給你一臺大疆無人機持灰,你能用來做點啥?------傾斜攝影建母核牵基礎(chǔ)

? ? ? ?在做正射影像或者傾斜建模過程中會涉及到一些攝影測量和傾斜建模有關(guān)一些知識堤魁,順便查了一些資料,然后覺得很有必要返十,就稍微系統(tǒng)羅列了一下姨涡,在最后還提供了幾個建模航線為大家作為參考,希望對大家有幫助吧慢。

一、重疊度赏表、航線彎曲检诗、像片旋角。

1.1航向重疊率


航向重疊率

? ? ? ?沿同一航線的相鄰像片重疊部分的長度與像片邊長之比瓢剿。簡而言之逢慌,就是同一條線路,照片與照片之間的重疊部分间狂。

1.2旁向重疊度


旁向重疊度

? ? ? ?沿兩條相鄰航線所攝的相鄰像片重疊部分的長度與像片長度之比攻泼。簡而言之,就是線路與線路之間照片的重疊部分鉴象。

? ? ? ?制作正射影像圖忙菠,對于照片的重疊率是有一定的要求的,照片至少有60%的航向和旁向重疊率纺弊,這樣能保證三張照片有重疊部分牛欢。這是對于相對于地形較為平坦的地區(qū),當?shù)匦纹鸱^大時淆游,在設(shè)置重疊率時還要提高傍睹,才能保證像片立體量測與拼接的需要

1.3航線彎曲


航線彎曲

? ? ? ?在航拍過程中隔盛,由于無人機穩(wěn)定程度不如有人駕駛飛機,易受高空風力影響拾稳,會導致航線漂移吮炕,飛行的軌跡不再像傳統(tǒng)的航空攝影沿直線飛行,會產(chǎn)生航線彎曲現(xiàn)象访得。所謂航線彎曲就是把一條航線的航攝像片根據(jù)地物影像拼接起來龙亲,各張像片的主點連線不在一條直線上,而呈現(xiàn)為彎彎曲曲的折線

? ? ? ?航線彎曲度:航線最大彎曲矢量與航線長度之比的百分數(shù)震鹉。要求航線彎曲度<3%

1.4像片旋角


像片旋角

? ? ? ? 一張像片上相鄰主點連線與同方向框標連線間的夾角俱笛。要求像片旋角<6°

? ? ? ? 敲黑板!敲黑板传趾!敲黑板迎膜!

? ? ? ? 總結(jié)一下:

? ? ? ? 1.像片重疊率建議60%以上,地形起伏越大重疊率越高浆兰。

? ? ? ? 2.航線彎曲度<3%磕仅。

? ? ? ? 3.像片旋角<6°

? ? ? ?另外自動建模軟件建立三維模型對影像重疊度的要求高于一般的航攝制圖任務(wù),需要影像至少有70%的航向和旁向重疊度簸呈。

二榕订、重疊率設(shè)置優(yōu)化方案

2.1起飛點在任務(wù)區(qū)地面,航攝平坦開闊的區(qū)域

? ? ? ?此種情況為常規(guī)的航攝飛行蜕便,可以按照要求的航高和重疊度直接設(shè)置航線劫恒,完成飛行。

2.2起飛點在任務(wù)區(qū)地面轿腺,航攝高樓密集的城區(qū)

? ? ? ?直接按照要求設(shè)置重疊度两嘴,地面可以滿足重疊度要求,但是隨著樓層升高族壳,樓頂?shù)挠跋裰丿B度則會降低憔辫,樓頂重疊度不足會導致建成的三維模型有漏洞或者明顯拉伸,成果質(zhì)量較差仿荆。所以需要根據(jù)任務(wù)區(qū)最高的樓房高度重新計算重疊度贰您,作為飛行航攝設(shè)置的重疊度

地面起飛航攝高層建筑

? ? ? ?已知H為航攝飛行高度,h為樓房高度拢操,α為像幅角锦亦。

? ? ? ?相片對應(yīng)實地的長(寬):S=2H?tanα

? ? ? ?W為飛行設(shè)定的重疊度:

? ? ? ?則樓頂處的重疊度為:


所以,若要保證航攝區(qū)域內(nèi)所有地物的重疊度達到庐冯,則設(shè)置的地面重疊度W為:


2.3起飛點高于任務(wù)區(qū)地面孽亲,航攝平坦地區(qū)


高處起飛航攝平坦地區(qū)

? ? ? ?已知起飛點高度為h,α為像幅角展父,要求航攝飛行高度為H返劲,地面重疊度為W玲昧,則場高需要設(shè)置為H-h。

? ? ? ?則在高處起飛所需要設(shè)置的重疊度為:

2.4起飛點低于任務(wù)區(qū)地面篮绿,航攝平坦地區(qū)


低處起飛航攝平坦地區(qū)


? ? ? ?已知起飛點低于任務(wù)區(qū)地面高度為l孵延,α為像幅角,要求航攝飛行高度為H亲配,地面重疊度為W尘应,則場高需要設(shè)置為H+l

? ? ? ?則重疊度設(shè)置為:

實際問題分析:

假設(shè)任務(wù)要求航攝高度200米吼虎,地面重疊度為75%犬钢,起飛點低于任務(wù)區(qū)地面50米。

則由計算公式可知:

? ? ? ? 所以思灰,在低于任務(wù)區(qū)地面的位置起飛需要將場高設(shè)置為250米玷犹,重疊度設(shè)置為80%,則可以滿足航攝高度200米和地面重疊度為75%的要求洒疚。

三歹颓、分辨率、比例尺油湖、DPI巍扛、模型精度及換算關(guān)系

3.1分辨率、比例尺乏德、DPI撤奸、

? ? ? ?空間分辨率:空間分辨率又稱地面分辨率,前者是從圖像的分解能力而言喊括,亦稱圖像分辨率;后者是從前者對應(yīng)的地面而言寂呛。簡言之,空間分辨率是在遙感圖像上能詳細區(qū)分最小地物的尺寸瘾晃。遙感圖像地面分辨率,是指每個像元的大小在地面上對應(yīng)的實際范圍幻妓,即地表與一個像元大小相當?shù)某叽绫奈螅訲M影像為例,影像中一個像元代表地面30米

? ? ? ? 影像分辨率=地圖距離/像素

? ? ? ? 比例尺=地圖距離/實際距離

? ? ? ? 地面分辨率=實際距離/像素

? ? ? ? 每英寸點數(shù)(DPI)=像素/地圖距離

? ? ? ? 比例尺=1:(地面分辨率*(DPI/0.245))

3.2傾斜模型精度

? ? ? ? 傾斜攝影的模型精度一般是照片分辨率的三倍肉津,就是根據(jù)照片生成的正射影像的地面分辨率的三倍强胰,如果生成的正射影像的分辨率是3cm/像素,那模型精度基本就是8-15cm妹沙。為什么不是9厘米精度呢偶洋?而是一個范圍,原因在于地面無論如何會有起伏距糖,加上受風等不可控制因素影響玄窝,沒法保證照片的分辨率是固定的牵寺。

? ? ? ?公式:傾斜攝影模型精度=同工程正射分辨率的三倍

3.3換算關(guān)系

? ? ? ?其實很多人在看了上面的知識后,基本都會換算了恩脂。這里只是舉例說明

? ? ? ?以1:1000的比例尺帽氓,對應(yīng)的地面分辨率是指地圖上1cm對應(yīng)地表1000cm,

? ? ? ?1厘米=0.3937008英寸

? ? ? ?按照大疆無人機拍的72dpi來算俩块,一英寸包含72像素黎休,那么1厘米包含0.3937008*72=28.3464576像素

? ? ? ?得到對應(yīng)關(guān)系為28.3464576對應(yīng)地圖上1000cm

? ? ? ?分辨率為:1000/28.3464576=35.277776649

? ? ? ?1:1000的比例尺對應(yīng)的地面分辨率為35.2厘米,接近0.36米

? ? ? ?那航拍模型的精度也就要求0.36米玉凯,對應(yīng)的航拍分辨率就是0.12米势腮。就是說航拍建模的時候拍攝的照片要能達到12cm精度以上。

四漫仆、建模航線參考

? ? ? ? 這里只為傾斜攝影建模的航線提供參考捎拯。

? ? ? ? 模型質(zhì)量好與精的區(qū)別一定在于硬件嗎?不存在的歹啼。玄渗。。狸眼。

4.1“S”形路線


? ? ? ?這里說的S路線藤树,指按常規(guī)五條路線設(shè)定,這也是單鏡頭無人機采集傾斜攝影模型數(shù)據(jù)最穩(wěn)妥的路線拓萌。分別是正射航線一條岁钓,東南西北四個方向個一條。這種方式比較適合拍攝大面積的場景微王。

4.2環(huán)形航線

? ? ? ?環(huán)繞屡限,顧名思義就是繞著要建模的區(qū)域做環(huán)形飛行拍攝,并讓相機對準被建模的主體進行拍攝炕倘。這種航線方法特別適合對單棟建筑或者標志物的拍攝钧大,三維重建效果好,同時所需的圖像也很少罩旋,以大疆為例啊央,如果該區(qū)域或建筑物不是太大,一塊的電池就能滿足涨醋。


4.3“高低組合”

? ? ? ?模型越精細瓜饥,地面采樣密度GSD越高。在相機參數(shù)一定浴骂,飛行高度越低乓土,地面精度越高,模型重建的結(jié)果就更加細致。飛的越高采集的區(qū)域越大趣苏,而飛得相對較低的部分模型精度較高狡相,建模效果越好。


參考文獻:

1.于廣瑞,王智超,張坤鵬,孫立軍.基于測繪型無人機航線優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用研究[J].北京測繪,2015,(04):46-48+70.

2.邢誠.基于簡化SIFT算法的無人機影像重疊度分析[J].哈爾濱工程大學學報,2012,33(02):221-225.

3.崔紅霞,林宗堅,孫杰.大重疊度無人機遙感影像的三維建模方法研究[J].測繪科學,2005,(02):36-38+4.

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