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2、DEM(Digital Elevation Matrix)
無人機建模
無人機建模:大疆無人機優勢,相比較基礎的測繪,無人機建模更加的專業,也更加便捷。無人機建模,大疆無人機是傳統航空攝影測量測繪手段的有力補充,我們提供更多相關方案!
1、無人機航測建模數據處理專家-無人機傾斜攝影三維建模
智慧GIS地圖開發網提供無人機傾斜攝影三維建模服務-輸出1:500地形圖,1-5cm精度建模,園區三維建模,大型航測數據處理中心,無人機傾斜攝影測量,承接全國各地無人機航測項目及航測后數據處理。
2、無人機傾斜攝影三維建模-無人機航測建模解決方案-全領域三維數據服務
智慧GIS地圖開發網無人機傾斜攝影三維建模解決方案商,無人機航測,三維數據建模,BIM全生命周期解決方案商,智慧園區,三維城市地圖,智慧城市應用。
傾斜攝影三維建模「智慧GIS地圖網」專業從事三維設計,三維數據服務,三維動畫,軟件研發等業務。多個領域擁有專利技術及知識產權。傾斜攝影三維建模,上百家名企合作案例。


一、無人機傾斜攝影三維建模
隨著無人機傾斜攝影測繪技術的不斷發展,為城市實景三維建模提供了新的技術途徑,在智慧城市實景三維建模中具有重要的優勢和價值。由于無人機傾斜攝影測繪技術在城市三維建模中具有很好地應用價值,故其逐漸成為智慧城市建設的重要技術手段。
1、傾斜攝影測繪技術
傾斜攝影測繪技術是在無人機飛行器中布設多臺傳感器,實現飛行器在多個角度的攝影測量,以提高圖像的清晰度。微型處理器的研發對于無人機傾斜攝影測繪技術發展有著重要的推動作用。無人機傾斜攝影測繪技術逐漸替代傳統的人工建模方式,其從影像獲取到最終建立三維模型時間短,精度高和真實度高,成為城市規劃建設的重點應用技術。在無人機傾斜攝影測繪數據和影像獲取基礎上,結合Inpho、Pix4Dmapper、CC、大疆智圖等軟件,進行實景三維建模。
2、傾斜攝影技術工作原理
傾斜攝影技術是國際測繪遙感領域一項新興技術,融合了傳統的航空攝影和近景測量技術,顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限,通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器,同時從垂直、前視、左視、右視、后視5個不同角度采集影像。其中,垂直攝影影像,可經過傳統航空攝影測量技術處理,制作4D產品;前視、左視、右視與后視4個傾斜攝影影像,傾斜角度在15~45°之間,可用于獲取地物側面豐富的紋理信息。
通過高效自動化的三維建模技術,快速構建具有準確地物地理位置信息的真三維空間場景,直觀地掌握目標區域內地形地貌與所有建筑物的細節特征,可為道路、橋梁工程建設,環境保護等提供現勢、詳盡、精確、逼真的空間基礎地理信息數據支持和公共服務。傾斜攝影技術具有高分辨率、獲取豐富的地物紋理信息、高效自動化的三維模型生產、逼真的三維空間場景等優勢特征。
3、實景三維建模技術流程
利用無人機拍攝數張高清晰度實景照片,采取地物的垂直與傾斜影像以及少量的地面控制點,構建基于真實影像紋理的高分辨率真三維模型。
4、空三加密
空三加密會對5個視角的影像進行大量特征點計算提取,并將獲取的特征點采用多視角匹配同名點,反向解算出每張影像的空間位置及姿態角度,從而確定影像之間的關系。空三加密質量差時,必須重新進行空三加密,多次加密未成功可刪除一些質量較差、姿態較差的影像后再處理。
5、加入控制點
控制點可在空三加密前加入,選擇空三加密后加入控制點是因為這種方式可以節省處理時間,通過空三加密得到的航帶信息可更快地找到控制點在哪些影像上,從而減少控制點的時間。
6、模型重建
利用空三加密計算出的三角網TIN,生成三維模型的白模,然后通過三維模型形狀位置,從影像里面選擇最合理紋理進行貼合工作,從而得到實景三維模型。因傾斜攝影過程中,存在反光、遮擋、移動物體等因素,造成三角網構建過程中存在模型上的空洞、扭曲、碎片等情況。
7、模型修飾
三維模型修飾主要包括幾何修飾和紋理修飾,采用修飾軟件修改實景模型專業軟件,實現模型的幾何修飾。
① 地面修飾在對地面區域進行影像匹配時,受到發射、倒影等情況干擾,造成生成模型存在高程異常,地面凹陷情況。地面修飾前需對異常地面圈定并刪除,通過判斷TIle輪廓的完整性,確定是否需要繪制面來將輪廓補充完整,然后進行橋接、補洞、紋理映射一系列操作,不同TIle之間需要將地面擬合到同一平面。當紋理存在不符合的情況,可將當前視角的紋理外接相關軟件進行修飾。
② 路面修飾 鑒于路面車輛、行人較多,且均為運動狀態,在進行影像匹配時常出現異常,容易造成車輛變形、路面凹凸不平的情況,若不采取修飾,后期模型會出現運動狀態下的物體發生不真實、異常等情況,需對此類情況進行部分路面修飾。路面修飾通過對異常范圍選中并擬合到同一平面,并且對不符合的紋理部分外接相關軟件進行修飾。
8、技術指標和規范
利用無人機傾斜攝影測繪技術進行三維建模前,需要參考《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖航空攝影規范》(GB/T15661-2008),對區域實際情況進行分析。
二、無人機三維建模,無人機3d建模
由于無人機具有獨特的高空視角,因此被應用于工程測繪和三維建模等業務中。通過無人機傾斜攝影獲取三維影像和正射影像,具有高效率、高精度等優勢,其特點主要在于能夠更大限度地還原地面上有一定體積的物體。
目前利用無人機進行三維建模主要有三種方式:點云融合、立體環繞和智能攝影。
1、點云融合
對建筑物進行三維建模,可以利用無人機在建筑物的上空拍攝來獲取傾斜攝影圖片,再利用其他工具合成圖片,生成三維模型。但是由于無人機的視角是從上往下的,因此當建筑物較高時,其底部很容易被其他物體遮擋,尤其是在建筑物密集區域,因此掃描的成像精度較差。為了彌補這個缺陷,通常可以結合地面三維激光掃描的方式,使得建筑物的整體外觀圖像達到較高的精度,這就是點云融合技術。
首先,在進行外業數據采集時,飛機必須要經過目標建筑物的上空,才能獲得完整的影像信息。因此在無人機移動端創建多邊形任務時,該多邊形的區域應該在目標物上空。接下來進行任務設置時,為了保證圖片的質量,需要將航向重疊率和旁向重疊率設置在一定范圍。航向重疊率的范圍一般是60%~80%,而旁向重疊率應該至少設置在70%,在建筑更密集的區域則需要設置更高的旁向重疊率。
此外,無人機搭載的攝像頭也多種多樣,例如單機攝像頭和多機攝像頭。如果使用單機攝像頭,則需要往返兩次飛行;如果使用多機攝像頭如5鏡頭攝像頭,則可同時拍攝俯視角度、前視、后視、左視及右視多個畫面,則只需在航線上飛行一次。如果要進行小范圍的拍攝,可以使用多旋翼無人機,如果需要拍攝大范圍的區域,則可以使用續航時間更長、速度更快的固定翼無人機。傾斜攝影所獲得的圖片經過進一步處理后,可形成密集點云數據。
2、立體環繞
首先,打開無人機移動端,連接多旋翼飛機,在實景地圖上找到目標物體的位置點;然后在該目標物底部創建一個多邊形,要保證多邊形能包住目標物的垂直投影;接下來設定多邊形的高度,形成一個立體多邊形,再設置航向重疊率和旁向重疊率,這時就可以在界面上預覽立體多邊形的航線,然后根據需求調整各個參數,開始執行任務。當飛行任務完成后就能獲取多方位的攝影圖片,再通過三方工具合成三維建模。此方式的優點是步驟簡短,操作門檻較低,能夠通過拍攝多張圖片來快速獲取更多細節。
3、智能攝影
在實景地圖上找到目標物體的位置點,將無人機手動飛到目標物的上空并點擊開始攝影,無人機就會開始環繞目標物體自動進行攝影,環繞路徑和云臺角度將在地圖界面顯示,攝影完成后將彈出提示;再將視頻文件移動到三維建模工具中,生成立體模型。整個操作步驟十分簡單,快捷高效。
綜合對比以上三種方式,可以得出,點云融合的方式適用于大規模城市三維建模,并依賴于強大的算法和開發能力。同時,有時還需要結合地面三維激光掃描,因此可能會產生較高的人力和時間成本。
而立體環繞則適用于單個較高物體的建模,只需要創建好航線后,用無人機去執行,在任務完成后將圖片進行相關處理,即可生成三維模型。此方案在工程檢測中比較常見,例如高塔等。由于其圖片的獲取角度多樣,能夠得到更多的細節信息,因此可以多方位地查看某個角度是否發生異常。
相比之下,智能攝影的方式是十分便捷的,既不需要創建航線,也不需要進行復雜的圖片處理,而是直接將整個視頻移動到三維建模工具中。此方案適用于警用行業的事故現場的還原,可通過無人機快速獲取現場的影像,來進行后期的事故原因分析和測量等。
三、無人機傾斜攝影測量生成DTM/DEM/DSM/DOM/DLG
無人機傾斜攝影測量,城市建筑單體化建模,GIS開發前沿擁有自主研發的無人機數據后處理系統和三維地圖核心引擎,結合室外實景三維+室內BIM模型,打造全新一代三維可視化應用管理平臺。


無人機傾斜攝影技術優勢:
1、突破了傳統航測單相機只能從垂直角度拍攝獲取正射影像的局限,可以獲取更加全面的地物紋理細節,更加真實地反映地物的實際情況。
2、通過無人機搭載傾斜攝影相機進行地形測繪,配合自動化的影像匹配、建模建模系統可以減少人工干預, 提升工作效率。
3、能極大地縮短測繪外業的協同工作,節省測量人員的勞動時間,降低了外業勞動強度。
4、傾斜影像能為用戶提供豐富的地理信息產品,實現二三維的數據疊加和展示,為相關地籍管理信息系統提供輔助決策分析。
無人機傾斜攝影測量可生成為數字地面模型(DTM)、數字高程模型(DEM)、數字表面模型(DSM)、數字正射影像(DOM)、數字線劃地圖(DLG)等成果,其中DSM包含的信息豐富、直觀性強,具有可量測性,并且軟件支持導出多種三維數據交互格式(OBJ/FBX/OSGB等)。為各種模型應用提供高效精準的數據。
1、DTM(Digital Terrain Model)
數字地面模型是利用一個任意坐標系中大量選擇的已知x、y、z的坐標點對連續地面的一個簡單的統計表示,或者說,DTM就是地形表面形態屬性信息的數字表達,是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數字描述。地形表面形態的屬性信息一般包括高程、坡度、坡向等。
數字地形模型(DTM, Digital Terrain Model)被用于各種線路選線(鐵路、公路、輸電線)的設計以及各種工程的面積、體積、坡度計算,任意兩點間的通視判斷及任意斷面圖繪制。在測繪中被用于繪制等高線、坡度坡向圖、立體透視圖,制作正射影像圖以及地圖的修測。在遙感應用中可作為分類的輔助數據。可用于土地利用現狀的分析、合理規劃及洪水險情預報等。在軍事上可用于導航及導彈制導、作戰電子沙盤等。對DTM的研究包括DTM的精度問題、地形分類、數據采集、DTM的粗差探測、質量控制、數據壓縮、DTM應用以及不規則三角網DTM的建立與應用等。
2、DEM(Digital Elevation Matrix)
數字高程模型(Digital Elevation Model,縮寫DEM)是一定范圍內規則格網點的平面坐標(X,Y)及其高程(Z)的數據集,它主要是描述區域地貌形態的空間分布,是通過等高線或相似立體模型進行數據采集(包括采樣和量測),然后進行數據內插而形成的。DEM是對地貌形態的虛擬表示,可派生出等高線、坡度圖等信息,也可與DOM或其它專題數據疊加,用于與地形相關的分析應用,同時它本身還是制作DOM的基礎數據。
由于DEM描述的是地面高程信息,它在測繪、水文、氣象、地貌、地質、土壤、工程建設、通訊、氣象、軍事等國民經濟和國防建設以及人文和自然科學領域有著廣泛的應用。如在工程建設上,可用于如土方量計算、通視分析等;在防洪減災方面,DEM是進行水文分析如匯水區分析、水系網絡分析、降雨分析、蓄洪計算、淹沒分析等的基礎; 在無線通訊上,可用 于蜂窩電話的基站分析等等。
3、DSM(Digital Surface Model)
數字表面模型(Digital Surface Model,縮寫DSM)是指包含了地表建筑物、橋梁和樹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的基礎上,進一步涵蓋了除地面以外的其它地表信息的高程。在一些對建筑物高度有需求的領域,得到了很大程度的重視。
4、DOM(Digital Orthophoto Map)
利用數字高程模型(DEM)對航空航天影像進行正射糾正、接邊、色彩調整、鑲嵌,并按照一定范圍裁切生成的數字正射影像數據集。
5、DLG(Digital Line Graphic)
數字線劃地圖(Digital Line Graphic)是與現有線劃基本一致的各地圖要素的矢量數據集,且保存各要素間的空間關系和相關的屬性信息。
四、無人機三維建模收費標準
傾斜攝影測量價格如果從飛行采集數據到后期處理三維建模,一般市場價格2-5萬每平方公里,根據甲方客戶要求所出模型精細程度不同,處理周期不同,價格可能會更高。
五、GIS地圖開發網業務范圍
- GIS地圖開發網多年來致力于二、三維的GIS技術以及無人機航測服務。
- GIS地圖開發網專業提供三維實景建模,無人機傾斜攝影建模,攝影測量,模型單體化服務。智慧社區警務三維可視化,5G礦山,智慧景區,數字園區,1:500攝影測量DLG線劃圖等服務。
- 在GIS開發與WebGIS開發方面,系統平臺與行業需求深度結合,現已在仿真模擬、土地資產管理、人口信息管理、智慧礦山、智慧城市/園區等行業有了完整的行業解決方案。
- 在無人機航測方面,擁有多年全國地區航測作業經驗,現具備DLG、DOM、DEM、DRG、三維實景模型及機載激光雷達全套數據成果的生產能力。

