留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

顾及控制点均匀性的无人机实景三维建模精度分析

成李博 李佳 段平 王云川

成李博, 李佳, 段平, 王云川. 顾及控制点均匀性的无人机实景三维建模精度分析[J]. 全球定位系统, 2021, 46(1): 20-27. doi: 10.12265/j.gnss.2020102801
引用本文: 成李博, 李佳, 段平, 王云川. 顾及控制点均匀性的无人机实景三维建模精度分析[J]. 全球定位系统, 2021, 46(1): 20-27. doi: 10.12265/j.gnss.2020102801
CHENG Libo, LI Jia, DUAN Ping, WANG Yunchuan. Unmanned aerial vehicle realistic 3D modeling accuracy analysis considering control point uniformity[J]. GNSS World of China, 2021, 46(1): 20-27. doi: 10.12265/j.gnss.2020102801
Citation: CHENG Libo, LI Jia, DUAN Ping, WANG Yunchuan. Unmanned aerial vehicle realistic 3D modeling accuracy analysis considering control point uniformity[J]. GNSS World of China, 2021, 46(1): 20-27. doi: 10.12265/j.gnss.2020102801

顾及控制点均匀性的无人机实景三维建模精度分析

doi: 10.12265/j.gnss.2020102801
详细信息
    作者简介:

    成李博:(1993—),男,硕士研究生,主要从事无人机影像处理及应用研究

    李佳:(1984—),女,博士,副教授,博士生导师,主要从事无人机影像处理及应用研究

    段平:(1984—),男,博士,副教授,硕士生导师,主要从事无人机影像处理及应用研究

    通信作者:

    李佳 E-mail:keguigiser@163.com

  • 中图分类号: P228.49;P231.2

Unmanned aerial vehicle realistic 3D modeling accuracy analysis considering control point uniformity

  • 摘要: 无人机(UAV)倾斜摄影技术以其低成本、高效率、高精度等优点成为实景三维模型构建的主流. 实景三维模型的精度受很多因素影响,研究主要从控制点分布均匀性的角度出发,探究其对实景三维模型精度的影响,提出一种较为普适的控制点均匀性衡量指标. 研究中设计了两种不同数目的控制点实验,每种实验各包含3种不同均匀性分布方案. 使用UAV获取实验区航空影像,分别采用6种方案参与模型构建. 通过分析模型精度,结果表明:控制点均匀性较低时实景三维模型精度较差,高程精度比平面精度差;增加控制点的均匀性会提升模型的整体精度;控制点均匀性的提升对均匀性较低时模型精度的改善较高;控制点均匀性可作为一种评价指标应用于外业控制点的布设中去.

     

  • 图  1  求解最大空圆半径

    图  2  实验区

    图  3  控制点采集场景

    图  4  实验区域检查点、角点、控制点布设方案

    图  5  实景三维建模流程

    图  6  控制点误差标准Q-Q图(XYZ方向)

    图  7  采用5个控制点且控制点均匀性为${\rho _{5-{l} }}$${\rho _{5-{m} }}$${\rho _{5-{h} }}$时检查点误差分布

    图  8  采用8个控制点且控制点均匀性为${\rho _{8-{l} }}$${\rho _{8-{m} }}$${\rho _{8-{h} }}$时检查点误差分布

    图  9  两种数量控制点下,不同均匀性控制点对检查点水平方向误差的影响

    图  10  两种数量控制下,不同均匀性控制点对检查点垂直方向误差的影响

    表  1  不同数量下不同均匀性的控制点分布于试验区时检查点的误差 m

    GCP数量均匀性XYZMplaMall
    00.87491.051419.30831.367819.3567
    5ρ5−l0.10930.09970.94290.14800.9544
    ρ5−m0.02350.02190.05720.03210.0656
    ρ5−h0.01870.02010.04830.02740.0556
    8ρ8−l0.06050.05810.11280.08390.1406
    ρ8−m0.03620.04540.05360.05810.0791
    ρ8−h0.03480.01490.04100.03790.0558
    下载: 导出CSV
  • [1] 徐光禹, 杜宁, 王莉, 等. 多源数据融合技术在古建筑三维重建中的应用[J]. 测绘通报, 2019(10): 77-82.
    [2] 何原荣, 陈平, 苏铮, 等. 基于三维激光扫描与无人机倾斜摄影技术的古建筑重建[J]. 遥感技术与应用, 2019, 34(6): 1343-1352.
    [3] 刘斌, 唐雅玲, 马晨燕, 等. 无人机倾斜摄影三维模型在城市雨洪风险评估中的应用[J]. 测绘通报, 2019(10): 46-50, 66.
    [4] 王俊豪, 管建军, 魏云杰, 等. 基于无人机倾斜摄影的黄土滑坡信息多维提取与灾害评价分析[J/OL]. 中国地质. (2020-04-23) [2020-07-08]. https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1167.P.20200423.1325.006.html.
    [5] 任诚, 高利敏, 冯耀楼, 等. 基于无人机倾斜摄影的建筑物三维建模尝试[J]. 测绘通报, 2019(2): 161-164.
    [6] 潘成军. 无人机倾斜摄影在道路工程中的应用与分析[J]. 测绘工程, 2018, 27(12): 64-69, 74.
    [7] 谢建春, 孙丙玉, 李文清, 等. 一种低空无人机航摄系统关键技术的试验研究[J]. 测绘通报, 2015(10): 85-87, 125.
    [8] 王月莉, 郭秋燕, 王西萍, 等. UCXp航摄大比例尺像控布设精度分析与研究[J]. 测绘通报, 2014(7): 75-77, 116.
    [9] 姜丙波, 查海林, 苏军明, 等. 无人机低空遥感的GNSS辅助稀疏像控布设方案探究[J]. 测绘通报, 2019(增刊): 314-317.
    [10] 刘宇硕, 秦翔, 郭万钦, 等. 控制点布设对冰川区无人机摄影测量精度的影响[J]. 遥感学报, 2020, 24(2): 161-172.
    [11] 陈良浩, 朱彩英, 徐青, 等. 无人机航测水域控制点布设方案的精度试验[J]. 测绘科学, 2016, 41(7): 205-210.
    [12] 张光祖, 王春, 徐燕, 等. 像控点布设对无人机小范围非规则区域实景建模精度的影响[J]. 全球定位系统, 2020, 45(2): 60-67.
    [13] 蒋春华. 利用A3数码航摄仪进行复杂地形控制点布设的研究[J]. 测绘通报, 2015(5): 84-86.
    [14] 范业稳, 李睿硕, 周洪波. 高分辨率航带影像像控点的布设和基准约束测量[J]. 测绘通报, 2017(4): 67-70, 107.
    [15] 孙艺洋. 虚拟测量在无人机测绘成果中的应用[J]. 测绘通报, 2016(7): 148-149.
    [16] 周旺辉, 蔡东健, 甄宗坤. 控制点布设对低空小型无人机高分影像精度的影响[J]. 测绘通报, 2017(增刊): 69-74.
    [17] 段平, 盛业华, 吕海洋, 等. 基于多层紧支撑径向基函数的DEM插值方法[J]. 地理与地理信息科学, 2014, 30(5): 38-41, 59. DOI: 10.3969/j.issn.1672-0504.2014.05.009
    [18] FLOATER M S, ISKE A. Multistep scattered data interpolation using compactly supported radial basis functions[J]. Journal of computational and applied mathematics, 1996, 73(1-2): 65-78. DOI: 10.1016/0377-0427(96)00035-0.
    [19] AUGUSTINE J, PUTNAM B, ROY S. Largest empty circle centered on a query line[J]. Journal of discrete algorithms, 2010, 8(2): 143-153. DOI: 10.1016/j.jda.2009.10.002.
  • 加载中
图(11) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  574
  • HTML全文浏览量:  287
  • PDF下载量:  28
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-28
  • 网络出版日期:  2021-04-06
  • 刊出日期:  2021-02-15

目录

    /

    返回文章
    返回