無(wú)人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)的三維可視化應(yīng)用研究
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【摘要】：無(wú)人機(jī)三維可視化技術(shù)是一門(mén)新興的高科技技術(shù),它的誕生將世界帶入了真三維時(shí)代,無(wú)人機(jī)獲取數(shù)據(jù)具有的快速、高清、靈活、多角度等特性,不僅彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)的缺陷,而且能夠利用多角度獲取地面紋理信息,使得三維模型的建立具有充足的數(shù)據(jù)源。無(wú)人機(jī)三維成果憑借真實(shí)性強(qiáng)、直觀立體的優(yōu)勢(shì)得到廣大用戶(hù)的青睞,但生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜、缺乏常規(guī)應(yīng)用功能、無(wú)法實(shí)現(xiàn)單體化等因素阻礙了自身的發(fā)展,為此,提高無(wú)人機(jī)三維成果生成的智能化,降低投資成本,提高使用價(jià)值,推廣技術(shù)多領(lǐng)域應(yīng)用是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。文章結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究成果,探究了無(wú)人機(jī)三維可視化技術(shù),提出了目前存在問(wèn)題的解決方法。首先,應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)獲取了研究區(qū)多角度的紋理信息,引進(jìn)全自動(dòng)化的新平臺(tái),通過(guò)空中三角測(cè)量、加密點(diǎn)云、三維重建快速處理數(shù)據(jù),生成了三維模型和高分辨率的DOM、DSM。其次,利用面向?qū)ο蠓诸?lèi)方法提取無(wú)人機(jī)可見(jiàn)光DOM上的地類(lèi)信息,通過(guò)樣本庫(kù)自定義VDVI、VDWI、VDSI、VSI特征,應(yīng)用DSM及影像的光譜、紋理、形狀、自定義等特征,構(gòu)建分類(lèi)規(guī)則并完成分類(lèi)任務(wù),提取的地類(lèi)信息的分類(lèi)精度為93.287%,Kappa系數(shù)高達(dá)0.900,成果滿(mǎn)足使用要求。再次,分別選用克里金、反距離加權(quán)、自然鄰近三種內(nèi)插方法計(jì)算DEM,經(jīng)過(guò)精度對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)克里金內(nèi)插方法計(jì)算的結(jié)果精度最優(yōu),并利用DSM值與DEM值相減的方法計(jì)算建筑物高度值,經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)高度值的均方根誤差為1.176 m。最后,依據(jù)高度值批量完成2維地類(lèi)信息轉(zhuǎn)變成2.5維信息,將該信息與無(wú)人機(jī)三維模型疊加,構(gòu)建無(wú)人機(jī)真三維應(yīng)用模型,概述了模型的優(yōu)勢(shì)和使用價(jià)值,分析了其應(yīng)用的前景和可行性。通過(guò)2.5維矢量信息與無(wú)人機(jī)3D成果疊加構(gòu)建的三維應(yīng)用模型,實(shí)現(xiàn)了3D模型的虛擬單體化,增加了使用功能,例如漫游、條件查詢(xún)、地理定位、地名顯示、查看圖片、添加三維模型等。無(wú)人機(jī)三維成果不僅與手工創(chuàng)建的三維模型具有同樣的應(yīng)用功能,且更新速度快,模型更為美觀、真實(shí)和完整。綜上所述,文章研究的成果突破了過(guò)去無(wú)人機(jī)三維成果僅有的漫游功能,改變了高投入低產(chǎn)出的局面,提高了無(wú)人機(jī)成果生產(chǎn)的智能化,縮短了成果更新的時(shí)間,增強(qiáng)了成果的美觀度和直觀性。文章研究的技術(shù)方法不僅有效解決了當(dāng)前的難題,且對(duì)于無(wú)人機(jī)技術(shù)與面向?qū)ο蠓诸?lèi)方法的研究具有借鑒作用。無(wú)人機(jī)三維成果具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),促進(jìn)了自身的發(fā)展,拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,其在無(wú)人機(jī)三維城市地圖、旅游業(yè)開(kāi)發(fā)、礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)林資源監(jiān)測(cè)、災(zāi)害應(yīng)急救援、石油天然氣勘探等方面具有應(yīng)用前景。該技術(shù)的智能化及成果的實(shí)用性,也將使之成為更多領(lǐng)域首選的高新技術(shù)之一。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人機(jī) 傾斜攝影 三維可視化 面向?qū)ο?/strong> 應(yīng)用
【學(xué)位授予單位】：廣西師范學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P23
【目錄】：
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-10
- 1 緒論10-17
- 1.1 研究背景與意義10-11
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
- 1.2.1 無(wú)人機(jī)三維可視化技術(shù)11-13
- 1.2.2 面向?qū)ο蠓诸?lèi)方法13-14
- 1.3 原理與技術(shù)路線(xiàn)14-15
- 1.3.1 原理介紹14-15
- 1.3.2 技術(shù)路線(xiàn)15
- 1.4 研究?jī)?nèi)容結(jié)構(gòu)15-17
- 2 無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)獲取與處理17-30
- 2.1 研究區(qū)概況17
- 2.2 無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)獲取17-21
- 2.2.1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)17-19
- 2.2.2 無(wú)人機(jī)拍攝數(shù)據(jù)19-21
- 2.3 無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)處理21-26
- 2.3.1 數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程21-22
- 2.3.2 空中三角測(cè)量22-26
- 2.3.2.1 空中三角測(cè)量參數(shù)介紹22-23
- 2.3.2.2 空中三角測(cè)量處理過(guò)程23-25
- 2.3.2.3 空中三角測(cè)量精度分析25-26
- 2.3.3 加密點(diǎn)云26
- 2.3.4 三維重建26
- 2.4 成果后期改進(jìn)方法26-27
- 2.5 無(wú)人機(jī)成果與精度分析27-29
- 2.5.1 成果展示27-28
- 2.5.2 成果精度分析28-29
- 2.6 本章小結(jié)29-30
- 3 面向?qū)ο蠓诸?lèi)方法提取信息30-46
- 3.1 方法介紹與難度分析30-31
- 3.1.1 面向?qū)ο蠓诸?lèi)方法介紹30
- 3.1.2 分類(lèi)的難度分析30-31
- 3.1.3 應(yīng)用平臺(tái)介紹31
- 3.2 無(wú)人機(jī)影像分割31-37
- 3.2.1 多尺度分割技術(shù)31-37
- 3.2.1.1 多尺度分割介紹31-32
- 3.2.1.2 區(qū)域合并法與因子權(quán)重32-35
- 3.2.1.3 波段權(quán)重35
- 3.2.1.4 分割尺度選擇35-37
- 3.3 影像特征分析與選取37-41
- 3.3.1 目標(biāo)地物解譯標(biāo)志37
- 3.3.2 影像特征選取37-41
- 3.3.2.1 目標(biāo)地物的像元值分析37-39
- 3.3.2.2 影像特征指數(shù)的建立39-41
- 3.4 目標(biāo)地物的提取41-43
- 3.5 分類(lèi)成果43-44
- 3.6 分類(lèi)精度評(píng)價(jià)44-45
- 3.7 本章小結(jié)45-46
- 4 提取建筑物高度信息46-53
- 4.1 提取高度信息方法介紹46-47
- 4.2 內(nèi)插方法介紹47-48
- 4.2.1 克里金插值法47-48
- 4.2.2 反距離加權(quán)插值法48
- 4.2.3 自然鄰點(diǎn)插值法48
- 4.3 三種內(nèi)插方法比較48-51
- 4.4 計(jì)算建筑物高度值51-52
- 4.5 本章小結(jié)52-53
- 5 三維模型構(gòu)建與應(yīng)用分析53-62
- 5.1 三維模型構(gòu)建53-57
- 5.1.1 構(gòu)建技術(shù)流程53
- 5.1.2 三維應(yīng)用模型實(shí)現(xiàn)53-56
- 5.1.3 成果優(yōu)勢(shì)分析56-57
- 5.2 三維模型應(yīng)用與前景57-61
- 5.2.1 三維模型應(yīng)用功能57-58
- 5.2.2 三維模型應(yīng)用前景58-61
- 5.3 本章小結(jié)61-62
- 6 總結(jié)與展望62-64
- 6.1 結(jié)論與分析62
- 6.2 文章創(chuàng)新點(diǎn)62
- 6.3 不足與展望62-64
- 參考文獻(xiàn)64-68
- 攻讀碩士期間發(fā)表的論文目錄68-69
- 致謝69-70
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，本文編號(hào)：862328
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