- 选题背景和意义:
道路是若干带状空间结构相互联结并置于三维地表上的空间结构,与地形结合紧密。倾斜摄影测量通过合理规划航线进行图像摄取,经由影像预处理、空中三角测量等流程,可以将实际地形地貌以三维数字模型的方式呈现出来,得到地面的真三维模型。从实景三维模型中能够获得设计所需的各种信息数据,为道路的三维设计奠定基础。
该方法具有获取影像全面、效率高、精度高、后处理自动化程度高等特点,有助于提高道路设计的整体质量,生成的三维模型具有更多的信息。
- 课题关键问题及难点:
本论文主要对实用的空中摄影测量技术(以倾斜摄影测量为主)及其在道路设计中的应用进行分析,并对DPX道路建模及摄影图像三维融合技术进行研究。本课题的关键问题及难点为:
1. 摄影图像、图片的矫正处理及误差控制
摄影测量所得的图像是中心投影的像片,会受倾角不同、地面起伏等干扰因素影响,需要将这些图片变为具有正射投影性质的像片。可采用数字微分纠正的方法,逐像元严格纠正。可以利用合适的倾斜摄影测量处理软件进行处理。
2. DPX道路建模及摄影图像三维融合技术
利用倾斜摄影测量处理软件,通过影像匹配、定向参数计算、空中三角测量解算、数字微分纠正等步骤制作正射影像,生成满足工程实用精度的三维实景模型。利用得到的三维实景模型在CAD DPX中进行道路设计,制作道路三维模型。
- 文献综述(或调研报告):
倾斜摄影测量是通过在无人机上搭载多台的传感器,从一个垂直视角和多个倾斜视角采集影像,获取地物的纹理结构信息。倾斜摄影建模是通过高效的数据处理软件,通过几何校正、区域网联合平差、多视角影像匹配、数字地形模型生成、TIN构建、纹理映射,最终生成实景三维模型。该方法的基础是像点与地面点之间的共线条件方程,同名像点与地面点之间的共面条件方程以及在绝对定向中的三维空间相似变换。传统的三维模型制作通常采用数字正射影像图和数字高程模型进行叠加,与此相比,倾斜摄影测量得到的实景三维模型由于是采用多镜头、多角度、实时拍摄的,能够不受地形地貌限制,更加真实全面立体地反映地标物体的局部细节和整体层次,其建模效率、仿真度均有所提高,且降低了时间成本与经济成本。
由于道路呈带状狭长走势,地形地貌复杂多变,外业实际情况复杂,无人机飞行高度以及空中摄影采集角度的局限,各种地形地貌可能会导致数据含有粗差,进而影响后期数据精度。例如近地面以及被遮挡区域会出现地物纹理结构信息丢失或者不足,建造出的实景三维模型放大后会出现局部模型缝隙和空洞、模型局部扭曲变形等现象。这些情况都需要对图面进行修补,或在小范围降低相对航高,提高地面分辨率进行补测,再将第一次建模与第二次补测的建模进行融合。
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