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基于空地数据融合的高精度三维实景模型构建方法技术

技术编号:40918040 阅读:5 留言:0更新日期:2024-04-18 14:44
一种基于空地数据融合的高精度三维实景模型构建方法,在数据采集前设置n个控制点,并将其中一个控制点放置于地面三维激光扫描仪下,使控制点的中心点与三维激光扫描仪调平后的中心点重合,其余放置于测区其他位置;采用地面三维激光扫描仪和无人机倾斜摄影测量技术分别采集数据,然后将两者的数据建立在同一坐标系下,并通过空间旋转实现坐标重合;在地面三维激光扫描点云数据中选取K个特征点;计算无人机倾斜摄影测量模型数据与无人机倾斜摄影测量模型特征点数据之间的距离影响因子,计算新的无人机倾斜摄影测量三维数据,并构建三角化网格,得到无纹理信息的无人机倾斜摄影测量三维白模。本发明专利技术提高了无人机倾斜摄影测量三维模型的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测绘工程,涉及一种基于空地数据融合的高精度三维实景模型构建方法,适用于根据矿山等边坡工程的空地数据融合信息构建高精度三维实景模型。


技术介绍

1、随着生态文明建设的持续推进,对矿山边坡等信息需求与日俱增,需要更加完整、真实和精度高的空间数据协助完成勘察、边坡治理等工作。三维模型作为一种常用的空间信息数据表达形式,能够真实还原目标物体的全貌,实现空间数据的直观可视化,故三维模型的构建对矿山开采、测量等实际工程的应用具有重要现实意义,有必要对三维建模方法进行深入研究。

2、目前,无人机倾斜摄影测量技术、近景摄影、三维激光扫描技术以及机载lidar等新兴技术是获取三维几何信息的强有力手段。这些方法操作简单,但均基于单一数据源,仍存在如下缺陷,如采用无人机倾斜摄影测量技术建立三维模型时会出现漏洞、模糊、拉花和精度低等现象;近景摄影测量技术只适用于小区域和古建筑;三维激光扫描技术面临数据量大、处理困难和仪器自身视角限制等问题,导致无法采集物体顶部信息。针对以上不足,部分学者对三维建模方法进行了完善,提出了基于无人机影像数据与三维点云或近景影像(空地数据)融合的三维建模方法。由于不同学者采用的数据源较不一致,导致构建的模型效果存在一定差异,因此如何更好地结合各技术优势,并互相弥补缺陷,从而提高模型精度和效率是目前需要关注的重点问题。


技术实现思路

1、为了克服现有技术的基于单一数据源的三维建模方法存在信息不完整、视角限制、精度低等的不足,本专利技术提供了一种基于空地数据融合的高精度三维实景模型构建方法,该方法利用地面三维激光扫描的点云数据作为特征点调整无人机倾斜摄影测量三维模型内部坐标来构建新的三维模型。

2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:

3、一种基于空地数据融合的高精度三维实景模型构建方法,包括以下步骤:

4、1)在数据采集前设置n个控制点,并将其中一个控制点放置于地面三维激光扫描仪下,使控制点的中心点与三维激光扫描仪调平后的中心点重合,其余放置于测区其他位置;

5、2)采用地面三维激光扫描仪和无人机倾斜摄影测量技术分别采集数据,然后将两者的数据建立在同一坐标系下,并通过空间旋转实现坐标重合;

6、3)应用k中心点聚类算法,在地面三维激光扫描点云数据中选取k个特征点。基于聚类结果获取的特征点,通过最近邻点算法公式ρ=[(xa-xb)2+(ya-yb)2+(za-zb)2]1/2确定无人机倾斜摄影测量特征点数据,并根据公式δzi=zi-zwi(i=1,2,3,···)计算两者高度差;

7、4)根据公式di=[(xwj-xwi)2+(ywj-ywi)2+(zwj-zwi)2]1/2(j=1,2,3···)和公式计算无人机倾斜摄影测量模型数据与无人机倾斜摄影测量模型特征点数据之间的距离影响因子,再通过公式计算新的无人机倾斜摄影测量三维数据,并构建三角化网格,得到无纹理信息的无人机倾斜摄影测量三维白模。

8、本专利技术的有益效果主要表现在:

9、1、极大地提高了无人机倾斜摄影测量三维模型的精度,为实际工程中矿山的开采、生态修复、边坡治理等问题提供良好技术支撑;

10、2、优化了现有空地数据融合的三维建模方法中配准误差问题,为三维建模方法的研究提供了新思路和新方法。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于空地数据融合的高精度三维实景模型构建方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

【技术特征摘要】

1.一种基于空地数据融合的高精度三维实景模型...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄曼刘丹吴月伟黄奕筱陶志刚洪陈杰唐志成杨圣奇
申请(专利权)人:绍兴文理学院
类型:发明
国别省市:

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