,从摄影测量共线条件方程出发,构建了待求地面点坐标与像片外方位元素间的关系误差模型,并利用模拟的外方位元素数据展开实验,定量分析了无人机姿态角元素误差对待求地面点坐标精度的影响.结果表明,POS获取的像片姿态角元素误差对待求地面点坐标精度影响较大.因此,为保证无人机飞行的稳定性和外方位角元素测量的精确性,必须抑制飞行姿态误差对地面点目标精度的影响.     

基于中程无人机测绘系统测制地形图的应用研究

利用中程无人机搭载立体测绘相机对测区进行了航摄,并借助相关软件进行了基于POS无控平差解算和有控制点平差解算的空中三角测量,制作了3D数据成果,研究了生产流程,分析评价了成果精度,为利用该型无人机测绘系统进行地形图测绘提供借鉴。     

走航式ADCP与单频测深技术应用比较

走航式ADCP是目前河流流量测量中比较先进的仪器,它的使用将在防洪减灾、堤防工程监测等方面发挥巨大的作用.通过对走航式ADCP、单频测深仪比测实验,分析其误差来源和精度,验证了在特殊的水下地形测量过程中,走航式ADCP不仅能完成流量测验同时也可以替代单频测深仪完成水下地形测量任务,从而为走航式ADCP系统应用空间的阔广及推广提供科学的依据.     

基于近景摄影测量的高精度基坑变形监测技术研究

目前深基坑支护变形监测工作越来越重要，传统基坑支护外观变形监测仪器主要采用水准仪、全站仪等设备，效率及自动化程度低。近景摄影测量技术具有非接触、成本低、三维立体等特点，其变形监测精度不高，从而制约了其进一步的推广和使用。文章针对近景摄影测量问题，结合基坑支护变形特点，提出基于二维图像的近景摄影基坑支护变形监测方法，从相机检校、摄影标志设计、光照条件、拍摄参数设置和数据处理系统误差分析等方面进行分析与研究。实验结果表明，在相机镜头焦距为50 mm,摄影距离为20 m的情况下，摄影监测变形误差小于0.1 mm。该研究结果为进一步推广使用近景摄影测量技术提供了借鉴与参考。     

联合摄影及斜点样方法的单株植物冠层结构参数测量(Ⅰ):冠层三维重建

联合摄影、三维立体体元模型及光线跟踪法开展了面向高精度总面积指数(plant area index,PAI)测量的冠层精细三维模型重建研究.研究发现,冠层背景及天气条件对冠层影像分类影响显著;相机外方位元素解算精度受控制点精度影响较大,但受控制点数目影响相对较小.合理的单位体元大小及分区大小组合对于冠层三维重建至关重要,任意单位体元大小及分区大小组合可引起冠层三维重建异常.与立体体元大小相比,分区大小对冠层三维重建影响更为显著.     

基于神经网络的航位推算导航

针对航位推算法中陀螺仪对方向测量存在较大噪声,进而导致航位推算误差较大的问题,提出一种基于神经网络的航位推算方法.该方法利用神经网络考察加速度测量值与方向测量值之间的时变关系,从而在不使用陀螺仪的情况下,通过该时变关系使用加速度值计算方向值,进而完成水下自主航行器(AUV)的航位推算导航.结果表明,该算法能在仅使用加速度计的情况下完成航位推算导航,因此可避免近海面由陀螺仪噪声导致的航位推算误差问题.仿真实验证明了该算法准确率较高.     

GPS RTK技术在嘉陵江凤仪电航工程的应用

GPS技术是一种先进的测量技术手段,能给测量工作带来极大的方便。GPS RTK广泛应用于地形地籍碎部测量,也可以用于控制加密测量。嘉陵江凤仪电航工程位于地形复杂且偏远地区,已知高等级控制点较少,常规的图根控制测量方法受地形条件限制,费时耗力。本文用GPS RTK测量方法,按照行业规范的要求对测区控制点测量,工作效率高,提高效率,降低成本;将测量成果与常规测量比较,得出测绘平面精度更高,高程精度跟等外水准测量方法相当的结论。     

基于高分辨地形的秦岭山地滑坡特征参数提取分析

秦岭山地是我国滑坡地质灾害多发区和易发区之一,传统的野外调查方法获取滑坡特征参数往往费时费力,因此我们在校园径流小区对消费级无人机(DJI Phantom 3 (4k))进行精度验证的基础上,对秦岭山地单体滑坡展开调查,通过ArcGIS 10.2,Global Mapper等软件提取滑坡特征参数,并对其进行分析。结果表明:①在没有布设地面控制点的情况下,无人机能够获取地面水平重复精度0.5m、垂直重复精度0.2m的厘米级高分辨率DOM和DEM;②利用无人机和三维模型重建技术与GIS空间分析技术,提取了秦岭山地风枫沟滑坡的高精度几何与地形特征参数,这些参数可以帮助我们很好地解析滑坡高程分布、坡度陡缓、地形起伏以及滑动方向等特征,具有很高的应用价值;③这种新的非接触测量技术具有低成本、安全、快速、高分辨率的优势。     

光学三维测量中引入相对控制的摄影测量方法

介绍了在没有预先测量控制点的情况下，通过引入相对控制条件，主要依靠计算获得所需点云数据的近场摄影测量方法．它使得测量可以随时随地地进行，而不再受某些实验场或者被测物体过于庞大等条件的限制，跳过了依赖于控制点测量方法中由于手工操作引入误差的环节，用适量的计算量换取了测量的灵活性，并获得了较高的精度．