一、技术融合的背景与必要性
随着数字城市和智慧城市的提出,城市模拟从二维发展到三维,对城市三维现场建模的要求越来越高。在这一背景下,无人机倾斜摄影技术与地面激光扫描技术的融合应用显得尤为重要。无人机倾斜摄影技术能够快速获取多角度影像,而地面激光扫描技术则能够直接获取地表物体的表面三维坐标,形成高精度的激光点云数据
。两者的结合,旨在提升城市建筑三维模型建设中的纹理效果,同时提高模型的精度和完整性周在
二、技术融合的流程与方法
融合建模流程设计是实现高精度三维建模的关键。三维激光扫描在地面上以一定角度扫描,直接获取地表物体的表面三维坐标,形成激光点云数据。而倾斜摄影测量则利用无人机平台搭载数码相机,在空中多角度对地表对象进行拍摄获取影像数据。通过多视影像的地表同名点坐标进行密集匹配,快速获取地表三维数据
。由于密集匹配过程中产生了大量的点云数据,这就为三维激光点云与倾斜摄影密集点云的融合提供了可操作性
。
三、技术融合的优势分析
地面三维激光点云的高精度可以弥补倾斜摄影近地面区域精度偏低的缺陷,而空中无人机倾斜摄影则弥补了三维激光顶部扫描盲区和影像获取视角不够广的缺陷。将两种方法的点云进行融合,再进行三维建模,就可以实现三维模型整体上的高精度,解决倾斜摄影三维建模局部拉花、底部效应等问题
。同时,三维激光扫描可以获取地面特征点的三维坐标,免除倾斜摄影测量外业布设像控点的工作,大大提高作业效率,降低劳动强度,实现“办公室测绘”
。
四、技术融合的应用案例与效果
通过某个小区建筑物进行无人机倾斜摄影和地面摆站激光扫描相结合的数据处理实验,得出了通过两者技术融合在城市建筑三维模型建设中纹理效果有效提升的可行性结论,并在实验结论中提出了改进意见
。实验结果表明,多源数据集成方法不仅可以保证三维建模的效率,还可以纠正无人机单独建模模型的地物扭曲和空洞,提高模型的准确性,优化城市三维模型
。
五、技术融合的挑战与未来展望
尽管倾斜摄影测量技术和三维激光扫描技术的结合在城市建筑的三维建模中显示出了明显的优势,但也存在一些问题有待解决,如在改进后的模型中模型效果和精度得到改善,但却出现了个别位置纹理失真的问题,地面激光扫描仪仍需要搬站,相比车载激光扫描仪工作量仍然偏大
。未来,车载移动测量与倾斜摄影测量技术的结合也是接下来需要研究的一个方向
。随着技术的不断进步,我们可以预见,无人机倾斜摄影与激光雷达技术融合将在高精度三维建模领域发挥更大的作用,开启新的纪元。