隨著無人機攝影測量技術的日益成熟,基于傾斜攝影測量構建三維模型的作業(yè)方式正在考古復現(xiàn)等領域發(fā)揮巨大的作用。傾斜攝影測量使用多攝像頭拍攝,能夠得到目標物多角度的影像,提取到目標物側面紋理信息。使用攝影測量軟件處理后最終可生成帶有真實紋理信息的實景三維模型,在各領域獲得廣泛應用。經(jīng)過張家口長城遺址普查,張家口境內分布著長達1400多公里的長城。調查顯示,張家口地區(qū)的長城遺址分布散亂,種類繁多,人為破壞與自然風化日益加劇,所以對于張家口境內長城遺址開展保護工作勢在必行。為了有效保護長城及更好的展示長城,本研究主要目標是使用無人機傾斜攝影技術建立張家口崇禮區(qū)長城部分區(qū)域三維模型,隨后將其應用在三維長城地理信息系統(tǒng)中,使張家口長城管理部門通過該系統(tǒng)實現(xiàn)長城的三維展示、信息查詢、空間分析等功能,同時以三維的方式將長城的更多細節(jié)向社會展示,對于長城的保護和研究具有指導作用和實際價值。本文首先研究基于無人機傾斜攝影的建模方法,然后依靠無人機平臺獲取到張家口崇禮區(qū)古長城區(qū)域傾斜影像作為實驗數(shù)據(jù),對試驗區(qū)長城三維建模,并對模型進行精度評價和復雜度分析,之后對三維長城模型采用人工交互方式進行性能優(yōu)化和效果修... 

【文章來源】：北華航天工業(yè)學院河北省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

尺度空間局部極值檢測在空間軸上通過比較找到采樣點的最大值或最小值時，則將該點作為該尺度下的極值

基于無人機傾斜攝影的三維長城建模技術研究與應用8尺度不變特征變換算法是一種在多視影像中針對部分特征進行測算描述的算法，極值點的位置，尺度和旋轉的不變性可以在空間中被該算法保證一定尺度的情況下提取出來，從而減少誤差�；静襟E如下：首先進行尺度空間的極值檢測，需要最大程度上提取數(shù)據(jù)在非相同尺度中的表現(xiàn)點，這就先去構建尺度空間，借助尺度連續(xù)函數(shù)將不同的尺度分出來，從而確定尺度不變的特征。之后在構建的比例空間中，極值點的獲得通過在全部的采樣點預期相同尺度和兩個相鄰尺度的點的比較獲取[21]，該空間局部如圖2.1所示。圖2.1尺度空間局部極值檢測在空間軸上通過比較找到采樣點的最大值或最小值時，則將該點作為該尺度下的極值點即特征點，以此方法即可確定尺度空間中的極值點。定位關鍵點在構建的空間中找到的特征點處于相互孤立的狀態(tài)，對邊緣和噪聲具有相當?shù)拿舾卸�，不能保證匹配的穩(wěn)定性�？梢赃x擇使用三維二次函數(shù)處理的方法來避免噪聲的干擾獲得更精確的定位和標準。該方法可以有效去除對比度低的點和波動的邊緣響應點，并且還增強了匹配穩(wěn)定性并對抗噪性能有一定的加強效果，使用該方法對我們構建的空間內的DOG函數(shù)按照三維二次處理，以獲取整體抗噪性的提升[22]。接下來需要保證關鍵點位置的準確性，它的方位被確定后，它就不會再發(fā)生旋轉。在得到關鍵點梯度的準確位置后，其大小及方向使用直方圖來表示。在對主方向進行確認后，為了增強匹配結果的穩(wěn)定性，還會給關鍵點增加一個輔方向[23]，如圖2.2所示。圖2.2特征點描述符的生成接下來將尺度和方向等信息添加進去，我們需要為建立不一樣的特征描述符在特征點上，為了將信息描述出來我們選擇向量的形式，我們一般按照如下步驟得到特征描述符：

北華航天工業(yè)學院碩士學位論文9首先旋轉η度以特征點為基點繞其鄰域，關鍵點方向由η代表，避免在旋轉的時候發(fā)生畸變，接著在特征點周圍選擇最近的64個的小正方形，將64個鄰域窗口分為8個區(qū)域，最后，每個特征點的周圍有四個新的點出現(xiàn)，同樣若是有16個點生成，就能夠使用128維的特征描述符對關鍵點進行描述，如圖2.3所示。圖2.3特征點描述符的生成2.2.3光束法空中三角測量光束法空中三角測量原理是將試驗區(qū)實際設置的控制點坐標結合特征匹配過程中獲取的連接點，在地面坐標系中配準所有影像區(qū)域，從而得到每張影像的精準屬性等。作為傾斜攝影測量解算過程中最關鍵的一步，其空中三角測精度直接決定模型的成品質量。其基本的公式為一個共線條件相關的方程，即像方點、攝影中心、物方空間三點在同一條垂直線上，建立從一個像方點的空間開始到攝影中心再到另一個物方空間的一個相關共線條件方程。該算法采用地面控制點和攝影中心之間的數(shù)據(jù)采集相結合的計算方式，通過加密算法獲取連接點的地面控制坐標[23]。首先在執(zhí)行空中三角測量時需要地面坐標體系中添加機載POS、控制點數(shù)據(jù)等傾斜攝影測量以外的信息，之后通過平差模型，保證在影像上獲取到的外方位元素沒有誤差，從而得到下一步匹配過程需要的連接點[24-25]，示意圖如圖2.4所示。圖2.4空中三角測量示意圖

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3418640