利用无人机倾斜摄影进行建筑模型采集是一个高效且精确的过程,主要流程包括野外像控点布置、外业数据采集、内业数据处理以及三维模型构建。以下是对这一过程的详细解析:
一、野外像控点布置
像控点是摄影测量控制加密和测图的基础,野外像控点目标选择的好坏和指示点位的准确程度,直接影响成果的精度。因此,在进行无人机倾斜摄影之前,需要在拍摄区域内布置一定数量的像控点,以便在后续的数据处理中进行精确的定位和校准。
二、外业数据采集
- 设备选择与安装:选用能够安装在无人机上的高分辨率倾斜摄影相机,这些相机通常配置有多组摄像头,分别朝向垂直向下和多个倾斜方向。确保相机安装稳固,以便在飞行过程中获取清晰的影像数据。
- 飞行规划:根据拍摄区域的大小和所需的图像分辨率,规划无人机的飞行路径、高度和拍摄间隔。确保飞行器沿预设航线飞行,并自动或手动控制摄像头进行拍摄。垂直摄像头用于捕获顶视图,而倾斜摄像头则用于捕获建筑物的侧面等地面特征的图像。
- 数据采集:在飞行过程中,无人机将自动或手动拍摄照片,并同时记录POS数据(位置、姿态等)。这些数据将用于后续的三维建模和数据处理。
三、内业数据处理
- 空中三角测量(空三计算):这是倾斜摄影建模的核心步骤。通过提取影像特征点、匹配同名特征点、反算影像外方位元素等步骤,获取影像的外方位元素。空三计算的结果将直接影响后续三维模型的精度。
- 图像预处理:包括图像质量评估、去除模糊或质量不佳的照片,以及图像校正等步骤。确保用于建模的照片质量良好,且能够准确反映建筑物的形状和纹理。
- 数据导入与建模:将无人机外业收集到的图像数据、POS数据、相机参数、像控点坐标等导入到专业的实景建模软件(如ContextCapture)中。软件将自动进行多视影像密集匹配,生成高密度数字点云,并构建TIN模型。随后,软件将自动进行纹理切片映射,生成初步的三维模型。
四、三维模型构建与优化
- 模型修饰:对生成的三维模型进行修饰,如去除噪点、填补漏洞、调整变形等。同时,利用点位测量信息对模型进行质量检查,确保模型的准确性和真实感。
- 纹理映射与优化:根据需要对模型的纹理进行映射和优化,以提高模型的视觉效果和真实感。
- 格式转换与输出:根据需求,将三维模型转换为不同的格式(如OBJ、FBX、STL等),以便用于后续的分析、规划或展示等用途。
五、注意事项
- 天气因素:风、雾霾、雨雪等天气因素会影响图像质量。因此,在选择飞行时间时,应尽量避免恶劣天气条件。
- 重叠率:为了确保后续图像处理和三维重建的精度,照片的前后重叠率应在60%到80%之间,左右重叠率应在30%到60%之间。
- 软件选择:选择专业的实景建模软件进行数据处理和三维模型构建。这些软件通常具有高效、精确、易用的特点,能够大大提高工作效率和模型质量。
综上所述,利用无人机倾斜摄影进行建筑模型采集是一个复杂而精确的过程。通过合理的规划、精确的执行和专业的数据处理,可以获取高质量的三维建筑模型,为城市规划、建筑设计等领域提供有力支持。