无人机倾斜摄影三维建模及大比例尺地形图绘制精度研究 ——以永新县桃山村为例

论文摘要

近几年,在测绘领域中研发了一项称为无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称UAV)倾斜摄影测量的新技术,它可在短时间内快速获取目标对象的多视角影像。随着计算机技术的发展,三维建模技术也日趋成熟,将UAV倾斜摄影测量技术与三维建模技术相结合,生产的三维模型,具有精度高、真实性强、纹理清晰等特点,已广泛应用于Smart City、Digital city、医疗以及传统建筑等领域。三维模型在测绘领域的作用也不可小觑,传统的地形图绘制工作存在耗时长、现势性低、效率低、成本高等问题亟待解决。三维模型基于EPS平台绘制大比例尺地形图,可有效地改善地形图绘制工作存在的困难,为地形图绘制工作提供新技术、新方法。本文依托实际工程项目,以吉安市永新县桃山村为例,通过实践验证了利用三维模型基于EPS平台绘制的地形图精度能够满足大比例尺地形图成图精度要求。以下是本文的主要研究内容:1.利用飞马D200航测系统获取影像数据、基于Context Capture平台建立真三维模型,为提升模型整体性和精细度,使用Geomagic Studio和Meshixer软件对模型空洞进行修复;2.基于Context Capture软件建立三维模型,依据相应的参考标准从模型精细度、模型空三精度、模型重建精度三方面分析三维模型的精度;3.研究五种绘制方法对三类房屋绘制精度的影响,总结房屋最佳绘制方法,然后基于EPS平台绘制大比例尺地形图,并从平面、高程、长度、角度和面积五方面分析绘制的地形图精度是否满足地形图成图精度要求。研究结果表明,三维模型纹理清晰、结构较为完整,真实性强;模型空三解算后的控制点和检查点的平面、高程精度均可以满足1:500比例尺的精度要求;重建后的三维模型平面中误差为0.026m,高程中误差为0.019m,即平面、高程精度满足1:500比例尺精度规范;从以上三方面的精度分析结果可知,三维模型整体精度较高,可用于后续生产大比例尺地形图。通过分析绘制方法对房屋绘制精度的影响,总结房屋最佳绘制方法,为进一步验证利用三维模型基于EPS平台绘制大比例尺地形图的绘制精度,从平面、高程、长度、角度、面积五个方面分析地形图的绘制精度。研究结果表明,由点到线再到面,从局部到整体全方面分析利用三维模型基于EPS平台绘制的大比例尺地形图精度满足1:500地形图成图精度要求,即利用三维模型基于EPS平台绘制大比例尺地形图是一种省时、成本低、效率高、精度有保障的新方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 倾斜摄影测量技术的研究现状
•     1.2.2 三维建模技术的研究现状
•     1.2.3 大比例尺测图的研究现状
•   1.3 研究内容与技术路线
•   1.4 论文的组织结构
• 第二章 UAV倾斜摄影测量及三维建模关键技术
•   2.1 UAV倾斜摄影测量技术简介
•   2.2 UAV倾斜摄影测量系统
•     2.2.1 飞马D200航测系统简介
•     2.2.2 飞马无人机管家系统
•   2.3 UAV倾斜摄影测量的航摄要求与航摄参数
•     2.3.1 航摄要求
•     2.3.2 航摄参数设置
•   2.4 UAV倾斜摄影三维建模的关键技术
•     2.4.1 多视影像预处理
•     2.4.2 特征提取
•     2.4.3 多视影像区域网联合平差
•     2.4.4 多视影像匹配
•     2.4.5 纹理映射
•   2.5 本章小结
• 第三章 UAV倾斜摄影测量三维建模研究
•   3.1 Context Capture三维建模系统
•   3.2 UAV倾斜摄影三维建模流程
•     3.2.1 UAV倾斜摄影测量作业流程
•     3.2.2 Context Capture三维建模流程
•   3.3 模型空洞修复
•   3.4 三维模型精度分析
•     3.4.1 模型的精细度分析
•     3.4.2 模型的空三精度分析
•     3.4.3 模型的重建精度分析
•   3.5 本章小结
• 第四章 三维模型绘制大比例尺地形图及其成图精度分析
•   4.1 EPS地理信息工作站概述
•   4.2 地形图成图精度规范
•   4.3 绘制方法对地形图上房屋绘制精度的验证研究
•   4.4 三维模型绘制大比例尺地形图流程
•   4.5 大比例尺地形图绘制精度分析
•     4.5.1 平面精度分析
•     4.5.2 高程精度分析
•     4.5.3 长度精度分析
•     4.5.4 角度精度分析
•     4.5.5 面积精度分析
•   4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 万丽娟

导师: 陈金泉

关键词: 倾斜摄影测量,三维建模,精度分析,大比例尺地形图

来源: 江西理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学,自然地理学和测绘学

单位: 江西理工大学

分类号: P231;P217

DOI: 10.27176/d.cnki.gnfyc.2019.000013

总页数: 81

文件大小: 3644k

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