DATMatrix空三成果的分类读取方法文献综述

 2023-08-15 17:25:37
  1. 文献综述(或调研报告):

《DATMatrix空三成果的分类读取方法》

文献综述

  1. 前言

DATMatrix是目前主流无人机摄影测量系统MapMatrix中的空中三角解算系统,利用少量地面控制点来计算测区中所有影像的外方位元素和所有加密点的地面坐标。软件主要针对小数码影像,也支持大数码影像,胶片影像。除半自动量测控制点之外,其他所有作业如:内定向、连接点提取等都可以自动完成。连接点自动提取模块算法先进、效率高、运行可靠、结果精确。但是该软件空中三角解算所导出的成果不能直观反映出空三过程中控制点、检查点及接边差等情况,且工程文件庞大而繁琐,若直接作为空三加密的成果资料进行存档会带来诸多不便。

本文旨在通过研究摄影测量影像的匹配和校准方法以及软件空三加密的流程,来了解倾斜影像在空三加密过程中存在的影响精度和结果的因素及其改进方案。

  1. 相关文献研究现状
    1. 无人机倾斜摄影测量的发展近况

倾斜摄影测量技术是近年来发展起来的一项高新测量技术。它消除了以往航测遥感影像只能从垂直方向拍摄的弊端,倾斜摄影测量技术通过多台传感器从不同的角度进行数据的采集, 快速、高效地获取丰富的数据信息,真实地反映地面的客观情况, 满足人们对三维信息的需求。

无人飞行器机动、灵活、安全, 它特别适合于在阴云山区低空获取高分辨率垂直和倾斜影像。但获取的影像存在像幅小、数量多、基线短、重叠度不规则且倾角过大等问题。07年有学者提出以带权观测值光束法平差解决无人机在复杂影像区域网的空中三角测量问题的方法。这个方法以单模型定向元素为基础,构建自由区域网,利用提高单模型定向精度,来为带权观测值光束法平差提供有效初值。构建单航带网为多片光束法平差提供初值,保证平差初值的可靠性。经实验发现这种空中三角测量解算方法对于处理不规则影像是有效的。

随着无人机技术的发展,设备不断更新升级。针对地形变化复杂测区有人机和固定翼无人机难以进行航空摄影测量,或航拍影像质量差难以满足精度要求的情况,有论文提出一种利用大疆多旋翼无人机航测的解决方案。借助旋翼无人机灵巧轻便的特点,适用于各类复杂地形,得到较高质量航飞影像数据。通过对比有人机和其他固定翼无人机航带稳定性,以及验证不同像对模型接边差,分析云台在航飞过程中对相机姿态稳定性的控制。多旋翼无人机的优势是灵活、轻便,可进行超低空飞行获取高分辨率的影像,特别针对小范围复杂地形如峡谷、陡坡等利用广泛,有时搭载非专业量测相机,通过影像畸变改正以及日益成熟的空三算法,也能达到足够的空三精度,满足大比例尺测图要求 。

    1. 无人机空中三角测量的精度局限及改进方案

由于无人机受到自身仪器携带相机硬件、运行软件等问题的限制,在海拔落差较大的地区无人机影像匹配和空三加密精度较低。地形海拔落差较大(或目标景深变化大)、大角度影像倾斜和宽基线影响,对于利用影像匹配进行全自动空三加密或通过运动恢复结构是关键的技术性难点。18年有学者提出了一种顾及局部相对几何变形改正的影像匹配和空三逐步精化方法。该方法综合考虑了立体像对相对倾斜和地形起伏引起的影像相对变形,在传统空三基础上引入顾及局部相对几何变形改正的单点精确匹配算法,使得影像匹配和定向相辅相成,从而提高了影像匹配和空三加密的精度和可靠性。实验分析证明,该算法能较好地改正影像相对几何变形,强化空三网型结构和进一步提高空三精度,适用于地形高差变化较大的低空无人机影像空中三角测量。

    1. 倾斜摄影测量技术测图及成图建模

GPS辅助空中三角测量被广泛应用于无人机航空摄影测量。GPS辅助空三的作业原理是:利用差分GPS准确获得航空摄影曝光时刻测定摄影中心的空间位置并将其作为带权观测值参与摄影测量区域网平差,以大量减少地面控制点甚至完全不要地面控制点。有学者研究通过GPS辅助空中三角测量可以实现利用少量地面控制点进行大比例尺地形测图。实验表明使用GPS辅助空三处理飞行交叉航线,也不能完全取代地面控制点的作用,因此采用GPS辅助空三,仍然需要布测一定数量的地面控制点来解决和改正GPS系统漂移误差;所需控制点的数量较常规空三加密减少,并且控制点的位置要求没有常规加密对点位位置的要求严格。

相对于传统的正射影像建模和CAD建模,倾斜摄影通过多角度的测量能够更准确地反映地物及其周围的实际情况,利用一个正摄像机,4个倾斜角为45°的相机来获取数据影像,可以从各个方位去再现地物的真实面貌;倾斜摄影测量通过高效的数字影像采集设备和高精 度的数据处理方式还可以得到比传统摄影测量更加准确生动的3D模型。倾斜摄影采用的是多影像匹配技术,为了能够更好地进行3D建模,应保证影像获取过程中航带具有较大的航向重叠度和旁向重叠度,以便更好地获得模型的表面纹理。

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