无人机技术在房产测绘中的应用

传统的房产测绘通常使用全站仪辅助手持激光测距仪进行,速度慢,人力成本高。无人机倾斜摄影是近几年兴起的一种技术方法,基于无人机的倾斜摄影测量技术能够快速获取房屋数据的影像。使用后期建模软件能够构建房屋三维模型并获取房屋纹理特征。利用无人机倾斜摄影测量技术构建测区农村建设用地的三维模型,通过EPS清华三维软件进行三维模型房屋边长数据采集,再以手持激光测距仪实测的房屋图边长进行比较。从结果来看,基本上可以达到不动产1∶500测绘精度要求。     

基于无人机倾斜摄影的校园三维模型构建

无人机倾斜摄影的三维建模具有高效率、高精度、低成本等巨大优势,针对其作为一项新兴技术缺乏较为系统的规范流程的问题,探究与完善了无人机倾斜摄影三维建模的方法流程,包括倾斜影像数据的采集、数据预处理、三维模型构建等.以江西理工大学红旗校区为例,实施了无人机航摄作业并采集了校园影像数据,对倾斜影像进行联合平差和密集匹配、数字表面模型建立、纹理映射等生成了三维初始模型,然后结合Geomagic对初始模型进行修补,完成了校园三维精细模型的构建.与传统三维建模技术比较,基于无人机倾斜摄影的三维建模具有省时省力、位置精确、高还原度、高效率等优点.     

基于无人机多视角摄影技术构建城市仿真三维模型应用方法

近年来,倾斜摄影测量技术在智慧城市方面得到了广泛的应用。本文利用一种重叠率较高的倾斜航空影像,进行光束区域网平差计算,自动匹配映射纹理。针对航空倾斜摄影像因尺度变化较大、遮挡严重和几何校正偏差较大而引起同名点匹配不精确的问题,应该充分利用POS数据、在飞机获取的原始数据和光束法平差的基础上,实现多视角摄影技术进行城市仿真三维模型的构建、三维信息的提取和高精度测量。其中,以成都市作为实验区域,使用X-8固定翼无人机和DJ-3数码相机获取试验区倾斜影像,并对空三模型计算结果进行验证分析,通过多视角影像数据的空间匹配和纹理的映射分析,完成对试验区高精度的真三维模型的快速构建与三维信息的提取。最后,利用外业采集的16个具有特征检验点对模型成果进行平面和高程的精度验证。结果表明,模型成果满足相关规范的精度要求,并且适用范围较大,为"互联网+智慧城市"建设提供重要的数据支持。     

基于单镜头无人机倾斜摄影的建筑物三维模型构建

针对倾斜摄影技术实际应用中存在诸多限制问题,提出了一种利用单镜头无人机对建筑物进行多角度拍摄,快速建立建筑物三维实景模型的方法。通过设计折线型航线影像采集方法和环绕型航线影像采集方法,使用单镜头无人机模拟获取建筑物倾斜影像,建立建筑物三维实景模型。从模型的平面精度、高度精度以及线段长度精度三方面进行分析比较可知,基于单镜头无人机在不同航摄方案下建立的三维景观模型满足三维地理信息模型数据产品的规范;在本次研究中,折线型航线方案所构建的模型较为精确。     

消费级无人机倾斜摄影测量三维模型精度评价

随着智慧地球、智慧城市的不断发展,建立城市精细化的三维模型越来越重要.低空倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰度、多视角的方式获取城市复杂场景,广泛应用于城市三维建模.以北京建筑大学为研究区,利用消费级无人机搭载轻型便捷的倾斜相机获取影像数据,在Smart3D Capture软件平台进行三维模型重建,通过选取一些检查点对比分析,采用此方法建立的三维模型的平面中误差、高程中误差均达到Ⅰ级1∶500成图比例尺测图精度的要求.     

无人机低空摄影测量在河长制实施中的应用

准确的河道信息数据是制定河长制工作方案的基础,无人机低空摄影测量可快速获取高分辨率的影像数据,有助于促进河长制工作进程的加快。利用无人机航测技术获取宁夏吴忠市红寺堡区清水河流域影像数据,运用Pix4Dmapper将无人机拍摄影像转换成测绘区域数字正射影像(DOM)和数字高程模型(DEM);再利用Global Mapper与ArcGIS分析得到河道比降与流域面积,以明确所在区域各河长的权责。无人机低空摄影测量技术可获取高精度河道地形数据,节省测量所需人力、物力、财力,对快速掌握最新河道信息和河长制方案实施具有重要意义。     

无人机倾斜摄影测量技术在旅游开发中的应用

针对当前旅游景区在规划、宣传中所用的基础测绘数据现时性差、无法重复使用等问题,基于无人机倾斜摄影测量技术,对银川阅海湾城市旅游区进行快速、准确的倾斜摄影数据的采集。通过先进的三维实景建模技术,制作了银川阅海湾城市旅游区的三维场景,并在总结无人机倾斜摄影技术的工作流程和数据处理方法的基础上,对倾斜摄影测量成果数据进行解译和编辑,可以形成多种图件,实现了"一技多用",为无人机倾斜摄影技术的推广应用起到了积极的示范指导作用。     

无人机倾斜摄影技术在地籍测绘中的应用

为解决传统地籍图测绘方法成本高、效率低、工作量大等问题,提出了基于单镜头无人机倾斜摄影技术的地籍图测绘方法.利用单镜头无人机获取倾斜影像,通过建模软件对影像处理生成三维模型,在此基础上进行内业采编,最后对采编成果的精度进行分析.选取广东省湛江市某村为研究对象进行了测绘,结果表明,该方法不仅能满足《地籍调查规程》(TD/...     

消费级无人机倾斜摄影航线规划及地面站实现

消费级无人机已成为新型对地影像获取平台.本文依据倾斜摄影原理及消费级无人机自身特性提出了不同的航线规划方法,具体可分为全覆盖航线、环绕航线、垂直航线以及等高线航线.为实现倾斜影像获取的高效、稳定,设计并编写了基于Android平台的无人机倾斜摄影地面站,该地面站可驱使无人机自动依照规划任务完成倾斜摄影工作,大幅度降低了倾斜摄影技术的使用难度及工作量,提高了消费级无人机倾斜摄影的能力及产品的精度.     

无人机多角度倾斜摄影三维重建服务系统研究

如何将海量全景三维数据快速分析决策和业务化,是三维重建服务系统面临的重要课题.无人机多角度倾斜摄影测量技术可以高效快速建立三维场景模型,满足智慧城乡立体空间全方位、高精度、可视化表达需求,而基于WebGIS的三维可视化技术为这一需求提供了高效平台.以农村不动产实体为例,紧密围绕无人机多角度倾斜摄影实景三维模型,采用B/S和Cesium框架,研究三维不动产重建Web服务系统.基于Smart 3D和Visual Studio Code平台,利用Html5+CSS+Javasript,同时采用WebGL渲染技术,为三维不动产模型的浏览、二三维多源数据融合与联动、不动产模型量测与标注、实体分户空间属性查询、场景三维通视和日照模拟分析等问题提供了解决办法.该系统综合展现了无人机倾斜摄影三维智慧化服务能力,提出了不动产三维场景日照模拟,为自然资源与规划部门业务化管理提供了有力的技术支撑.     

基于卷积神经网络的无人机循迹方法

随着无人机技术的快速发展,无人机技术已经在各个方面得到了广泛的应用,人们也越来越多的重视智能无人机技术的研究,其中如何提高智能无人机的自主循迹能力已经成为众多学者的研究重点。为了使无人机能够自主循迹飞行,提出了一种基于改进卷积神经网络的无人机循迹方法,在LeNet-5模型的基础上对原模型的层数进行改进,减小其复杂程度,使其可以运行在机载设备上,另外还给出了用于模型训练的图像数据的采集方法。其通过无人机上的相机采集前方图像,然后训练好的卷积神经网络会对此图像进行识别,并产生控制指令。实验结果表明,该方法可以有效地使无人机在楼道里自主的循迹飞行。     

基于无人机航拍序列的建筑三维模型重建

近年来,随着计算机技术的快速发展和装备高清相机的四旋翼无人机的普及,基于被动视觉法的建筑物三维重建逐渐成为计算机视觉和图形学领域的热点。然而,现有的被动视觉法针对建筑建模时存在耗时长、局部细节重建效果差等问题。针对这些不足,提出一种基于无人机航拍序列的建筑三维模型重建方法。首先,利用运动恢复结构的方法,对无人机针对目标建筑航拍采集的照片序列恢复建筑周边场景的稀疏点云;同时,采用RANSAC方法,提取地面和建筑立面;进而对点云进行聚类,以提取出构成建筑的稀疏点云,再依据建筑稀疏点云得到建筑的柱状模型;最后,对该模型进行平整化处理,得到保持建筑顶部轮廓细节的三维模型。实验结果表明,利用所提方法可以快速得到建筑的三维模型,同时能较好地保持建筑顶部的轮廓细节。     

Rapid and robust slope failure appraisal using aerial photogrammetry and 3D slope stability models

Slope failures are an inevitable aspect of economic pit slope designs in the mining industry. Large open pit guidelines and industry standards accept up to 30% of benches in open pits to collapse provided that they are controlled and that no personnel are at risk. Rigorous ground control measures including real time monitoring systems at TARP(trigger-action-response-plan) protocols are widely utilized to prevent personnel from being exposed to slope failure risks. Technology and computing capability are rapidly evolving. Aerial photogrammetry techniques using UAV(unmanned aerial vehicle) enable geotechnical engineers and engineering geologists to work faster and more safely by removing themselves from potential line-of-fire near unstable slopes. Slope stability modelling software using limit equilibrium(LE) and finite element(FE) methods in three dimensions(3D) is also becoming more accessible, user-friendly and faster to operate. These key components enable geotechnical engineers to undertake site investigations,develop geotechnical models and assess slope stability faster and in more detail with less exposure to fall of ground hazards in the field. This paper describes the rapid and robust process utilized at BHP Limited for appraising a slope failure at an iron ore mine site in the Pilbara region of Western Australia using a combination of UAV photogrammetry and 3D slope stability models in less than a shift(i.e. less than 12 h).     

面向复杂体型建筑物的无人机倾斜摄影航线规划研究

为解决复杂体型建筑物存在拍摄盲区较多、影像采集分辨率差异较大而导致建模效果差的问题,本文提出一种无人机立体环绕式摄影与精细化建模方法.选用单镜头小型多旋翼无人机,根据复杂建筑物外观形态,设计出立体环绕式的影像采集航线,再将获取影像导入Context Capture软件进行分析和处理并完成模型建立,最后针对三维模型存在纹理缺失及模糊拉花等问题,使用DP-Modeler和3ds Max对模型进行联动修饰.以某公园内两相邻建筑物为研究对象,分别采用本文方法与传统无人机倾斜摄影方法,从建模效率、模型精度和纹理细节3方面进行对比实验.结果表明,本文方法具有建模效率高、精度高和纹理丰富的优点,提升了复杂体型建筑物建模的质量和效率,联动修饰解决了影像采集过程中信息缺失的问题,可以显著提升模型细节质量.     

基于MATLAB/GUI的无人机遥感图像分类系统设计

为了提高无人机遥感图像分类技术在复杂地形中的勘察效率,设计了一种基于MATLAB/GUI的无人机遥感图像分类系统,实现了图像分类的可视化操作。采用K-Means聚类与Otsu阈值分割相结合的方法对无人机遥感图像进行分割与分类处理,并对初分割结果进行边缘检测、噪声滤波和形态学优化等图像处理,精确提取各类地物边界,提高图像分类精度;对分类处理后的结果进行矢量化输出,提高了本系统与其他软件的交互性;根据航拍高度、镜头焦距和传感器尺寸等信息,可计算每一类地物的实际面积,实现区域面积大小的快速统计,促进了无人机遥感技术在公路地质选线中的应用。     

航空摄影测量在矿区1:2000地形图测绘中的应用研究

为验证无人机影像应用于矿区地形图测绘的可行性,本文以"冀中能源邯郸矿业集团太行矿业有限公司矿区基础地形图更新"为例实践了一套大比例尺地形图航空摄影测量的方法,并对空三加密及成图精度进行了分析。地形图检查点平面精度均在0.25 m以内,高程精度小于规范中误差的点数为80.1%,满足了矿区生产作业的需求。     

基于尺度配准的航拍图像与卫星影像匹配方法

随着无人机航拍技术的普及,航拍图像在目标检测和跟踪的应用得到普遍研究,而航拍图像与卫星影像的匹配研究相对较少。由于成像机理和成像视角的不同,无人机航拍图像与卫星影像存在较大的尺度差异,现有的图像匹配方法难以实现航拍图像与卫星影像的有效匹配。为了解决这一问题,提出了一种实现具有大尺度差异的航拍图像与卫星影像匹配的方法。该方法通过卫星影像的经纬坐标信息和无人机航拍图像成像时刻的相机位姿信息,对无人机航拍图像进行方向和尺度的配准;然后利用航拍图像成像时刻的位置信息,对卫星影像进行粗匹配,得到包含航拍图像匹配区域在内的卫星影像子图；再利用神经网络提取配准后的航拍图像与卫星影像子图的卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）特征,并基于CNN特征实现航拍图像与卫星影像的精匹配。仿真实验结果表明,本文所提方法能够有效的实现大尺度差异的航拍图像与卫星影像匹配。通过将本文匹配方法与现有图像匹配算法匹配精度的对比分析,证明了本文匹配算法的有效性和优越性。     

无人机跟踪系统仿真平台的设计与实现

为解决无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)在进行地面目标跟踪实验时,存在验证难度大,成本高等问题,设计和实现了基于视景仿真软件和MATLAB/Simulink的仿真平台.首先,选择汽车作为地面目标,在视景仿真软件中导入UAV和汽车的三维模型,并设置虚拟云台和摄像机.其次,利用UAV、汽车与云台之间的相对运动模拟UAV跟踪过程中场景的变化,基于运动补偿的云台控制算法保证了虚拟摄像机始终指向目标.然后,虚拟摄像机采集目标所在区域的图片,图像跟踪算法跟踪图片中的目标,并利用目标图像模型解算目标在世界坐标系下的位置.最后,根据目标位置,使用参考点制导法生成期望的滚转角指令,引导UAV围绕目标盘旋飞行.视景仿真软件、图像跟踪算法和MATLAB/Simulink之间通过共享内存与UDP进行闭环通信.此外,提出一种实用可靠的标定方法,完成了视景仿真软件中虚拟摄像机内参矩阵的标定.仿真结果表明:该仿真平台能较好地模拟UAV对不同运动状态汽车的跟踪,得到的仿真结果具有较高的工程参考价值.本文的研究成果为目标跟踪实验提供了良好的仿真环境,有效减少实验成本.     

一种改进的无人机序列影像快速拼接方法研究

为了实现无人机序列影像无缝拼接,根据无人机序列影像的航带排布特性,提出用分块阈值自适应调节法改进了SURF算法。探讨了应用改进SURF算法对无人机序列影像进行快速拼接的步骤,并通过实验对该拼接方法进行验证。     

无人机遥感技术在地质灾害调查中的应用

基于无人机的特点、性能,阐述了无人机在地质灾害调查中的作业步骤.以宁夏回族自治区彭阳县古城镇为研究区,证明了无人机在地质灾害调查中的可行性和优越性.通过介绍无人机在地质灾害调查中的应用特点、意义和关键技术,展望了无人机在地质灾害调查中的应用前景.