[发明专利]一种基于无人机实现景观三维可视化的方法

摘要

本发明提供一种基于无人机实现景观三维可视化的方法，其包括以下步骤：步骤S1：通过带摄像机的无人机遥感平台获取影像；采用相对航高和设计航线进行拍摄，并进行航向和旁向对影像重叠度进行设定；步骤S2：根据研究区域大小进行镶嵌和裁剪，对影像进行几何精校正，对校正后的影像进行重采样，用于识别景观种类；将生成的无人机影像地表纹理映射到已经预先将的三维模型上构建模拟三维地表模型；步骤S3：进行景观模型的建立；步骤S4：将建立的三维地表景观与三维地物的空间数据叠加生成研究区的三维景观；根据研究区景观情况建立其三维查询和分析功能。本发明获取高分辨率的遥感影像提高了景观三维构建的精准度。 1

主权项

1.一种基于无人机实现景观三维可视化的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：通过带摄像机的无人机遥感平台获取影像；采用相对航高和设计航线进行拍摄，并进行航向和旁向对影像重叠度进行设定；

步骤S2：对于获取的影像数据进行去除云雾处理，并根据研究区域大小进行镶嵌和裁剪，对影像进行几何精校正，对校正后的影像进行重采样，用于识别景观种类；将生成的无人机影像地表纹理映射到已经预先将的三维模型上构建模拟三维地表模型；

步骤S3：对无人机影像拍摄的景观照片进行一系列预处理后，进行景观模型的建立；

步骤S4：将建立的三维地表景观与三维地物的空间数据叠加生成研究区的三维景观；根据研究区景观情况建立其三维查询和分析功能。

2.根据权利要求1所述的基于无人机实现景观三维可视化的方法，其特征在于：步骤S1中通过检验航线弯曲度，确保精度，并根据天气及飞机参数设定航高差。

3.根据权利要求1所述的基于无人机实现景观三维可视化的方法，其特征在于：步骤S3中景观模型的构建包括以下步骤：从拼接好的无人机影像上提取景观的数字线划图，确定景观几何形状和高度的确定；对影像上无法获得的数据和信息通过现场测量和调查方式获得，从而进行景观的三维精细建模。

4.根据权利要求1所述的基于无人机实现景观三维可视化的方法，其特征在于：步骤S2中构建模拟三维地表模型包括具体步骤：利用影像匹配提取的连接点和少量地面控制点，将整个测区影像纳入到统一的物方坐标系，获得每张影像的外方位元素和加密点的物方坐标；具体包括以下步骤：

步骤S21： 获取每张影像的外方位元素及连接点点坐标的近似值；

步骤S22：由每张像片上的控制点和加密点的像点坐标，根据共线方程式列误差方程式，

共线方程式是光束法平差的基础数学模型：

式中：x，y为像点的像平面坐标；x₀、y₀、f₀为影像的内方位元素；X_S，Y_S，Z_S为摄站点的物方空间坐标；X_A，Y_A，Z_A为物方点的物方空间坐标；a_i，b_i，c_i，其中i=1,2,3；为像片的3个外方位角元素组成的9个方向余弦；

步骤S23：对共线方程线性化，通过对影像的外方位元素和加密点的地面坐标求偏微分完成，像点坐标视为观测值，列出所有控制点和加密点的误差方程式：

写成矩阵为：

式中：

，

，,， ，，

组成方程为

；其中分别为地面坐标改正数，分别为摄站点坐标改正数；为像片外方角元素改正数；

步骤S24：区域网内所有像点都建立改化法方程式，由于加密点坐标未知数的个数远远大于外方元素的个数，按照循环分块的求解方法，先求出每张像片的外方位元素；

步骤S25：根据每张像片的外方位定向元素，利用多像片空间前方交会求解加密点的物方大地坐标，区域网平差的精度通过野外观测的检查点进行评定，根据解算出的外方位元素和检查点的像点坐标，求出检查点地面坐标的解算值，计算与实测坐标值的差值；检查点的平面中误差、高程中误差分别按下式计算：

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