三维实景建模技术是一项实景还原技术,是一项高新技术。通过影像采集设备:相机、手机、航空无人机等从多个角度采集物体的影像信息,使用专业软件进行三维重建,快速制作地物的三维实景模型,具有真实性与实时性,有着真实场景查看的效果,在大多数情况下比去实地看现场效果要好,特别是宏观的效果查看方面。因此,实景三维也成了一个热门话题,今年WGDC2019会议上也重点提出了“实景三维中国”。本文采用Trimble UASMaster软件进行无人机倾斜摄影测量实景三维建模。基于最先进的SGM算法匹配3D点云,从而一键式生成实景三维模型。通过SGM 3D算法匹配的模型,纹理清晰,效果俱佳。
一.处理目的
利用Trimble无人机航空摄影测量软件UASMaster v9.1.4软件,基于无人机五镜头倾斜数据,在单机环境下,实现无人机倾斜摄影测量数据从空三加密、辐射优化到实景三维模型的生产流程。
二.数据生产流程

2.1 数据概况
五组影像数据,每组127张影像
五组GNSS数据,每组127个GNSS数据
影像格式:JPG
无像控点数据
无相机检校参数文件
2.2 创建工程
(1)打开UASMasterv9.1.4软件,选择Close Range 3D,设置工程坐标系统。

(2)导入原始像片
选择像片>框幅类型,分别加载五组原始影像,软件会通过加载的原始影像自动读取相应相机参数。
(3)编辑相机
打开摄影机/传感器,分别对五个相机的名称重新编号(软件读取相机时名称是一样的,避免后面空三提取连接点时发生错误)。

打开加载好的影像,为五组影像重新指定相机。(此实验步骤是先加载原始影像,然后读取相机参数,也可先建立相机,后加载原始影像)。

(4)导入GNSS数据
选择GNSS/IMU-Approx.分别导入五组GNSS数据,并选择地理坐标系(由于提供的GNSS是地理坐标系的)。

(5)工程检查并保存
选择项目验证器,查看导入的数据是否有错误(全部显示0为正确),然后选择要保存的工程路径,设置工程名称,点击保存。

6)浏览工程、修改临时路径
打开菜单栏里的选项>首选项,在用户定义目录里选择指定空间足够大的路径(建议为临时工作目录提供是输入数据20倍的空间大小)。


(7)3D重建/自动空三处理
根据图像质量、图像大小、项目大小和地形/对象形状,可以使用不同的设置/状态。
如果在飞行时没有“旋转/Rotate”无人机,但总是以同样的“旋转/Rotate”无人机,建议额外使用径向畸变系数(K1-K3)和偏心系数(P1+P2) 进行畸变计算。
辐射校正优化减少了重叠影像间亮度和对比度的差异。

(8)辐射校正
为了更好的创建3D模型,需进行辐射校正来减少了重叠影像间亮度和对比度的差异。

(9)控制点量测(为可选项,本实验数据无控制点)
点击“测量/Measure”进入控制点量测界面。鼠标左键测量控制点,预测到的像片很多,选择适合的像片刺点,边缘和模糊的点不刺。

(10)平差及相机自检校
刺点完成后可进行绝对定向并做相机校正。

(11)查看报告

点击“创建报告/Create Report”,进行空三处理报告创建。创建完成后可以查看空三报告。
在UASMaster空三报告中,我们可以得知以下信息:
工程的基本信息
相机校准
区域网平差精度
控制点精度
(12)实景三维模型生成

UASMaster支持创建不同数据格式3D建模成果:
Native OpenSceneGraphBinary (OSGB)
Wavefront (OBJ)
Cesium 3D Tiles
COLLADA - Digital AssetExchange (DAE)
Native OpenSceneGraph Binary (IVE)
三.成果展示




四.行业应用
三维实景模型具有高精度、高分辨率、高清晰度的特点。通过三维建模技术建立的实景三维模型可广泛应用于测绘测量、地理信息系统、教学展示、城市规划、建筑建设、游戏制作、智慧城市、智慧景区、古文物数字化存档保护、资源管理、三维导航以及城市旅游管理系统、反恐维稳、安保警戒、抢险救灾等多种领域,开创了三维地理信息新时代。
图源科技作为DigitalGlobe卫星数据代理商和美国Trimble公司Inpho中国区唯一指定代理商、eCognition中国区教育/科研/政府解决方案唯一指定代理商,同时通过多年自身技术积累自主研发以人工智能认知技术为核心的“Prismmap高性能遥感应用平台”,能够为广大用户提供从数据获取、处理与解译分析到最终成果的“一站式”应用解决方案。
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