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2、DEM(Digital Elevation Matrix)
无人机建模
无人机建模:大疆无人机优势,相比较基础的测绘,无人机建模更加的专业,也更加便捷。无人机建模,大疆无人机是传统航空摄影测量测绘手段的有力补充,我们提供更多相关方案!
1、无人机航测建模数据处理专家-无人机倾斜摄影三维建模
智慧GIS地图开发网提供无人机倾斜摄影三维建模服务-输出1:500地形图,1-5cm精度建模,园区三维建模,大型航测数据处理中心,无人机倾斜摄影测量,承接全国各地无人机航测项目及航测后数据处理。
2、无人机倾斜摄影三维建模-无人机航测建模解决方案-全领域三维数据服务
智慧GIS地图开发网无人机倾斜摄影三维建模解决方案商,无人机航测,三维数据建模,BIM全生命周期解决方案商,智慧园区,三维城市地图,智慧城市应用。
倾斜摄影三维建模「智慧GIS地图网」专业从事三维设计,三维数据服务,三维动画,软件研发等业务。多个领域拥有专利技术及知识产权。倾斜摄影三维建模,上百家名企合作案例。
一、无人机倾斜摄影三维建模
随着无人机倾斜摄影测绘技术的不断发展,为城市实景三维建模提供了新的技术途径,在智慧城市实景三维建模中具有重要的优势和价值。由于无人机倾斜摄影测绘技术在城市三维建模中具有很好地应用价值,故其逐渐成为智慧城市建设的重要技术手段。
1、倾斜摄影测绘技术
倾斜摄影测绘技术是在无人机飞行器中布设多台传感器,实现飞行器在多个角度的摄影测量,以提高图像的清晰度。微型处理器的研发对于无人机倾斜摄影测绘技术发展有着重要的推动作用。无人机倾斜摄影测绘技术逐渐替代传统的人工建模方式,其从影像获取到最终建立三维模型时间短,精度高和真实度高,成为城市规划建设的重点应用技术。在无人机倾斜摄影测绘数据和影像获取基础上,结合Inpho、Pix4Dmapper、CC、大疆智图等软件,进行实景三维建模。
2、倾斜摄影技术工作原理
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域一项新兴技术,融合了传统的航空摄影和近景测量技术,颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、前视、左视、右视、后视5个不同角度采集影像。其中,垂直摄影影像,可经过传统航空摄影测量技术处理,制作4D产品;前视、左视、右视与后视4个倾斜摄影影像,倾斜角度在15~45°之间,可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。
通过高效自动化的三维建模技术,快速构建具有准确地物地理位置信息的真三维空间场景,直观地掌握目标区域内地形地貌与所有建筑物的细节特征,可为道路、桥梁工程建设,环境保护等提供现势、详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和公共服务。倾斜摄影技术具有高分辨率、获取丰富的地物纹理信息、高效自动化的三维模型生产、逼真的三维空间场景等优势特征。
3、实景三维建模技术流程
利用无人机拍摄数张高清晰度实景照片,采取地物的垂直与倾斜影像以及少量的地面控制点,构建基于真实影像纹理的高分辨率真三维模型。
4、空三加密
空三加密会对5个视角的影像进行大量特征点计算提取,并将获取的特征点采用多视角匹配同名点,反向解算出每张影像的空间位置及姿态角度,从而确定影像之间的关系。空三加密质量差时,必须重新进行空三加密,多次加密未成功可删除一些质量较差、姿态较差的影像后再处理。
5、加入控制点
控制点可在空三加密前加入,选择空三加密后加入控制点是因为这种方式可以节省处理时间,通过空三加密得到的航带信息可更快地找到控制点在哪些影像上,从而减少控制点的时间。
6、模型重建
利用空三加密计算出的三角网TIN,生成三维模型的白模,然后通过三维模型形状位置,从影像里面选择最合理纹理进行贴合工作,从而得到实景三维模型。因倾斜摄影过程中,存在反光、遮挡、移动物体等因素,造成三角网构建过程中存在模型上的空洞、扭曲、碎片等情况。
7、模型修饰
三维模型修饰主要包括几何修饰和纹理修饰,采用修饰软件修改实景模型专业软件,实现模型的几何修饰。
① 地面修饰在对地面区域进行影像匹配时,受到发射、倒影等情况干扰,造成生成模型存在高程异常,地面凹陷情况。地面修饰前需对异常地面圈定并删除,通过判断TIle轮廓的完整性,确定是否需要绘制面来将轮廓补充完整,然后进行桥接、补洞、纹理映射一系列操作,不同TIle之间需要将地面拟合到同一平面。当纹理存在不符合的情况,可将当前视角的纹理外接相关软件进行修饰。
② 路面修饰 鉴于路面车辆、行人较多,且均为运动状态,在进行影像匹配时常出现异常,容易造成车辆变形、路面凹凸不平的情况,若不采取修饰,后期模型会出现运动状态下的物体发生不真实、异常等情况,需对此类情况进行部分路面修饰。路面修饰通过对异常范围选中并拟合到同一平面,并且对不符合的纹理部分外接相关软件进行修饰。
8、技术指标和规范
利用无人机倾斜摄影测绘技术进行三维建模前,需要参考《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影规范》(GB/T15661-2008),对区域实际情况进行分析。
二、无人机三维建模,无人机3d建模
由于无人机具有独特的高空视角,因此被应用于工程测绘和三维建模等业务中。通过无人机倾斜摄影获取三维影像和正射影像,具有高效率、高精度等优势,其特点主要在于能够更大限度地还原地面上有一定体积的物体。
目前利用无人机进行三维建模主要有三种方式:点云融合、立体环绕和智能摄影。
1、点云融合
对建筑物进行三维建模,可以利用无人机在建筑物的上空拍摄来获取倾斜摄影图片,再利用其他工具合成图片,生成三维模型。但是由于无人机的视角是从上往下的,因此当建筑物较高时,其底部很容易被其他物体遮挡,尤其是在建筑物密集区域,因此扫描的成像精度较差。为了弥补这个缺陷,通常可以结合地面三维激光扫描的方式,使得建筑物的整体外观图像达到较高的精度,这就是点云融合技术。
首先,在进行外业数据采集时,飞机必须要经过目标建筑物的上空,才能获得完整的影像信息。因此在无人机移动端创建多边形任务时,该多边形的区域应该在目标物上空。接下来进行任务设置时,为了保证图片的质量,需要将航向重叠率和旁向重叠率设置在一定范围。航向重叠率的范围一般是60%~80%,而旁向重叠率应该至少设置在70%,在建筑更密集的区域则需要设置更高的旁向重叠率。
此外,无人机搭载的摄像头也多种多样,例如单机摄像头和多机摄像头。如果使用单机摄像头,则需要往返两次飞行;如果使用多机摄像头如5镜头摄像头,则可同时拍摄俯视角度、前视、后视、左视及右视多个画面,则只需在航线上飞行一次。如果要进行小范围的拍摄,可以使用多旋翼无人机,如果需要拍摄大范围的区域,则可以使用续航时间更长、速度更快的固定翼无人机。倾斜摄影所获得的图片经过进一步处理后,可形成密集点云数据。
2、立体环绕
首先,打开无人机移动端,连接多旋翼飞机,在实景地图上找到目标物体的位置点;然后在该目标物底部创建一个多边形,要保证多边形能包住目标物的垂直投影;接下来设定多边形的高度,形成一个立体多边形,再设置航向重叠率和旁向重叠率,这时就可以在界面上预览立体多边形的航线,然后根据需求调整各个参数,开始执行任务。当飞行任务完成后就能获取多方位的摄影图片,再通过三方工具合成三维建模。此方式的优点是步骤简短,操作门槛较低,能够通过拍摄多张图片来快速获取更多细节。
3、智能摄影
在实景地图上找到目标物体的位置点,将无人机手动飞到目标物的上空并点击开始摄影,无人机就会开始环绕目标物体自动进行摄影,环绕路径和云台角度将在地图界面显示,摄影完成后将弹出提示;再将视频文件移动到三维建模工具中,生成立体模型。整个操作步骤十分简单,快捷高效。
综合对比以上三种方式,可以得出,点云融合的方式适用于大规模城市三维建模,并依赖于强大的算法和开发能力。同时,有时还需要结合地面三维激光扫描,因此可能会产生较高的人力和时间成本。
而立体环绕则适用于单个较高物体的建模,只需要创建好航线后,用无人机去执行,在任务完成后将图片进行相关处理,即可生成三维模型。此方案在工程检测中比较常见,例如高塔等。由于其图片的获取角度多样,能够得到更多的细节信息,因此可以多方位地查看某个角度是否发生异常。
相比之下,智能摄影的方式是十分便捷的,既不需要创建航线,也不需要进行复杂的图片处理,而是直接将整个视频移动到三维建模工具中。此方案适用于警用行业的事故现场的还原,可通过无人机快速获取现场的影像,来进行后期的事故原因分析和测量等。
三、无人机倾斜摄影测量生成DTM/DEM/DSM/DOM/DLG
无人机倾斜摄影测量,城市建筑单体化建模,GIS开发前沿拥有自主研发的无人机数据后处理系统和三维地图核心引擎,结合室外实景三维+室内BIM模型,打造全新一代三维可视化应用管理平台。
无人机倾斜摄影技术优势:
1、突破了传统航测单相机只能从垂直角度拍摄获取正射影像的局限,可以获取更加全面的地物纹理细节,更加真实地反映地物的实际情况。
2、通过无人机搭载倾斜摄影相机进行地形测绘,配合自动化的影像匹配、建模建模系统可以减少人工干预, 提升工作效率。
3、能极大地缩短测绘外业的协同工作,节省测量人员的劳动时间,降低了外业劳动强度。
4、倾斜影像能为用户提供丰富的地理信息产品,实现二三维的数据叠加和展示,为相关地籍管理信息系统提供辅助决策分析。
无人机倾斜摄影测量可生成为数字地面模型(DTM)、数字高程模型(DEM)、数字表面模型(DSM)、数字正射影像(DOM)、数字线划地图(DLG)等成果,其中DSM包含的信息丰富、直观性强,具有可量测性,并且软件支持导出多种三维数据交互格式(OBJ/FBX/OSGB等)。为各种模型应用提供高效精准的数据。
1、DTM(Digital Terrain Model)
数字地面模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示,或者说,DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。
数字地形模型(DTM, Digital Terrain Model)被用于各种线路选线(铁路、公路、输电线)的设计以及各种工程的面积、体积、坡度计算,任意两点间的通视判断及任意断面图绘制。在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图,制作正射影像图以及地图的修测。在遥感应用中可作为分类的辅助数据。可用于土地利用现状的分析、合理规划及洪水险情预报等。在军事上可用于导航及导弹制导、作战电子沙盘等。对DTM的研究包括DTM的精度问题、地形分类、数据采集、DTM的粗差探测、质量控制、数据压缩、DTM应用以及不规则三角网DTM的建立与应用等。
2、DEM(Digital Elevation Matrix)
数字高程模型(Digital Elevation Model,缩写DEM)是一定范围内规则格网点的平面坐标(X,Y)及其高程(Z)的数据集,它主要是描述区域地貌形态的空间分布,是通过等高线或相似立体模型进行数据采集(包括采样和量测),然后进行数据内插而形成的。DEM是对地貌形态的虚拟表示,可派生出等高线、坡度图等信息,也可与DOM或其它专题数据叠加,用于与地形相关的分析应用,同时它本身还是制作DOM的基础数据。
由于DEM描述的是地面高程信息,它在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、气象、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。如在工程建设上,可用于如土方量计算、通视分析等;在防洪减灾方面,DEM是进行水文分析如汇水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础; 在无线通讯上,可用 于蜂窝电话的基站分析等等。
3、DSM(Digital Surface Model)
数字表面模型(Digital Surface Model,缩写DSM)是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型。和DEM相比,DEM只包含了地形的高程信息,并未包含其它地表信息,DSM是在DEM的基础上,进一步涵盖了除地面以外的其它地表信息的高程。在一些对建筑物高度有需求的领域,得到了很大程度的重视。
4、DOM(Digital Orthophoto Map)
利用数字高程模型(DEM)对航空航天影像进行正射纠正、接边、色彩调整、镶嵌,并按照一定范围裁切生成的数字正射影像数据集。
5、DLG(Digital Line Graphic)
数字线划地图(Digital Line Graphic)是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集,且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。
四、无人机三维建模收费标准
倾斜摄影测量价格如果从飞行采集数据到后期处理三维建模,一般市场价格2-5万每平方公里,根据甲方客户要求所出模型精细程度不同,处理周期不同,价格可能会更高。
五、GIS地图开发网业务范围
- GIS地图开发网多年来致力于二、三维的GIS技术以及无人机航测服务。
- GIS地图开发网专业提供三维实景建模,无人机倾斜摄影建模,摄影测量,模型单体化服务。智慧社区警务三维可视化,5G矿山,智慧景区,数字园区,1:500摄影测量DLG线划图等服务。
- 在GIS开发与WebGIS开发方面,系统平台与行业需求深度结合,现已在仿真模拟、土地资产管理、人口信息管理、智慧矿山、智慧城市/园区等行业有了完整的行业解决方案。
- 在无人机航测方面,拥有多年全国地区航测作业经验,现具备DLG、DOM、DEM、DRG、三维实景模型及机载激光雷达全套数据成果的生产能力。