【摘要】：針對(duì)廢棄礦山原地形地貌、堆棄物的規(guī)模、堆棄物的穩(wěn)定性未知等問題,以北京市密云某礦區(qū)為例,采用無人機(jī)技術(shù)獲取研究區(qū)航測(cè)數(shù)據(jù),提出基于Agisoft Photo Scan的影像三維建模以及精度檢驗(yàn)方法,利用Agisoft Photo Scan軟件進(jìn)行定向、點(diǎn)云提取和正射影像圖的制作,生成了研究區(qū)的三維模型視圖。結(jié)果表明,該方法可以用于建立廢棄礦山的三維模型,縮短了建模的時(shí)間,有效降低了成本,為今后廢棄礦山地質(zhì)災(zāi)害信息獲取提供新的思路。
【圖文】：

a5100相機(jī)參數(shù)類型參數(shù)相機(jī)尺寸(長(zhǎng)×寬×高)109．6mm×62．8mm×35．7mm相機(jī)質(zhì)量283g(包含電池和存儲(chǔ)卡)有效視場(chǎng)角24～75mm(等效35mm焦距)有效像素2430萬圖像傳感器ExmorAPSHDCMOS傳感器圖像尺寸(像素)3∶2L(24M):6000×4000M(12M):4240×2832S(6M):3008×200016∶9L(20M):6000×3376M(10M):4240×2400S(5．1M):3008×16881．2．1影像特征在實(shí)際飛行中，該區(qū)域1個(gè)架次完成，共獲取663張照片，其中有效照片658張。對(duì)應(yīng)的照片信息見圖2。該任務(wù)區(qū)內(nèi)包含建筑、道路、植被，各個(gè)類型的航拍原始圖片細(xì)節(jié)見圖3、圖4、圖5。1．3三維建模軟件(AgisoftPhotoScan)AgisoftPhotoScan是一款基于靜態(tài)圖像構(gòu)建高精度三維模型的軟件。依據(jù)最新的計(jì)算機(jī)多目視覺影像三維重建技術(shù)，就可以對(duì)具有影像重疊的照片進(jìn)行處理;也可以通過給予的控制點(diǎn)生成真實(shí)坐標(biāo)的三維模型。其在三維場(chǎng)景中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，如考古(AgisoftPhotoscan和AdobeIllustrator軟件在田野考古繪圖中的綜合應(yīng)用)、工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域都可以使用該軟件進(jìn)行處理。整個(gè)工作流程都是完全自動(dòng)化的。AgisoftPhotoScan區(qū)別于其他傳統(tǒng)航攝軟件的地方在于它使用的是運(yùn)動(dòng)信息中恢復(fù)三維場(chǎng)景結(jié)構(gòu)(structurefrommotion，SfM)的方法。SfM三維重建的主要過程如下:(1)利用SIFT算子從每張影像上提取特征點(diǎn)并獲取其對(duì)應(yīng)的Descriptor;(2)根據(jù)POS或其他約束關(guān)系選出可能具有重疊關(guān)系的像對(duì);(3)對(duì)每一像對(duì)Descriptor進(jìn)行匹配，并使用ＲANSAC算法進(jìn)行粗差剔除，消除誤匹配;(4)根據(jù)計(jì)算機(jī)多目視覺原理，將各像對(duì)匹配的同名像點(diǎn)連接統(tǒng)一起來，在逐次平差迭代過程中，剔除粗差，估算出視覺場(chǎng)景中相機(jī)和由匹配點(diǎn)形成的稀疏點(diǎn)云的相對(duì)位置;(5)結(jié)合相機(jī)的GPS和像控點(diǎn)的位置坐標(biāo)，通過Da

相機(jī)參數(shù)類型參數(shù)相機(jī)尺寸(長(zhǎng)×寬×高)109．6mm×62．8mm×35．7mm相機(jī)質(zhì)量283g(包含電池和存儲(chǔ)卡)有效視場(chǎng)角24～75mm(等效35mm焦距)有效像素2430萬圖像傳感器ExmorAPSHDCMOS傳感器圖像尺寸(像素)3∶2L(24M):6000×4000M(12M):4240×2832S(6M):3008×200016∶9L(20M):6000×3376M(10M):4240×2400S(5．1M):3008×16881．2．1影像特征在實(shí)際飛行中，該區(qū)域1個(gè)架次完成，共獲取663張照片，其中有效照片658張。對(duì)應(yīng)的照片信息見圖2。該任務(wù)區(qū)內(nèi)包含建筑、道路、植被，各個(gè)類型的航拍原始圖片細(xì)節(jié)見圖3、圖4、圖5。1．3三維建模軟件(AgisoftPhotoScan)AgisoftPhotoScan是一款基于靜態(tài)圖像構(gòu)建高精度三維模型的軟件。依據(jù)最新的計(jì)算機(jī)多目視覺影像三維重建技術(shù)，就可以對(duì)具有影像重疊的照片進(jìn)行處理;也可以通過給予的控制點(diǎn)生成真實(shí)坐標(biāo)的三維模型。其在三維場(chǎng)景中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，如考古(AgisoftPhotoscan和AdobeIllustrator軟件在田野考古繪圖中的綜合應(yīng)用)、工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域都可以使用該軟件進(jìn)行處理。整個(gè)工作流程都是完全自動(dòng)化的。AgisoftPhotoScan區(qū)別于其他傳統(tǒng)航攝軟件的地方在于它使用的是運(yùn)動(dòng)信息中恢復(fù)三維場(chǎng)景結(jié)構(gòu)(structurefrommotion，SfM)的方法。SfM三維重建的主要過程如下:(1)利用SIFT算子從每張影像上提取特征點(diǎn)并獲取其對(duì)應(yīng)的Descriptor;(2)根據(jù)POS或其他約束關(guān)系選出可能具有重疊關(guān)系的像對(duì);(3)對(duì)每一像對(duì)Descriptor進(jìn)行匹配，并使用ＲANSAC算法進(jìn)行粗差剔除，消除誤匹配;(4)根據(jù)計(jì)算機(jī)多目視覺原理，將各像對(duì)匹配的同名像點(diǎn)連接統(tǒng)一起來，在逐次平差迭代過程中，剔除粗差，，估算出視覺場(chǎng)景中相機(jī)和由匹配點(diǎn)形成的稀疏點(diǎn)云的相對(duì)位置;(5)結(jié)合相機(jī)的GPS和像控點(diǎn)的位置坐標(biāo)，通過DampedL
【作者單位】： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院/北京市國(guó)土資源信息研究與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院/北京市國(guó)土資源信息研究與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：北京市教育委員會(huì)課題(編號(hào):京教函[2015]282號(hào)) 國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(編號(hào):201411007-3)
【分類號(hào)】：TD17


本文編號(hào)：2534087