第37卷第）期2024年3月
测绘标准化
Stanaardizayon of Surveying and Mapping
Vod37No.1
李兴久
（哈尔滨师范大学黑龙江哈尔滨152425）
Application ot UAV Tilt Photography in3D Modeling ot Urdan Real Scene
LI Xingjiu
摘要：在智慧城市和数字城市的建设中，数字化和语义化城市全要素需要实景三维模型的支撑。为了验 金属钝化剂
证无人机倾斜摄影测量技术在实景三维建模中应用的可行性，以某县具体项目为例，采用DM-120W型无人机，搭载DM5-3660倾斜航摄仪获取影像数据和外方位元素，利用Skyline PhotoMesh软件系统快速构建实景三维精确模型。通过布设12个控制点和12个检查点，对三维模型的空三精度和几何精度进行评定，结果表明，所生产的三维实景模型的空三精度和几何精度均满足相关规范要求。
关键词：实景三维模型；倾斜摄影测量；精度分析；无人机
Keywords：3D Mobeling of Urdan Read Sceae；Till Photoprammetm；Acchraca Analysis；UAV
中图法分类号:P23121
近年来，随着无线电通信技术、飞行控制技术、计算机技术及传感器技术的不断发展，无人机航空摄影测量与遥感技术以成本低、灵活机动、时效性高、分辨率高等优势在测绘领域得到了广泛应用，并且逐步成为主要的航空遥感技术，弥补了卫星遥感分辨率低、时效性差等缺陷。
在智慧城市和数字城市建设中，数字化和语义化城市全要素，需要实景三维模型的支撑。倾斜摄影测量是通过多视角航空摄影获取同一地物三维影像的技术，是近年来在国际遥感领域发展起来的一项新技术。将彳顷斜摄影测量技术应用于智慧城市和数字城市建设，利用GNSS定位技术、GI技术、影像数字化处理技术，能够真实反映地物纹理信息，自动化生产实景三维模型，极大地提高了航空影像数
据处理速度和城市实景三维建模的效率。本文针对具体的实景三维模型生产项目，通过设计项目实施流程和分析成果精度，验证无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中应用的可行性。
1无人机系统
以固定翼型无人机为例，固定翼型无人机包含机身、机翼、尾翼、起落架、发动机、导航系统等单元0
彩油泥机身：是其他结构部件的安装基础，将尾翼、机翼、起落架等连接成一个整体，用于装载设备和燃料。机翼：是固定翼型无人机产生升力的主要部件，机翼后缘有可操纵的舵面，靠外侧的舵面是副翼，用于控制飞机的滚转运动，靠内侧的舵面是襟翼，用于增加起飞和着陆阶段的升力。尾翼：包括垂直尾翼和水平尾翼两部分，是操纵固定翼型无人机横向和纵向运动的部件。起落架：是用于支撑固定翼型无人机停放、滑行、起飞和着落滑跑的部件，通常由支柱、缓冲器、刹车装置、机轮和收放机构组成。发动机：是提供无人机动力的部件，通过带动螺旋桨的旋转，为无人机提供拉力或推力。导航系统：具有为无人机提供所在参考坐标系中的位置、速度、飞行姿态的功能，引导无人机沿指定航线安全、准时、准确地。
2倾斜航摄仪
称重装置
DM5-3600倾斜航摄仪具有体积小、重量轻、操作便捷的特点以及可检校畸变纠正参数的优点，由1个垂直（焦距35mm）和4个倾斜（焦距55mm）的莱卡镜头组构成，重量2.2kg，倾斜角度38。，快门速度（1/I254）/s，有效像素3644万个，像元4.5p m 。
76测绘标准化第37卷
DM5-3700倾斜航摄仪适于搭载在各类中型、小型、微型电和平台上。
3倾斜摄影测量实景三维软件
倾斜摄影三维建模软件(Skyline PhotoMesf)是基于技术和运算单元GPU技术进行建模的软件，通过对多视角
电厂余热回收
真实街景数据、2等不同数据源数据进
名点分析与提取、多视匹2三角网(TIN)构建、自动纹理匹配和贴合等操作，在无需人预的下2理原始数据，构建出全要素的、精细的、带有纹理的真实三维模型。
Skyline PhotoMesf软件具有图形处理性能高、
型精度高、交互性强、支持多源数据和出等特点，利用SSylinc PhotoMesf软件建模与传统建模方法相比，减少了人工成本和建模时间，提高了模型精度和建模效率，加快了城市三维可视化的进程。
4项目案例及精度分析
4.1项目介绍及实施流程
某县城区测量项目，获取分辨率优于1cm的数据，进行实景三维建模。本项目采用DM-154W型无人机和DM5-3620倾斜航摄仪，数据处理软件采用SSylinc PhotoMesf软件。针对测区实际，设流程。项目流程及技术路线、。
技术设计空域申请
外
业
像
控液态金属机器人
测
量
倾斜摄影
空三加密
多视影像匹配
三维建模
倾斜影像数据Skyline PhotoMesh自动建模工具一全景真三维模型数据数据集成
三维模型0(DSM0(DT0M
图、项目实施流程及技术路线
Fig.1Pracess and Route of Prajeet Implementation
4.0航线设计
设计分辨率、测区最低点高程、测区最高点高程、航数等航线设计软件，输出航摄因子，进行航线设计和规划。设计测区航线旁向度为70%，航向重叠度为80%，旁向测区边界外两侧各敷设3条航线，航向测区各设置5条基线。航摄因子见表、，航线敷设示意图见图2。
表、航摄因子
Tab.1Factors of Aeriai Photography
地面分辨率/m焦距/mm相对航高/m航线间隔/m基线长度/m航线里程/hm航片/张
0.135645.5159.488.535511935
.3控制点布设 4.4影像数据
测区内共布设25个控制点，其中5个控制点本项目获取测量范围内总计5km2的倾斜影像用于平面位置和高程的精度控制，1个检查点用于数据，前、后、左、右和下视角的1、935张，精度验证。控制点分布见图3o POS点位数据2387个。经现场检查，影像质量及
第1期李兴久：浅谈无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中的应用77
彩满足数据处理的相关要求。
图2航线敷设示意图
Fig.5Schemtic Diaarom of Route Laing
▲控制点X检査点
图3控制点布设
Fig.3Controi Poinfe Setting 纹理贴附；最后，对缺陷模型进行精细化修补，获取三维成果。具体操作如下：
4原始数据预处理，检查数据完整性、资料以是足三维建模要求；
2）利用POS数据中初始外方素进行空中三角测量2高精度外方素；
3）利用高精度外方素进行影
与匹配，生成高的点云模型，进而利用点云模型构建三角网（TIN）模型；
4）选择最佳纹理，自动映点云模型构建的三角网（TIN）模型；
5）精细化修改三维模型中的悬浮、破洞、纹理扭曲等缺陷；
6）输出三维成果。
三维模型构建技术流程见图4，所有果5。
4.2精度分析
4.22空三精度分析
空中三角测量区域网平差解算时，外业实际测量的4个控制点绝对定向。
4.5内业数据生产实景三维模型的空三精度由外业检查点的平面
首先，进行多视角倾斜影像空中三角测量和多点云匹，利高度点云型构建
则三角网（th）模型；其次，构建立体白膜，进行自动坐标和高程坐标与区域网平差解算后得到的平面坐标和高程坐标的差值进行评定，空三精度果见表2。
图4三维模型构建技术流程Fig.5Teclinical Procese of3D Modeling
由表2可知，空三加密点平面位置误差满足相关倾斜三维建模规范中41000比例尺成果平面位误差过02叫高程误差过0.6m的要求。检点平面误差足相三维建范中41000比例尺成果平面位置误差不超过0.5m，
高程误差不超过0.4m的要求。
4.6.2几何精度分析
将外业实际观测得到的4
个检查点的平面坐
78测绘标准化第37卷标和高程坐标与利用Skyline PhotoMesh软件读取的其差值用于评定三维模型的几何精度。三维模型精4个检查点位置的平面坐标和高程坐标进行比较，度统计见表3。
点云模型白模数据实景三维成果
图5生产成果
Fig.5Producte
表2空三精度统计
Tab.5Accuroca of Aerial Triangulation
定向点/个
定向点误差/m
-检查点/个-
检查点误差/m
X Y Z X Y Z
最大值0.430.400.0.1920.0140.024最小值0.0020.0040.040.0740006004 414
平均值0.440.0760.400.0520077044误差0.0830.0920.440.1040104047
表3模型精度统计
Tab.3Accuroca of the Model
误差类型平面误差/m高程误差/m
最小误差0.46-0.02
最大误差0.200.18
平均误差0.450.460
误差0.1330.454
由表3可知，三维模型的平面位置误差和高程中误差满足相测量三维产品规范中4 1000比例尺成果平面位置误差不超过0.2m，高程中误差不超过0.2m的要求。
5结语
本文以某县城区为作业区域，采用DM-DW 型无人机飞行平台，搭载DM5-3660倾斜航摄仪和GNSS后差分的作取数据和外方位元素，利用Skyline PhotoMesh软件进行三维建模，了该县主城区实景三维模型的，其空三精度指标和几何精度指标均满足相关规范要求。
利用DM-45W型无人机搭载DM5-3660倾斜航摄仪获取倾斜影像数据，采用Skyline Photo-Mesh软件进行三维建模的方法，在城市三维模型生产中具有以下优势：
4影像数据取和内业数据生产效率高，期短；
2)三维型的空三精度和几何精度高，足相
范要求;
3)三维模型的三维场景纹理清晰真实，且与真
高度。
化纤抽丝参考文献
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收稿日期：2020-05-18
作者简介：李兴久，硕士研究生，主要研究方向为地理信息系统应用设计与空间数据挖掘
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