一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法及系统技术方案

本发明专利技术属于测绘土方量技术领域，具体涉及一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法、系统及平台。本发明专利技术通过方法以及与所述方法相应的系统、平台，以RTK移动测量配合无人机航测的方式提高实际项目三维测绘效率，缩短获取原始地形高程数据的时间，与传统方法相比提高30％以上，传统方法测绘400亩约需要10天，本方案实例大余项目446亩约耗时7天。同时以三维建模的形式体现出地表走势及土方平衡后的三维规划，更直观体现出各种土方平衡方案及规划方案的合理性。划方案的合理性。划方案的合理性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法及系统


[0001]本专利技术属于测绘土方量
，具体涉及一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法、系统及平台。

技术介绍

[0002]现目前土方工程量的计算方法主要有方格网法、DEM法(三角网法)、田块法、断面法；传统测量地形出高程点、等高线及1：500地形图时，常用方法有移动站+基准站方式与RTK移动站+CORS方式，两种方式都需要测量人员在待测场地根据地形密集放点形成地形的高程点，耗时较长，时间成本较高。
[0003]因此，针对以上传统测绘都需要测量人员在待测场地根据地形密集放点形成地形的高程点，耗时较长，时间成本较高的技术问题缺陷，急需设计和开发一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法、系统及平台。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一目的在于提供一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法；
[0005]本专利技术的第二目的在于提供一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析系统；
[0006]本专利技术的第三目的在于提供一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析平台；
[0007]本专利技术的第一目的是这样实现的：所述方法具体包括如下步骤：
[0008]所述方法具体包括如下步骤：
[0009]根据场地土方测算区域，并结合无人机飞行数据创建无人机飞行路径；
[0010]根据所述无人机飞行路径，实时获取所述待测量场地图片数据，并结合所述检查点点位数据进行处理模型创建；
[0011]通过处理模型处理后，实时生成带地形特征的原始三维模型；
[0012]对所述原始三维模型进行清表和填充覆盖处理，实时生成含有坐标信息的第一实景三维模型；
[0013]对所述第一实景三维模型进行矩阵点云投影处理，实时生成第一点云矩阵模型；
[0014]结合所述第一实景三维模型和所述第一点云矩阵模型，生成带边坡的设计平台参考三维模型和第二实景三维模型；
[0015]对所述设计平台参考三维模型进行栅格划分处理，通过计算栅格体块的体积并整合，生成土方平衡工程量。
[0016]进一步地，所述步骤根据场地土方测算区域，并结合无人机飞行数据创建无人机飞行路径之前，还包括如下步骤：
[0017]对待测量场地进行像控点及检查点布置，并实时获取所述像控点及所述检查点点位数据。
[0018]进一步地，所述步骤根据所述无人机飞行路径，实时获取所述待测量场地图片数据，并结合所述检查点点位数据进行处理模型创建之中，还包括如下步骤：
[0019]对获取的航拍图片、图片内含有的定位信息、像控点的坐标数据进行整合处理，并进行几何建模和纹理建模。
[0020]进一步地，所述步骤对所述原始三维模型进行清表和填充覆盖处理，实时生成含有坐标信息的第一实景三维模型之中，还包括如下步骤：
[0021]对所述原三维模型进行遥感影像解译，并采用直接判读法剔除模型中的非必要物体；
[0022]选取非必要物体对应的网格，对删除网格后将留下的孔洞，采用基于网格数据的修复算法，参照孔洞边界的高程数据及孔洞四周的坡度趋势，拟合出一个平滑的曲面填充覆盖所述孔洞，并重构不规则三角网形成新的网格面。
[0023]进一步地，所述步骤对所述第一实景三维模型进行矩阵点云投影处理，实时生成第一点云矩阵模型之中，还包括如下步骤：
[0024]采用矩阵点云投影算法，将密集的点云矩阵投影在第一实景三维模型上后生成附着在模型网格表面的第一点云矩阵模型。
[0025]进一步地，所述步骤结合所述第一实景三维模型和所述第一点云矩阵模型，生成带边坡的设计平台参考三维模型和第二实景三维模型之中，还包括如下步骤：
[0026]根据土方平衡与调配原则规划建筑用地的设计平台边界及平台标高，生成设计平台的边缘；
[0027]根据平台周围地势变化，进行一级或多级放坡设计，根据设建筑平台及边坡的设计标高数据，利用该高程数据结合构建不规则三角网算法，建立数字地形模型方式，生成带边坡的设计平台参考三维模型。
[0028]进一步地，所述步骤对所述设计平台参考三维模型进行栅格划分处理，通过计算栅格体块的体积并整合，生成土方平衡工程量之中，还包括如下步骤：
[0029]通过填方栅格单独累加，生成整场填方工程总量；并通过挖方栅格单独累加，生成整场挖方工程总量
[0030]本专利技术的第二目的是这样实现的：所述系统具体包括：
[0031]路径创建单元，用于根据场地土方测算区域，并结合无人机飞行数据创建无人机飞行路径；
[0032]处理模型创建单元，用于根据所述无人机飞行路径，实时获取所述待测量场地图片数据，并结合所述检查点点位数据进行处理模型创建；
[0033]第一生成单元，用于通过处理模型处理后，实时生成带地形特征的原始三维模型；
[0034]第二生成单元，用于对所述原始三维模型进行清表和填充覆盖处理，实时生成含有坐标信息的第一实景三维模型；
[0035]第三生成单元，用于对所述第一实景三维模型进行矩阵点云投影处理，实时生成第一点云矩阵模型；
[0036]第四生成单元，用于结合所述第一实景三维模型和所述第一点云矩阵模型，生成带边坡的设计平台参考三维模型和第二实景三维模型；
[0037]第五生成单元，用于对所述设计平台参考三维模型进行栅格划分处理，通过计算栅格体块的体积并整合，生成土方平衡工程量。
[0038]进一步地，所述系统中还设置有：
[0039]获取单元，用于对待测量场地进行像控点及检查点布置，并实时获取所述像控点及所述检查点点位数据；
[0040]所述处理模型创建单元中还设置有：
[0041]整合处理建模模块，用于对获取的航拍图片、图片内含有的定位信息、像控点的坐标数据进行整合处理，并进行几何建模和纹理建模；
[0042]所述第二生成单元中还设置有：
[0043]剔除模块，用于对所述原三维模型进行遥感影像解译，并采用直接判读法剔除模型中的非必要物体；
[0044]网格处理模块，用于选取非必要物体对应的网格，对删除网格后将留下的孔洞，采用基于网格数据的修复算法，参照孔洞边界的高程数据及孔洞四周的坡度趋势，拟合出一个平滑的曲面填充覆盖所述孔洞，并重构不规则三角网形成新的网格面；
[0045]所述第三生成单元中还设置有：
[0046]第一生成模块，用于采用矩阵点云投影算法，将密集的点云矩阵投影在第一实景三维模型上后生成附着在模型网格表面的第一点云矩阵模型；
[0047]所述第四生成单元中还设置有：
[0048]第二生成模块，用于根据土方平衡与调配原则规划建筑用地的设计平台边界及平台标高，生成设计平台的边缘；
[0049]第三生成模块，用于根据平台周围地势变化，进行一级或多级放坡设计，根据设建筑平台及边坡的设计标高数据，利用该高程数据结合构建不规则三角网算法，建立数字地形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法，其特征在于所述方法具体包括如下步骤：根据场地土方测算区域，并结合无人机飞行数据创建无人机飞行路径；根据所述无人机飞行路径，实时获取所述待测量场地图片数据，并结合所述检查点点位数据进行处理模型创建；通过处理模型处理后，实时生成带地形特征的原始三维模型；对所述原始三维模型进行清表和填充覆盖处理，实时生成含有坐标信息的第一实景三维模型；对所述第一实景三维模型进行矩阵点云投影处理，实时生成第一点云矩阵模型；结合所述第一实景三维模型和所述第一点云矩阵模型，生成带边坡的设计平台参考三维模型和第二实景三维模型；对所述设计平台参考三维模型进行栅格划分处理，通过计算栅格体块的体积并整合，生成土方平衡工程量。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法，其特征在于所述步骤根据场地土方测算区域，并结合无人机飞行数据创建无人机飞行路径之前，还包括如下步骤：对待测量场地进行像控点及检查点布置，并实时获取所述像控点及所述检查点点位数据。3.根据权利要求1所述的一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法，其特征在于所述步骤根据所述无人机飞行路径，实时获取所述待测量场地图片数据，并结合所述检查点点位数据进行处理模型创建之中，还包括如下步骤：对获取的航拍图片、图片内含有的定位信息、像控点的坐标数据进行整合处理，并进行几何建模和纹理建模。4.根据权利要求1所述的一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法，其特征在于所述步骤对所述原始三维模型进行清表和填充覆盖处理，实时生成含有坐标信息的第一实景三维模型之中，还包括如下步骤：对所述原三维模型进行遥感影像解译，并采用直接判读法剔除模型中的非必要物体；选取非必要物体对应的网格，对删除网格后将留下的孔洞，采用基于网格数据的修复算法，参照孔洞边界的高程数据及孔洞四周的坡度趋势，拟合出一个平滑的曲面填充覆盖所述孔洞，并重构不规则三角网形成新的网格面。5.根据权利要求1所述的一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法，其特征在于所述步骤对所述第一实景三维模型进行矩阵点云投影处理，实时生成第一点云矩阵模型之中，还包括如下步骤：采用矩阵点云投影算法，将密集的点云矩阵投影在第一实景三维模型上后生成附着在模型网格表面的第一点云矩阵模型。6.根据权利要求1所述的一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法，其特征在于所述步骤结合所述第一实景三维模型和所述第一点云矩阵模型，生成带边坡的设计平台参考三维模型和第二实景三维模型之中，还包括如下步骤：根据土方平衡与调配原则规划建筑用地的设计平台边界及平台标高，生成设计平台的
边缘；根据平台周围地势变化，进行一级或多级放坡设计，根据设建筑平台及边坡的设计标高数据，利用该高程数据结合构建不规则三角网算法，建立数字地形模型方式，生成带边坡的设计平台参考三维模型。7.根据权利要求1所述的一种基于无人机测绘三维地貌土方量实时分析方法，其特征在于所述步骤对所述设计平台参考三维模型进行栅格划分处理，通过计算栅格体块的体积并整合，生成土方平衡工程量之中，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志坚，简立恒，袁昆，顾如海，叶增荣，许必太，杨艳，张家锋，
申请(专利权)人：温氏食品集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：