面向校园3D GIS的倾斜摄影测量数据采集与处理开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，倾斜摄影测量高速发展，以街景工厂、ContextCapture Center、PhotoScan、 PhotoMesh为代表的倾斜摄影测量软件的发展和应用迅速，与传统航空测量方法相比，倾斜摄影测量更加灵活、可靠度、精度更高，同时成本也低于传统航空测量。倾斜影像是通过具有一定倾角的倾斜航摄相机获取的，同一地物可以获取多个视点和多视角的影像，从而得到更为详细、较大且多重分辨率的侧面信息，拍摄影像的同时记录航高、航速、航向重叠、旁向重叠、坐标等参数，而后将这些影像通过区域网联合平差、多视角匹配、DSM生成、真正射纠正、三维建模等流程、形成最终产品。倾斜摄影测量解决了正射影像只能从垂直角度拍摄的问题，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。它以多视影像叠加制图解决了类似房檐下、桥梁底部区域模型缺失或失真问题，可以低成本地获取三维影像图，在数字城市、工程建筑、应急指挥、灾害评估、环保监测等众多方面具有重要应用市场。倾斜摄影测量可以分为电云构建、空中三角测量、特征匹配、密集匹配和表面重建。

本次课题主要研究无人机倾斜摄影技术，分析无人机倾斜摄影在校园三维建模的应用情况，分析无人机倾斜摄影在三维城市建模过程和成果中的优劣势。通过对倾斜摄影测量在3D数据采集中的研究，并结合控制测量相关技术和无人机影像数据，利用Context Capture软件半自动建模，研究了基于Context Capture的实用化模型实景模型的建模方法。研究利用无人机倾斜摄影测量技术进行快速三维建模的技术路线和实施方案；利用无人飞行棋平台航摄倾斜影像进行数据的采集与处理，服务于校园的数字化管理，整合学校基础设施，控制和查询设施的属性、所有权和更新信息等，实现对校园基础设施在三维空间的管理。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：了解无人机的结构，性能和原理。掌握无人机航空摄影测量的工作流程，根据测区范围，制定航摄路线，对各种航行参数进行设置和规定。掌握倾斜摄影测量的基本原理，无人机倾斜摄影测量的发展现状，以及整个三维建模的流程。采用五镜头传感器，利用不同的航摄路线，航摄角度，采集建筑物三维表面信息。再利用大地测量的手段获得一定数量的控制点和检查点，应用于影像解算和检核。利用倾斜摄影测量软件smart3d，根据校园实验数据制作三维模型。结合三维处理平台进行模型精细化处理、信息提取、空间量测及分析，得出本文结论。

预期目标： 一、数据采集阶段，获得空间数据、属性数据、纹理数据；

二、导入原始数据，对数据进行cad处理，转换gis数据，进行ps处理，进行纹理贴图；

3. 研究的方法与步骤

研究方法：采用五镜头传感器，利用不同的航摄路线，航摄角度，采集建筑物三维表面信息。再利用大地测量的手段获得一定数量的控制点和检查点，应用于影像解算和检核。利用倾斜摄影测量软件smart3d，根据校园实验数据制作三维模型。结合三维处理平台进行模型精细化处理、信息提取、空间量测及分析。

步骤： 一、采集数据，获得无人机航摄的校园影像图、校园卫星图、校园控制点数据、建筑物属性等，同时获取得到影像重叠度、分辨率、航高、航向、航线；

二、预处理后得到pos数据、倾斜影像数据以及地面像控数据，对建模数据进行预处理；

4. 参考文献

[1]王鹏飞.无人机倾斜摄影的城市三维建模方法优化分析[j].湖北农机化,2019(04):61.

[2]刘增良,陈思,陈品祥.城市倾斜摄影实景三维模型数据质量检查方法研究与实践[j].测绘通报,2019(02):108-112.

[3]任诚,高利敏,冯耀楼,张望.基于无人机倾斜摄影的建筑物三维建模尝试[j].测绘通报,2019(02):161-164.

5. 计划与进度安排

1) 1.5 学生选题，导师参加选题指导，并与指导教师见面。

2)3.22-3.29指导教师下达毕业论文任务书，掌握本课题的基本原理和当前的发展现状。并根据期间参考资料情况，完成开题报告。

3)3.30-4.10学生收集资料，实地调查，设计论文详细提纲。