《无人机组装与调试》课件-模块九实景三维应用技术

模块九

实景三维应用技术无人机实景三维技术

模块九

实景三维应用技术

目录项目三

优视摄影测量项目二

贴近摄影测量项目一

近景摄影测量项目四

卫星影像三维建模项目五

应用场景了解行业先进的技术近景摄影测量优视摄影测量贴近摄影测量卫星影像三维建模项目一

近景摄影测量

近景摄影测量通常是在300米内对被测物体进行影像数据采集，然后经过影像数据解析得到被测物形状、大小和空间坐标信息的技术。凡是可以摄取其影像的目标，均可作为近景摄影测量的对象，以获得目标物上点群的三维空间坐标，以及基于这些空间坐标的长度、面积、体积等。近景摄影测量技术可以瞬间获取被测物体丰富的几何信息，且是一种非接触式的量测手段，理论严谨，外业作业量小，分析效率高，精度高，能平视全站仪精度。这些优点使得该技术特别适用于测量包含有大量测量点位的目标物，躲避危险环境而远离摄影对象等情况。近景摄影测量技术通过在不同位置或不同角度获取同一物体两幅及以上的数字图像，以构成立体像对，再经过像对匹配，交汇平差的方法计算出待测点的精准三维坐标。随着近景摄影测量基础理论补充与硬件提升，影像数据解析结果精度也在提高，可靠性增强；不仅可以提供被测物4D产品，对影像数据解析也是逐步一键化。近景摄影测量项目一

近景摄影测量近景摄影测量具有以下主要特点：（1）像片信息丰富、容量大，影像逼真，适用于不规则物体的外形测量。（2）涉及的目标大小、摄影距离、精度要求、静态或动态等各个方面均有所不同，可通过合理地选择摄影仪器、摄影方式与布设控制，来解决科研与生产工作中的若干复杂问题。（3）能在瞬间摄影很多个点，可以在量测仪器上计算出所需的大量的物点的空间坐标，这是传统的大地测量方法所不能做到的。（4）摄影像片可以长期保存，便于日后对成果的查核、比较和分析。（5）与传统的大地测量和工程测量比较，它既可以减少外业工作量，减轻劳动强度，又提高了经济效益。（6）由图像经数字化仪器测定的最终数据三维坐标可构建三维立体景观，为不同用途的用户提供可靠准确的技术服务。项目一

近景摄影测量近景摄影测量可划分为建筑摄影测量、工业摄影测量和生物医学摄影测量等。（1）建筑摄影测量包括亭台楼阁等古老建筑或石窟雕琢的等值线图、立面图、平面图的制作，可用于古迹遗址的发掘和历史文物的复制等。（2）工业摄影测量可用于汽车外壳形状的测定，大型机械部件加工质量和装配质量的检查，水利工程模型的量测，爆破量的计算，爆破过程的演示，各类建筑物的变形观测等。（3）生物医学摄影测量包括动物躯体的外形测量，生物发育过程的记录，以及对医学内科、外科、牙科、眼科、骨伤科、矫形科的临床诊断提供量测技术，配合X光立体摄影量测体内异物或病灶的位置等。项目二

贴近摄影测量贴近摄影测量是由武汉大学遥感信息工程学院张祖勋院士于2018年提出，针对无人机精细化测量需求的摄影测量数据获取方式。无人机贴近物体表面进行摄影，在获取的高清影像基础上进行测量，可高度还原目标物的精细结构、精确坐标。从数据成果看，贴近摄影测量能够达到亚厘米甚至毫米级的精度。贴近摄影测量是面向对象（object）的摄影测量，它以物体的“面”为摄影对象，利用旋翼无人机贴近摄影获取超高分辨率影像，进行精细化地理信息提取，因此可高度还原地表和物体的精细结构。贴近摄影测量继垂直摄影、倾斜摄影以来的第三种摄影方式，而它之所以能担当得起“第三种测量方式”的名号，是因为相比较现有的垂直航空摄影测量、倾斜摄影测量对XYZ三维空间（或称2.5维——三维空间的表面）进行摄影，贴近摄影测量是针对“面”（三维空间任意坡度、坡向的面）进行摄影，这是他们之间存在的根本差别，贴近摄影测量创造了一种全新的摄影测量方式。贴近摄影测量项目二

贴近摄影测量贴近摄影测量工作的基本流程项目三

优视摄影测量优视摄影测量的核心思想是将获取生成的三维概略模型作为规划依据，约束候选影像视点的选择；优化选取出适配场景对象空间几何结构并符合实景三维重建要求的无人机航摄视角，达到最少视点影像采集并最大化模型重建质量的智能化无人机航摄规划。

在面向实景三维建设的实际应用中，优视摄影测量的主要输入信息是所观测场景对象的三维概略模型，模型可通过遥感影像或其他空间先验信息生成。当需要最新的先验信息时，则可通过预飞行采集生成概略模型。为确保概略模型能够更加准确地支持空间定位，可在概略模型中导入像控点。如果待测的区域范围较大，可在测前准备期间进行测区划分。根据设置的平均分辨率和相邻影像重叠率参数，在概略模型表面生成观测采样点，进一步生成并优选出观测视角。优选视角可做分区和分层聚类处理，并连接视角形成分段配置航摄路径。这些航线可驱动单架次无人机分段完成航摄任务，也可以支持多架无人机协同航摄。针对大范围测区的情况，可在测区划分的基础上实现多区域联合施测。所获取的数据经由后处理，实现空间场景对象高精细度三维重建。项目三

优视摄影测量优视摄影测量技术具有以下特点：（1）复杂场景和复杂结构对象实景三维重建的高适用性；（2）基于优化分析和自动化控制的智能化处理应用；（3）基于内核算法支持的航测施测前精细化规划设计能力。项目三

优视摄影测量优视摄影测量实景三维重建工作流程（1）概略模型生成（2）禁飞区设置（3）观测采样及初选视角生成（4）优选视角生成（5）优视航线生成项目四

卫星影像三维建模作为新型基础测绘标准化技术，基于多源卫星的实景三维模型构建就是在原有二维卫星影像数据的基础上，利用遥感卫星数据，构建一个表达现实世界的三维数字虚拟空间。实景三维模型构建可以真实、立体、时序化地反映人类生产、生活和生态空间的时空信息，是数字政府、数字经济重要的战略性数据资源和生产要素，为经济社会发展和各部门信息化提供统一的空间基底。卫星实景三维产品作为新型基础测绘的标准化产品，是数字化改革和数字城市推进实施的一项重要新型空间信息基础设施，可实现全要素数字化表达、动态三维呈现，具有覆盖范围广、成本低、建模快速、可量测、信息丰富、沉浸感强等明显优势。卫星影像三维建模项目四

卫星影像三维建模实体模型的自动化生产流程项目五

应用场景近景摄影测量应用近景摄影测量的目的是确定物体的相对位置，表面信息，几何形状，其应用广泛，常用于文物保护、变形监测、工业应用、生物医学等领域。项目五

应用场景贴近摄影测量应用作为一种新型的数字化测绘手段，贴近摄影测量技术为各行业带来全新应用。贴近摄影测量具有可高度还原地表和物体精细结构的特点，也可应用于城市精细重建、古建筑重建、水利工程监测等方面。项目五

应用场景优视摄影测量应用（1）基于云服务的优视航测技术应用（2）面向城市实景三维更新的优视航测（3）优视摄影测量的空-地协同采集支持（4）优视摄影测量的泛在无人机航测支持项目五

应用场景卫星影像三维建模应用近年来，随着中国航天技术的蓬勃发展和卫星遥感技术的日益成熟，卫星数据在遥感、地理信息系统等领域的应用越来越广泛。其中，基于北京三号卫星数据的实景三维建模技术成为了研究的热点之一。这项技术将卫星数据与传统的地理测绘