CN116051743A - 基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统 - Google Patents
基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统,涉及航空摄影技术领域,用于解决现有无人机倾斜摄影测量技术对三维建模产品进行整体精度的验证一旦无法符合要求,会浪费大量的人力物力,无法根据模型精度验证后的结果做出相对应的模型精度优化的问题,本发明包括采集模块、检测模块、模型生产模块、模型精度验证模块、模型质量分析模块、质量优化模块和判断执行模块;本发明可利用模型质量分析模块对建模产品进行各项质量分析,在分析出相对应的问题后,也能利用质量优化模块对影响模型质量的位置精度、影像精度及结构纹理精度进行优化,优化效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及航空摄影技术领域,具体为一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统。
背景技术
倾斜摄影测量技术是当今信息时代的一项重要产品,由于其精度和有效性高,它被广泛应用于测量的许多领域。与传统的测量技术不同,倾斜摄影测量主要是在飞机上安装多个传感器,用于收集和处理不同尺寸的物理坐标。随着科学技术的不断进步,现有倾斜摄影测量技术逐渐向无人机方向发展,从而扩大了其应用范围。对于某些复杂测量,可以获得更精确的测量,减少手动测量的危险并大大提高精度。
但无人机倾斜摄影测量技术也存在不足之处,无人机倾斜摄影测量技术受航飞空域影响较大,该问题是影响无人机倾斜摄影测量技术应用的主要因素。如果申请空域上按照具体流程进行,在审批周期较长的情况下,就不利于体现出无人机倾斜摄影测量技术机动灵活的优势;无人机倾斜摄影测量技术受天气影响较严重,雨雪、冰雹、雾霾天气都会影响无人机倾斜摄影测量技术的航摄能见度和航飞安全性,进而降低成果精度;无人机烦斜摄影测量技术易受植被看盖的影响。在植被看盖较为茂密的地方,需放弃选择此种测量技术,因为茂密的植被会遮盖航摄对象,不利于保证航测后生成模型的精度和质量;
现有无人机倾斜摄影测量技术在通过采集检测等步骤完成对待测区域的三维建模后,通常会对三维建模产品进行精度的验证,但此种验证方式大多通过对整个待测区域进行取点验证,一旦无法符合要求,会浪费大量的人力物力,并且无法根据模型精度验证后的结果做出相对应的模型精度优化,因此,设计一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统。
为了解决上述缺陷,现提供一种技术方案。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有无人机倾斜摄影测量技术对三维建模产品进行整体精度的验证一旦无法符合要求,会浪费大量的人力物力,无法根据模型精度验证后的结果做出相对应的模型精度优化的问题,而提出一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统,包括采集模块、检测模块、模型生产模块、模型精度验证模块、模型质量分析模块、质量优化模块和判断执行模块;
采集模块用于对待测区域内先行试验区域进行像控点的布设,并对先行试验区域进行坐标和影像采集,得到由控制点坐标数据和航测影像数据组成的数据组,并将数据组向检测模块中传输,采集模块还用于对先行试验区域内随机选取若干个特征比对点并对若干个特征比对点实地测量的坐标数据进行采集;
检测模块用于接收采集模块传输的数据组并解析得到控制点坐标数据和航测影像数据,并将控制点坐标数据和航测影像数据配合POS数据同步检测数据的完整性;
模型生产模块用于空中三角测量,得到预生产数据并与像控点数据进行匹配,获得带有坐标的先行试验区域的三维建模产品;
模型精度验证模块用于对模型生产模块获得的带有坐标的先行试验区域的三维建模进行三维模型精度验证;模型精度验证模块内设置有像点精度验证单元,像点精度验证单元用于验证空中三角测量加密和联合平差的结果,判断是否符合验证要求;模型精度验证模块内还设置有像控点精度验证单元,像控点精度验证单元用于对采集模块采集的若干个特征比对点实地测量的坐标数据及模型生产模块中的三维建模产品的特征比对点的坐标数据进行比对,计算三维建模产品的平面中误差最大限差和垂直中误差最大限差并判断是否符合要求标准;模型精度验证模块内还设置有模型精度评价单元,模型精度评价单元用于对模型生产模块获得的带有坐标的先行试验区域的三维建模产品进行模型精度评价,判断模型精度是否符合需求;
模型质量分析模块用于对模型生产模块获得的带有坐标的先行试验区域的三维建模进行三维模型质量分析;模型质量分析模块内设置有位置精度分析单元、影像精度分析单元和结构纹理精度分析单元;
位置精度分析单元用于接收模型精度验证模块对三维模型精度的各项验证,并分析三维模型精度是否达到预期需求,如未达到,则生成像控点修正信令并向质量优化模块传输;
影像精度分析单元用于接收采集模块采集的航测影像数据,并衡量航测影像数据中影像可以有差别的区分开两个相邻地物的最小距离的能力,并判断航测影像数据相对应的三维建模的影像精度是否达到预设精度评价等级,如未达到,则生成校对信令并向质量优化模块传输;
结构纹理精度分析单元由结构精度分析模组和纹理精度分析模组组成,结构精度分析模组用于分析三维建模模型对真实地物结构还原度的指标,当分析得到的还原度指标未达到预设还原度时,则生成还原度指标调试信令并向质量优化模块发送;纹理精度分析模组用于分析三维建模模型对实际地物纹理还原程度,并判断三维建模模型纹理精度是否达到预期标准,未达到标准时,则生成纹理精度修正信令并向质量优化模块发送;
质量优化模块用于接收模型质量分析模块中位置精度分析单元生成的像控点修正信令、影像精度分析单元生成的校对信令及结构纹理精度分析单元生成的还原度指标调试信令和纹理精度修正信令,并分别对位置精度、影像精度及结构纹理精度进行优化;
判断执行模块用于对经过优化模块优化后的先行试验区域的三维建模产品进行模型质量判断,当符合需求时,则对待测区域整体进行模型生产及验证。
进一步的,所述检测模块中的POS数据包括GPS数据和IMU数据,即倾斜摄影测量中的外方位元素,由纬度、经度、高程、航向角、俯仰角及翻滚角组成;所述模型生产模块中空中三角测量通过软件的模拟和计算得到。
进一步的,所述像点精度验证单元验证空中三角测量加密和联合平差的结果的具体操作步骤如下:空中三角测量加密和联合平差的结果通过对影像像元的均方根进行验证,对先行试验区域的像控点经过平差后,其像元的均方根若小于个像元,则符合验证要求。
进一步的,述像控点精度验证单元计算三维建模产品的平面中误差最大限差和垂直中误差最大限差并判断是否符合要求标准的具体操作步骤如下:
接收采集模块采集的若干个特征比对点实地测量的坐标数据及模型生产模块中的三维建模产品的特征比对点的坐标数据,并将两个坐标数据进行比对,计算三维建模产品的特征对比点的坐标数据的误差值,得到三维建模中与实地精确坐标数据x、y、z方向上的误差值,并将x、y、z方向上三个误差值通过计算式得到x方向上的中误差,y方向上的中误差及z方向上的中误差;
并将x方向上的中误差和y方向上的中误差代入平面误差计算式以得到平面中误差;
三维建模产品中多个特征对比点的坐标数据则形成多组x、y、z方向上的误差值及平面误差,利用多个平面中误差及z方向上的中误差即垂直中误差进行比对,选取一个平面中误差最大值和最小值及垂直中误差最大值和最小值,计算差值分别得到平面中误差最大限差和垂直中误差最大限差,并将平面中误差最大限差和垂直中误差最大限差分别与平面中误差最大限差预设值和垂直中误差最大限差预设值进行比对,两个最大限差均小于最大限差预设值时,则符合要求。
进一步的,所述模型精度评价单元判断模型精度是否符合需求具体操作步骤如下:将三维建模产品中多个特征对比点的坐标数据分别与采集的多个特征比对点实地测量的坐标数据进行求差,计算x、y、z三个方向的残差,模型精度评价单元内还设置有与不同残差相对应的评价等级,分别为一级精度、二级精度和三级精度,一级精度、二级精度和三级精度分别对应着三个连续的残差区间,并将多个特征对比点对应的残差分别与三个连续的残差区间进行比对,从而得到多个特征对比点的模型精度的评价等级,并根据模型精度的评价等级判断模型精度是否符合需求。
进一步的,所述影像精度分析单元判断航测影像数据相对应的三维建模的影像精度是否达到预设精度评价等级的具体操作步骤如下:接收采集模块采集的航测影像数据,并衡量航测影像数据中影像可以有差别的区分开两个相邻地物的最小距离的能力,影像精度分析单元内设置有三个影像精度评价等级,三个影像精度评价等级分别有三个相对应的连续区分能力区间,将接受的航测影像数据的区分两个相邻地物的最小距离能力与三个连续区分能力区间进行比对,从而判断航测影像数据相对应的三维建模的影像精度的评价等级。
进一步的,所述质量优化模块对位置精度、影像精度及结构纹理精度进行优化的具体操作步骤如下:
当接收到像控点修正信令时,则对像控点进行重新布局,使像控点布设的更加合理,同时适量的增加像控点布设的数量,以此提高三维模型中位置精度;
当接收到校对信令时,则对航测影像数据采集所需的成像系统及所用的感光材料的分辨能力进行校对,发现异常则进行修正,同时光照条件及被摄地物的形态也会对影像精度造成影响,因此在采集航测影像数据时通过在不同的时间段或地物的不同形态进行采集,以此对影像精度进行优化;
当接收到还原度指标调试信令时,则对采集模块中航飞作业参数、航测光影条件、数据采集设备及模拟软件进行调试,对三维建模模型的结构精度进行优化,避免由于这些主观因素造成模型中的建筑物出现重影、整体拉花、融化、光影严重斑驳、建筑错位、变形及建筑粘连的问题;
当接收到纹理精度修正信令时,对参加匹配的影像质量进行提高,通过剔除存在云雾遮挡覆盖、镜头反光、地物阴影、大面积相似纹理及分辨率变化异常的问题影片,提高匹配计算的准确度,进而使纹理精度得到优化。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明,整个系统可利用模型质量分析模块对建模产品进行各项质量分析,在分析出相对应的问题后,也能利用质量优化模块对影响模型质量的位置精度、影像精度及结构纹理精度进行优化,优化效果较好;
(2)本发明,会优先在待测区域中选取先行试验区域,先行试验区域缩小了建模范围,进而减少了人力物力需求,在完成对先行试验区域的影像采集验证及建模后,对模型精度及质量进行验证,判断模型精度质量是否符号要求,符号要求后,则开展对待测区域的影像采集验证及建模,如不符合要求利用质量优化模块判断先行试验区域是否可以通过优化对模型的精度及质量进行改善从而达到要求,可以达到要求后再开展对待测区域的影像采集验证及建模,大大降低了风险,避免不必要的人力物力的浪费。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明;
图1为本发明的系统总框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
应当理解,本披露的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本披露说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的,而并不意在限定本披露。如在本披露说明书和权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解,在本披露说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
如图1所示,一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统,包括:
无人机倾斜摄影测量技术方法,无人机倾斜摄影测量技术方法包括以下步骤:
S1:在待测区域中选取先行试验区域,其中选取的先行试验区域为随机性区域或待测区域的代表性区域;
S2:在先行试验区域进行像控点的布设和坐标采集,同时利用无人机对先行试验区域进行影像采集,形成控制点坐标数据及航测影像数据;
S3:对步骤S2中采集的控制点坐标数据及航测影像数据配合POS数据同步检测数据的完整性,POS数据主要包括GPS数据和IMU数据,即倾斜摄影测量中的外方位元素,由纬度、经度、高程、航向角、俯仰角及翻滚角组成;
S4:通过外部软件模拟和计算进行空中三角测量,得到预生产数据并与像控点数据进行匹配,获得带有坐标的先行试验区域的三维建模产品;
S5:带步骤S4中获得的带有坐标的先行试验区域的三维建模产品进行三维模型精度验证,确保达到质量要求;
S6:对先行试验区域进行三维模型精度验证并达到质量要求后,将待测区域通过步骤S2-S5进行待测区域的三维建模及三维模型精度验证。
采集模块,用于对待测区域内先行试验区域进行像控点的布设,其中,先行试验区域通过在待测区域内选取为随机性区域或待测区域的代表性区域,并对先行试验区域进行坐标和影像采集,得到由控制点坐标数据和航测影像数据组成的数据组,并将采集的数据组向检测模块中输入;采集模块还用于对先行试验区域内随机选取若干个特征比对点并对若干个特征比对点实地测量的坐标数据进行采集;
检测模块用于接收采集模块传输的数据组并解析得到控制点坐标数据和航测影像数据,并将控制点坐标数据和航测影像数据配合POS数据同步检测数据的完整性,POS数据主要包括GPS数据和IMU数据,即倾斜摄影测量中的外方位元素,由纬度、经度、高程、航向角、俯仰角及翻滚角组成;
模型生产模块,用于利用软件模拟和计算进行空中三角测量,得到预生产数据并与像控点数据进行匹配,获得带有坐标的先行试验区域的三维建模产品;
模型精度验证模块,用于对模型生产模块获得的带有坐标的先行试验区域的三维建模进行三维模型精度验证;模型精度验证模块内设置有像点精度验证单元,用于验证空中三角测量加密和联合平差的结果,其中空中三角测量加密和联合平差的结果通过对影像像元的均方根进行验证,对先行试验区域的像控点经过平差后,其像元的均方根若小于个像元,则符合验证要求,个像元标准可根据《低空数字航空摄影测量内业规范》(CH/Z3003-2010)要求进行判定;
模型精度验证模块内还设置有像控点精度验证单元,用于接收采集模块采集的若干个特征比对点实地测量的坐标数据及模型生产模块中的三维建模产品的特征比对点的坐标数据,并将两个坐标数据进行比对,计算三维建模产品的特征对比点的坐标数据的误差值,得到三维建模中与实地精确坐标数据x、y、z方向上的误差,并分别标定为Δx、Δy、Δz,并将Δx、Δy、Δz分别代入以下计算式:以得到x方向上的中误差mx,y方向上的中误差my及z方向上的中误差mz,公式中n为特征对比点的数量,然后将得到的x方向上的中误差mx和y方向上的中误差my代入以下计算式:得到平面误差m;三维建模产品中多个特征对比点的坐标数据则形成多个Δx、Δy、Δz,利用上述计算式可得到多个平面中误差m和z方向上的中误差即垂直中误差mz,并分别标定为m1、m2、m3、......、mn和将m1、m2、m3、......、mn进行比对,选取一个最大值和一个最小值,计算最大值和最小值的差值,得到平面中误差最大限差,将进行比对,选取一个最大值和一个最小值,计算最大值和最小值的差值,得到垂直中误差最大限差,并将平面中误差最大限差和垂直中误差最大限差分别与平面中误差最大限差预设值和垂直中误差最大限差预设值进行比对,两个最大限差均小于最大限差预设值时,则符合要求,其中平面中误差最大限差预设值和垂直中误差最大限差预设值可参考《数字航空摄影测量空中三角测量规范》(GB/T23236-2009)的要求标准,平面中误差最大限差预设值和垂直中误差最大限差预设值一般分别为25cm和35cm;
模型精度验证模块内还设置有模型精度评价单元,用于对模型生产模块获得的带有坐标的先行试验区域的三维建模产品进行模型精度评价,判断模型精度是否符合需求,将三维建模产品中多个特征对比点的坐标数据分别与采集的多个特征比对点实地测量的坐标数据进行求差,计算x、y、z三个方向的残差,模型精度评价单元内还设置有与不同残差相对应的评价等级,分别为一级精度、二级精度和三级精度,一级精度、二级精度和三级精度分别对应着三个连续的残差区间,并将多个特征对比点对应的残差分别与三个连续的残差区间进行比对,从而得到多个特征对比点的模型精度的评价等级,并根据模型精度的评价等级判断模型精度是否符合需求;
模型质量分析模块,用于对模型生产模块获得的带有坐标的先行试验区域的三维建模进行三维模型质量分析;模型质量分析模块内设置有位置精度分析单元、影像精度分析单元和结构纹理精度分析单元;
位置精度分析单元用于接收模型精度验证模块对三维模型精度的各项验证,并分析三维模型精度是否达到预期需求,如未达到,则生成像控点修正信令并向质量优化模块传输;
影像精度分析单元用于接收采集模块采集的航测影像数据,并衡量航测影像数据中影像可以有差别的区分开两个相邻地物的最小距离的能力,影像精度分析单元内设置有三个影像精度评价等级,三个影像精度评价等级分别有三个相对应的连续区分能力区间,将接受的航测影像数据的区分两个相邻地物的最小距离能力与三个连续区分能力区间进行比对,从而判断航测影像数据相对应的三维建模的影像精度评价等级,当航测影像数据相对应的三维建模的影像精度评价等级未达到预设精度评价等级时,则生成校对信令并向质量优化模块传输;
结构纹理精度分析单元由结构精度分析模组和纹理精度分析模组组成,结构精度分析模组用于分析三维建模模型对真实地物结构还原度的指标,当分析得到的还原度指标未达到预设还原度时,则生成还原度指标调试信令并向质量优化模块发送;纹理精度分析模组用于分析三维建模模型对实际地物纹理还原程度,并判断三维建模模型纹理精度是否达到预期标准,未达到标准时,则生成纹理精度修正信令并向质量优化模块发送;
质量优化模块,用于接收模型质量分析模块中位置精度分析单元生成的像控点修正信令、影像精度分析单元生成的校对信令及结构纹理精度分析单元生成的还原度指标调试信令和纹理精度修正信令;当接收到像控点修正信令时,则对像控点进行重新布局,使像控点布设的更加合理,同时适量的增加像控点布设的数量,以此提高三维模型中位置精度;当接收到校对信令时,则对航测影像数据采集所需的成像系统及所用的感光材料的分辨能力进行校对,发现异常则进行修正,同时光照条件及被摄地物的形态也会对影像精度造成影响,因此,可在采集航测影像数据时在不同的时间段或地物的不同形态进行采集,以此对影像精度进行优化;当接收到还原度指标调试信令时,则对采集模块中航飞作业参数、航测光影条件、数据采集设备及模拟软件进行调试,从而对三维建模模型的结构精度进行优化,避免由于这些主观因素造成模型中的建筑物出现重影、整体拉花、融化、光影严重斑驳、建筑错位、变形及建筑粘连等问题;当接收到纹理精度修正信令时,对参加匹配的影像质量进行提高,通过剔除存在云雾遮挡覆盖、镜头反光、地物阴影、大面积相似纹理及分辨率变化异常的问题影片,提高匹配计算的准确度,进而使纹理精度得到优化;在经过质量优化模块对三维模型质量的优化后,上述四种精度并不是相互独立的,其中位置精度提高,影像精度即分辨率也会提高一些,分辨率的提升也会带来结构精度和纹理精度的改善;
判断执行模块,用于对经过优化模块优化后的先行试验区域的三维建模产品进行模型质量判断,当符合需求时,则对待测区域整体进行模型生产及验证,其中对待测区域进行模型生产验证的过程与先行试验区域的模型生产及验证过程相同。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统,其特征在于,包括采集模块、检测模块、模型生产模块、模型精度验证模块、模型质量分析模块、质量优化模块和判断执行模块;
采集模块用于对待测区域内先行试验区域进行像控点的布设,并对先行试验区域进行坐标和影像采集,得到由控制点坐标数据和航测影像数据组成的数据组,并将数据组向检测模块中传输,采集模块还用于对先行试验区域内随机选取若干个特征比对点并对若干个特征比对点实地测量的坐标数据进行采集;
检测模块用于接收采集模块传输的数据组并解析得到控制点坐标数据和航测影像数据,并将控制点坐标数据和航测影像数据配合POS数据同步检测数据的完整性;
模型生产模块用于空中三角测量,得到预生产数据并与像控点数据进行匹配,获得带有坐标的先行试验区域的三维建模产品;
模型精度验证模块用于对模型生产模块获得的带有坐标的先行试验区域的三维建模进行三维模型精度验证;模型精度验证模块内设置有像点精度验证单元,像点精度验证单元用于验证空中三角测量加密和联合平差的结果,判断是否符合验证要求;模型精度验证模块内还设置有像控点精度验证单元,像控点精度验证单元用于对采集模块采集的若干个特征比对点实地测量的坐标数据及模型生产模块中的三维建模产品的特征比对点的坐标数据进行比对,计算三维建模产品的平面中误差最大限差和垂直中误差最大限差并判断是否符合要求标准;模型精度验证模块内还设置有模型精度评价单元,模型精度评价单元用于对模型生产模块获得的带有坐标的先行试验区域的三维建模产品进行模型精度评价,判断模型精度是否符合需求;
模型质量分析模块用于对模型生产模块获得的带有坐标的先行试验区域的三维建模进行三维模型质量分析;模型质量分析模块内设置有位置精度分析单元、影像精度分析单元和结构纹理精度分析单元;
位置精度分析单元用于接收模型精度验证模块对三维模型精度的各项验证,并分析三维模型精度是否达到预期需求,如未达到,则生成像控点修正信令并向质量优化模块传输;
影像精度分析单元用于接收采集模块采集的航测影像数据,并衡量航测影像数据中影像可以有差别的区分开两个相邻地物的最小距离的能力,并判断航测影像数据相对应的三维建模的影像精度是否达到预设精度评价等级,如未达到,则生成校对信令并向质量优化模块传输;
结构纹理精度分析单元由结构精度分析模组和纹理精度分析模组组成,结构精度分析模组用于分析三维建模模型对真实地物结构还原度的指标,当分析得到的还原度指标未达到预设还原度时,则生成还原度指标调试信令并向质量优化模块发送;纹理精度分析模组用于分析三维建模模型对实际地物纹理还原程度,并判断三维建模模型纹理精度是否达到预期标准,未达到标准时,则生成纹理精度修正信令并向质量优化模块发送;
质量优化模块用于接收模型质量分析模块中位置精度分析单元生成的像控点修正信令、影像精度分析单元生成的校对信令及结构纹理精度分析单元生成的还原度指标调试信令和纹理精度修正信令,并分别对位置精度、影像精度及结构纹理精度进行优化;
判断执行模块用于对经过优化模块优化后的先行试验区域的三维建模产品进行模型质量判断,当符合需求时,则对待测区域整体进行模型生产及验证。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统,其特征在于,所述检测模块中的POS数据包括GPS数据和IMU数据,即倾斜摄影测量中的外方位元素,由纬度、经度、高程、航向角、俯仰角及翻滚角组成;所述模型生产模块中空中三角测量通过软件的模拟和计算得到。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统,其特征在于,所述像点精度验证单元验证空中三角测量加密和联合平差的结果的具体操作步骤如下:空中三角测量加密和联合平差的结果通过对影像像元的均方根进行验证,对先行试验区域的像控点经过平差后,其像元的均方根若小于个像元,则符合验证要求。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统,其特征在于,所述像控点精度验证单元计算三维建模产品的平面中误差最大限差和垂直中误差最大限差并判断是否符合要求标准的具体操作步骤如下:
接收采集模块采集的若干个特征比对点实地测量的坐标数据及模型生产模块中的三维建模产品的特征比对点的坐标数据,并将两个坐标数据进行比对,计算三维建模产品的特征对比点的坐标数据的误差值,得到三维建模中与实地精确坐标数据x、y、z方向上的误差值,并将x、y、z方向上三个误差值通过计算式得到x方向上的中误差,y方向上的中误差及z方向上的中误差;
并将x方向上的中误差和y方向上的中误差代入平面误差计算式以得到平面中误差;
三维建模产品中多个特征对比点的坐标数据则形成多组x、y、z方向上的误差值及平面误差,利用多个平面中误差及z方向上的中误差即垂直中误差进行比对,选取一个平面中误差最大值和最小值及垂直中误差最大值和最小值,计算差值分别得到平面中误差最大限差和垂直中误差最大限差,并将平面中误差最大限差和垂直中误差最大限差分别与平面中误差最大限差预设值和垂直中误差最大限差预设值进行比对,两个最大限差均小于最大限差预设值时,则符合要求。
5.根据权利要求1所述的一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统,其特征在于,所述模型精度评价单元判断模型精度是否符合需求具体操作步骤如下:
将三维建模产品中多个特征对比点的坐标数据分别与采集的多个特征比对点实地测量的坐标数据进行求差,计算x、y、z三个方向的残差,模型精度评价单元内还设置有与不同残差相对应的评价等级,分别为一级精度、二级精度和三级精度,一级精度、二级精度和三级精度分别对应着三个连续的残差区间,并将多个特征对比点对应的残差分别与三个连续的残差区间进行比对,从而得到多个特征对比点的模型精度的评价等级,并根据模型精度的评价等级判断模型精度是否符合需求。
6.根据权利要求1所述的一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统,其特征在于,所述影像精度分析单元判断航测影像数据相对应的三维建模的影像精度是否达到预设精度评价等级的具体操作步骤如下:
接收采集模块采集的航测影像数据,并衡量航测影像数据中影像可以有差别的区分开两个相邻地物的最小距离的能力,影像精度分析单元内设置有三个影像精度评价等级,三个影像精度评价等级分别有三个相对应的连续区分能力区间,将接受的航测影像数据的区分两个相邻地物的最小距离能力与三个连续区分能力区间进行比对,从而判断航测影像数据相对应的三维建模的影像精度的评价等级。
7.根据权利要求1所述的一种基于无人机倾斜摄影测量技术的三维模型精度分析系统,其特征在于,所述质量优化模块对位置精度、影像精度及结构纹理精度进行优化的具体操作步骤如下:
当接收到像控点修正信令时,则对像控点进行重新布局,使像控点布设得更加合理,同时适量的增加像控点布设的数量,以此提高三维模型中位置精度;
当接收到校对信令时,则对航测影像数据采集所需的成像系统及所用的感光材料的分辨能力进行校对,发现异常则进行修正,同时光照条件及被摄地物的形态也会对影像精度造成影响,因此在采集航测影像数据时通过在不同的时间段或地物的不同形态进行采集,以此对影像精度进行优化;
当接收到还原度指标调试信令时,则对采集模块中航飞作业参数、航测光影条件、数据采集设备及模拟软件进行调试,对三维建模模型的结构精度进行优化,避免由于这些主观因素造成模型中的建筑物出现重影、整体拉花、融化、光影严重斑驳、建筑错位、变形及建筑粘连的问题;
当接收到纹理精度修正信令时,对参加匹配的影像质量进行提高,通过剔除存在云雾遮挡覆盖、镜头反光、地物阴影、大面积相似纹理及分辨率变化异常的问题影片,提高匹配计算的准确度,进而使纹理精度得到优化。
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Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
王成 等: "基于无人机倾斜摄影测量的露天矿山三维建模及精度分析—以广西为例", 《技术前沿》, pages 57 - 62 * |
陈蓉 等: "湖北省三调正射影像质量控制实践与经验", 《地理空间信息》, pages 158 - 160 * |
顾广杰 等: "浅谈无人机倾斜摄影测量技术标准", 《测绘通报》, pages 210 - 213 * |
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