由于無人機(jī)具有獨(dú)特的高空視角,因此被應(yīng)用于工程測繪和三維建模等業(yè)務(wù)中。通過無人機(jī)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(yōu)勢,其特點(diǎn)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(jī)進(jìn)行三維建模主要有三種方式:點(diǎn)云融合、立體環(huán)繞和智能攝影。
對建筑物進(jìn)行三維建模,可以利用無人機(jī)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(jī)的視角是從上往下的,因此當(dāng)建筑物較高時(shí),其底部很容易被其他物體遮擋,尤其是在建筑物密集區(qū)域,因此掃描的成像精度較差。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷,通??梢越Y(jié)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(dá)到較高的精度,這就是點(diǎn)云融合技術(shù)。
首先,在進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí),飛機(jī)必須要經(jīng)過目標(biāo)建筑物的上空,才能獲得完整的影像信息。因此在無人機(jī)移動(dòng)端創(chuàng)建多邊形任務(wù)時(shí),該多邊形的區(qū)域應(yīng)該在目標(biāo)物上空。接下來進(jìn)行任務(wù)設(shè)置時(shí),為了保證圖片的質(zhì)量,需要將航向重疊率和旁向重疊率設(shè)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(yīng)該至少設(shè)置在70%,在建筑更密集的區(qū)域則需要設(shè)置更高的旁向重疊率。
此外,無人機(jī)搭載的攝像頭也多種多樣,例如單機(jī)攝像頭和多機(jī)攝像頭。如果使用單機(jī)攝像頭,則需要往返兩次飛行;如果使用多機(jī)攝像頭如5鏡頭攝像頭,則可同時(shí)拍攝俯視角度、前視、后視、左視及右視多個(gè)畫面,則只需在航線上飛行一次。如果要進(jìn)行小范圍的拍攝,可以使用多旋翼無人機(jī),如果需要拍攝大范圍的區(qū)域,則可以使用續(xù)航時(shí)間更長、速度更快的固定翼無人機(jī)。傾斜攝影所獲得的圖片經(jīng)過進(jìn)一步處理后,可形成密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
首先,打開無人機(jī)移動(dòng)端,連接多旋翼飛機(jī),在實(shí)景地圖上找到目標(biāo)物體的位置點(diǎn);然后在該目標(biāo)物底部創(chuàng)建一個(gè)多邊形,要保證多邊形能包住目標(biāo)物的垂直投影;接下來設(shè)定多邊形的高度,形成一個(gè)立體多邊形,再設(shè)置航向重疊率和旁向重疊率,這時(shí)就可以在界面上預(yù)覽立體多邊形的航線,然后根據(jù)需求調(diào)整各個(gè)參數(shù),開始執(zhí)行任務(wù)。當(dāng)飛行任務(wù)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(yōu)點(diǎn)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(xì)節(jié)。
在實(shí)景地圖上找到目標(biāo)物體的位置點(diǎn),將無人機(jī)手動(dòng)飛到目標(biāo)物的上空并點(diǎn)擊開始攝影,無人機(jī)就會(huì)開始環(huán)繞目標(biāo)物體自動(dòng)進(jìn)行攝影,環(huán)繞路徑和云臺(tái)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(dòng)到三維建模工具中,生成立體模型。整個(gè)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(diǎn)云融合的方式適用于大規(guī)模城市三維建模,并依賴于強(qiáng)大的算法和開發(fā)能力。同時(shí),有時(shí)還需要結(jié)合地面三維激光掃描,因此可能會(huì)產(chǎn)生較高的人力和時(shí)間成本。
而立體環(huán)繞則適用于單個(gè)較高物體的建模,只需要?jiǎng)?chuàng)建好航線后,用無人機(jī)去執(zhí)行,在任務(wù)完成后將圖片進(jìn)行相關(guān)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(xì)節(jié)信息,因此可以多方位地查看某個(gè)角度是否發(fā)生異常。
相比之下,智能攝影的方式是十分便捷的,既不需要?jiǎng)?chuàng)建航線,也不需要進(jìn)行復(fù)雜的圖片處理,而是直接將整個(gè)視頻移動(dòng)到三維建模工具中。此方案適用于警用行業(yè)的事故現(xiàn)場的還原,可通過無人機(jī)快速獲取現(xiàn)場的影像,來進(jìn)行后期的事故原因分析和測量等。
成都遠(yuǎn)石多年來致力于二、三維的GIS技術(shù)以及無人機(jī)航測服務(wù)。
在GIS方面,系統(tǒng)平臺(tái)與行業(yè)需求深度結(jié)合,現(xiàn)已在仿真模擬、土地資產(chǎn)管理、人口信息管理、智慧礦山、智慧城市/園區(qū)等行業(yè)有了完整的行業(yè)解決方案。
在無人機(jī)航測方面,擁有多年西南地區(qū)航測作業(yè)經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)具備DLG、DOM、DEM、DRG、三維實(shí)景模型及機(jī)載激光雷達(dá)全套數(shù)據(jù)成果的生產(chǎn)能力。
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