一种用于路桥施工领域的无人机倾斜摄影测量方法与流程

技术特征：
1.一种用于路桥施工领域的无人机倾斜摄影测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
①
：软硬件设备选择(1)；步骤
②
：无人机倾斜摄影参数确定；步骤
③
：无人机倾斜摄影航线规划(7)；步骤
④
：数据处理；步骤
⑤
：三维实景模型及产品直接应用(12)；步骤
⑥
：三维数字模型与bim结合(13)；步骤
⑦
：航飞后对生成的模型进行了精度检验。2.根据权利要求1所述的用于路桥施工领域的无人机倾斜摄影测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
①
：软硬件设备选择(1)；首先要对飞行器进行选型，根据市场上的无人机(2)品牌及不同型号选择适合施工现场条件的无人机(2)和bentley公司的context
‑
capture建模软件(3)；步骤
②
：无人机倾斜摄影参数确定；依据规划模型精度确定影像精度(4)，为了达到预定的影像精度(4)，必须要确定焦距(5)及拍摄距离(6)，公式如下：影像精度(4)*焦距(5)*图像的最大尺寸＝传感器宽度*拍摄距离(6)。步骤
③
：无人机倾斜摄影航线规划(7)；在航飞前要对项目区域整体地貌、地物进行综合分析，制定飞行路线、规划航拍高度及影像重叠度，航高计算公式如下：式中：ls＝传感器长度(m)；d＝相机和对象之间的距离(m)；f＝数码相机的焦距；l＝图像长度(px)；步骤
④
：数据处理：航飞完成后，对采集的影像数据进行内业处理，数据处理技术包括航线影像空三计算(8)、多视影像密集匹配(9)、tin三角网生成(10)、纹理映射(11)主要技术内容，最终得到真正产品数据。航线影像空三计算(8)；倾斜摄影空三基本原理与传统航测空三基本相同，都分为连续点提取和空三解算两个部分，由于倾斜摄影导致相片间存在较大变形，连接点匹配困难增大，但由于倾斜摄影通常是五航带不同角度拍摄，同名点数量增加四倍，所以未知数之间的关系复杂，近年来随着技术的发展一种比较流行的基础算法为下式：
式中：[x
a y
a z
z
]
t
表示像点在空间坐标系下的坐标；λ为投影系数；r是外方位元素角元素构成的正交变换矩阵，为飞行拍摄时刻gps位置，表示无人机在三个方向上的速度，[x y z]
t
表示像空间辅助坐标系的坐标，δt表示相机曝光延迟；多视影像密集匹配(9)；多视影像密集匹配(9)的算法是sgm半全局匹配算法或pmvs多视匹配算法。三角网tin的构建(10)；三角网构网(10)分为两个阶段：一是点云数据包括约束点共同建立三角网；二是以影像匹配获得的线元素为约束条件，进行对角线交换，利用局部最优过程lop调整三角网中每条线段，形成附有约束条件的tin三角网(10)；纹理映射(11)；纹理映射(11)的实质就是将拍摄的影像进行处理生成纹理图像，通过一定的数学关系建立两个空间点的对应关系，这两个空间点分别是二维纹理的空间点和三维模型的空间点，最终将纹理图像贴附在三维模型上形成逼真的三维模型；纹理映射根据映射方向可分为正向和反向映射。影像数据经过数据平台处理、建模后，便可以根据实际需要生成一些列模型或数据；三维实景模型生成后需进行格式转换，常用格式为osgb和obj，转换完成后就可以把三维模型导入应用平台，也可以对三维模型进行再次深层处理，对模型进行纹理修饰、贴图、模型拼接。步骤
⑤
：三维实景模型及产品直接应用(12)；通过航飞后的三维实景模型，可以实现多种功能及应用：(1)快速进行土石方复核；(2)地形数据内业直接量测；(3)抢险救灾情况现场调查分析及方案制定；(4)洪水风险评估与模拟及防灾方案制定；(5)不同阈值下缓冲区分析；(6)动态数据管理及现势性情况分析；(7)其他与gis相关应用。步骤
⑥
：三维数字模型与bim结合(13)；点云数据在civil3d中的应用，通过三维模型生成的点云数据可以导入civil3d中，生成高精度地形曲面后，根据设计文件创建道路及场坪，可以实现快速土石方计算、及各种放坡计算；选用bentley lumen rt软件将三维实景模型与revit融合，利用dynamo进行编程，读取桥梁设计参数，放置参数化族，从而解决现阶段revit在桥梁建模中的短板。桥梁建模完成后，把revit模型转换成对应平台接受的格式，导入操作平台后，可实现revit项目与三维实景模型的融合；步骤
⑦
：航飞后对生成的模型进行了精度检验；为了减少投影差对影像匹配结果精度的影响，像控点布设的位置应该在离影像边界1
‑
2cm的位置；将纠正好的三维模型加载到contex
‑
tcapture
‑
viewer软件中具体做法为：采取分别对每个检查点位进行5次测量，以外业实测的坐标值作为真值，结合5次的量测坐标值求取检查点点位中误差，计算公式如下式：
式中：m为该检查点点位中误差；xi,yi为在三维模型上第i次采集的平面坐标值；x,y为实测检查点值。

技术总结
一种用于路桥施工领域的无人机倾斜摄影测量方法，包括如下步骤：步骤


技术研发人员：赵尚哲 隋欣 冯宝成 方立志 陈壮
受保护的技术使用者：中交第一航务工程局有限公司
技术研发日：2021.08.13
技术公布日：2021/11/5