无人机三维扫描图精度，无人机倾斜摄影三维建模和应用

一、简要概述无人机测绘的优缺点

优点：

1、快速高效，灵活机动，常可作为其他测绘方式的补充手段。

2、成本低廉，具有更加广泛的普适性。

3、可视化强，测图结果更加直观。

4、发展前景好，有很多值得去挖掘的方向。

缺点：

1、受环境条件影响比较大。

2、相较于其他一些测绘方式如三维激光扫描，精度方面还有待加强。

3、受续航能力的制约，单词测量范围有限。

满意请采纳，谢谢

二、无人机航拍摄影+三维实景建模

随着经济建设迅猛发展，各地区的地貌发生巨大变迁，现有的航空遥感技术手段已无法适应经济发展的需要。以无人驾驶飞机为空中遥感平台的技术，能够较好地满足现阶段我国对航空遥感业务的需求，在考古、国土整治监控、基础设施建设、居民小区建设、环保和生态建设等方面有巨大的作用。

实景三维中国建设是测绘地理信息的重大变革。它一方面将给产业带来新的市场机会，另一方面作为新型基础测绘的标准化产品，将推动和促进地理信息产业的技术创新与应用服务升级。业界人士建议，实景三维中国建设涉及面广、覆盖面全、任务量大、新探索多，自主可控、自动化、智能化技术体系的建设是必然要解决的技术难题。此外，政府、科研院校、事业单位与企业等要形成合力，共同为实景三维中国建设提供助力。

在了解无人机航拍怎么进行3D建模前，我们先来了解下无人机航拍这项新技术及无人机航拍有什么特色亮点呢？

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无人机航拍介绍

无人机航拍摄影是以无人驾驶飞机作为空中平台，以机载遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。

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航拍特点

无人机航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点。特别适合获取带状地区航拍影像（公路、铁路、河流、水库、海岸线等）。且无人驾驶飞机为航拍摄影提供了操作方便，易于转场的遥感平台。起飞降落受场地限制较小，在操场、公路或其它较开阔的地面均可起降，其稳定性、安全性好，转场等非常容易。

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无人机航拍航线规划

1.规划航线：根据项目任务要求进行航线规划，可以通过导入kml文件方式或手动进行规划。

2.飞行高度：根据项目精度要求合理规划飞行高度，起飞前进行场地的踏勘，了解附近地势情况后设置合适的飞行高度。

3.飞行设置：

①设置航测的重叠，一般航向和旁向重叠率是70%和70%（最好不要低于70%）。

②设置好俯仰角，正射影像图一般为-90，拍摄3D立体时一般为-45。

③设置好返航高度，确保返航时不会碰撞到障碍物。

4.开始飞行：检查任务没有问题后，点击右上角的飞机按钮，程序开始上传任务和自检：无人机连接情况、电池电量、GPS定位情况、摄像机状态、返航点位置、无人机是否靠近测区、遥控器档位设置等，通过后就可以点击飞行了。

5.建模：

大疆智图是一款以二维正射影像与三维模型重建为主，同时提供二维多光谱重建、激光雷达点云处理、精细化巡检等功能的PC应用程序。一站式的解决方案帮助行业用户全面提升内外业效率，重点针对测绘、电力、应急、建筑、交通、农业等垂直领域提供一套完整的重建模型解决方案。

产品亮点

1.处理效率高：单机重建处理速度是其他主流软件3-5倍以上，集群重建更可成倍提升处理效率；

2.重建效果好：模型效果好，针对贴近摄影采集的数据可还原细小结构；重建精度高，免像控精度可达厘米级；

3.处理规模大：主机64G内存，单机重建可处理2.5万张影像，集群重建可处理40万张影像；

4.支持集群重建：二、三维重建均支持将局域网内所有 PC组网并行集群处理，成倍提升重建效率；

5.易用性高：操作简单，无需复杂参数设置，上手门槛低。

下面，我们简单的了解下大疆智图的具体功能

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航点飞行

在地图上设定一系列航点即可自动生成航线，支持为每个航点单独设置丰富的航点动作，同时可调整航点的飞行高度、飞行速度、飞行航向、云台俯仰角度等参数。对于精细化飞行任务，还可在已建好的二维正射地图或三维模型上进行航点规划，规划效果更直观。

02

建图航拍

选定目标区域可自动生成航线。提供地图打点、KML文件导入、飞行器打点等3种方式添加边界点，在无网络情况下也可正常作业。规划过程中，界面会显示预计飞行时间、预计拍照数及面积等重要信息。

03

倾斜摄影

选定目标区域可自动规划出5组航线：1组正射航线和4组不同朝向的倾斜航线。全面的视角帮助构建更高精度的实景三维模型，同时支持设置倾斜云台角度等参数以满足不同的场景需求。

04

带状航线

专为公路、河流、管道等带状区域设计，可自动切割大面积带状测区，分段规划航线。用户可自由调整带状宽度，合理规划航线，提升作业效率。

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精细化巡检1

基于本地3D模型或点云（或第三方点云）结果选择拍摄目标，自动生成拍摄航点及航线。同时可显示航点对应模拟相机图传画面，航点选择更精准，航线规划更合理，实现巡检作业流程自动化。

06

实时二维重建

基于同步定位、地图构建和影像正射纠正算法，在飞行过程中实时生成二维正射影像，实现边飞边出图。在作业现场就能及时发现问题，灵活采取更具针对性的应对措施。

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实时三维重建2

基于 DJI先进的实时重建算法，将无人机采集的数据可视化，实时生成高精度、高质量三维模型，满足事故现场、工程监测、电力巡线等场景的展示与精确测量需求。

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点云数据处理

大疆智图支持禅思 L1点云数据处理，包含POS解算、点云与可见光数据融合、标准格式点云输出、作业报告输出，实现点云数据处理一键式操作。

注释：

1.仅以下机型支持精细化巡检任务航线导入使用：

（1）精灵Phantom 4 RTK（不带屏遥控器）

（2）经纬 Matrice 300 RTK+ H20系列负载

（3）御 2行业进阶版

2.仅精灵 Phantom 4 RTK（带屏遥控器）、精灵 Phantom 4 Pro V2.0+和精灵 Phantom 4 Pro V2.0支持此功能。

再下面.......大疆智图三维实景建模步骤来啦！

简单三步即可完成

1、点击新建任务——可见光选项——任务名称命名

2、添加相片——空中三角测量

3、点击二维或者三维开启重建

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三、无人机倾斜摄影三维建模和应用***一次分享交流会的记录***

声明：内容来源于一个老领导的分享交流，聆听之后略作整理以表敬意，整理过程当中遗漏不足之处在所难免，文中所述不代表任何观点。

倾斜摄影技术优势或者说最吸引用户的，就是利用倾斜摄影技术可以全自动、高效率、高精度、高精细的构建地表全要素三维模型。

》题目中“无人机倾斜摄影三维建模和应用”有四重含义：一是无人机，二是倾斜摄影，三是三维建模，四是三维模型应用。

》上述四个方面是倾斜摄影技术体系中最重要的内容，需要对每个方面都进行必要的研究，才能更好地推动倾斜摄影技术的进步和应用推广。

》倾斜摄影三维模型的质量主要取决于两个因素：一是影像质量（影像地面分辨率和影像清晰度），二是照片数量（对同一区域的照片覆盖度）。

》从实际建模效果来看，要想获得完整清晰、可供高精度量测的三维模型，建筑区倾斜影像的分辨率要达到2～3厘米、一般地区要达到5～6厘米，照片的平均覆盖度要达到30度重叠以上。（注：这里可能只是项目当中的一些感悟总结，具体精度视项目需求而定）

》因此，多旋翼无人机是进行建筑区倾斜摄影的首选，一般地区的倾斜摄影则可选择小型电动垂直起降固定翼无人机。

》先后调研、参与研制和使用了多款多旋翼无人机。四旋翼无人机因载荷指标不够，可靠性极差，不满足应用需求；六旋翼无人机在高频次飞行作业时，经常出现非人为因素的故障，导致坠机或损坏，可靠性不够；八旋翼无人机有一定的动力冗余和飞行可靠性，可以提高作业的安全性和持续性，推荐使用。

》八旋翼无人机的起飞重量应小于7公斤，作业续航时间20分钟，使用远景双镜头摆动式倾斜摄影相机，每架次飞行可获取有效面积0.3平方公里2厘米分辨率的照片约900张。

（注：飞机的选择和使用没有绝对，更多的是根据具体地理环境选择合适的工具而已）

》倾斜摄影飞行对固定翼无人机的基本要求是低空飞行、低速巡航、转弯半径小、操作便利、就近起降等。

》使用油动固定翼无人机进行常规航空摄影，虽然飞行效率和性能都不错，但使用和保养要求高，价格也居高不下。

》近两年市场上推出的电动/混合动力垂直起降固定翼无人机，无论是易用程度、单机价格、技术性能等方面，都有了较大的改进，使倾斜摄影技术可以在较大面积的三维建模方面发挥作用，有效地提高了倾斜摄影飞行的作业效率。

》考虑到操作便利、维修简便、方便运输、单机价格等综合因素，推荐使用电动垂直起降固定翼无人机来进行一般地区的倾斜摄影飞行。

》电动垂直起降固定翼无人机的有效载荷1～2公斤，续航时间60～90分钟，相对飞行高度300米左右，影像地面分辨率5厘米。（视具体机型而定）

》固定式五镜头倾斜摄影相机是目前在无人机倾斜摄影中普遍使用的设备之一，它延续的是原来用在有人驾驶飞机上使用的传统的五相机结构。

》但对为什么一定要同时用五台相机进行倾斜摄影的原理和技术却鲜有研究，只能说“别人都是这么做的，一定有他的道理，我照着干就是了”。

》为了探究倾斜摄影三维建模对照片方位和数量的要求，我们分别采用1台和2台相机，对同一区域采用多次飞行、交叉飞行的方法，模拟五镜头相机的方式，分别获取下视、前视、后视、左视、右视的影像，并以不同组合分别进行了三维建模试验

》用不同数量相机模拟五相机结构进行倾斜摄影试验的主要结论如下：

1）建模效果与相机数量无关，但与照片数量和相邻航线飞行的间隔时间相关；

2）下视相机不是必须的，因为真正射影像是由三维模型的正投影生成。下视相机的作用与其它方位相机的作用相似；

3）倾斜相机的角度在20～30度之间较为合适。45度倾斜角安置的相机的照片边缘的分别率过低；

4）采用双相机、三相位摆动结构的倾斜摄影系统综合性价比最优。

》双镜头摆动式倾斜摄影系统仅用两台相机就达到了固定式五镜头相机的效果，系统结构简单、成本低、重量轻、维修使用方便，是多旋翼无人机倾斜摄影的首选。

》航天远景公司的超轻型双镜头二维摆动式倾斜摄影系统，由2个微单相机和1个二维摆动式云台构成，总重量1.2公斤。

》相机感光传感器的尺寸不应小于APS-C，像素数量大于2400万。

》如使用多旋翼无人机和双镜头摆动式倾斜摄影系统进行建筑区2厘米分辨率的倾斜摄影，航线设计的基本要求是：

1）航摄分区尽量为矩形，航线沿矩形区域长边方向敷设，实际飞行范围应超出任务范围1个航高，分区内地形高差小于1/2航高；

2）航线数量为双数且不少于6条，单航线最大长度按多旋翼无人机有效续航里程的40%计算；

3）相对航高平均按100米设计，当航摄分区内有超过30米的建筑物时，最小相对航高应按100米加上建筑物高度计算；

4）航向重叠度大于75%，旁向重叠度大于40%。（注：视相机参数和具体环境而定）

》如使用双相机和固定翼无人机对普通地区进行5厘米分辨率的倾斜摄影，航线设计的基本要求是：

1）航摄分区尽量为矩形，沿矩形区域长边方向和短边方向分别敷设航线，呈格网状（按十字交叉飞行），实际飞行范围应超出任务范围1个航高，分区内地形高差小于1/2航高；

2）航线数量应为双数且不少于6条，单航线最大长度按无人机有效续航里程的40%设计，最大长度不超过5500米；

3）相对航高平均按300米设计，最小相对航高应高于摄区内容其他构筑物100米以上；

4）航向重叠度大于75%，旁向重叠度大于40%。（注：视相机参数和具体环境而定）

》每个航摄分区应统一进行航线设计，用在同一航线设计文件中删除多余航线的方法确定每架次的飞行参数文件。

》外出作业至少应配备10组电池，或配置便携式发电机现场充电，以提高作业效率。

》无人机起降场地应尽量靠近摄区，以减少无效飞行距离。

》作业小组123配置：1辆SUV汽车，2架多旋翼无人机，3名成员（地勤、飞手、助理）。

》倾斜摄影三维模型的建模精度与影像分辨率直接相关，一般为1:3左右。

》倾斜摄影三维模型的平面量测精度和相对高程量测精度基本一致。

》如果影像分辨率为2厘米，则三维模型的建模精度一般为5～10厘米，相应的量测精度也达到10厘米以内，与外业实测点的精度相当，远高于1:500地形图的精度。

》如果影像分辨率为5厘米，则三维模型的建模精度一般为15～20厘米，相应的量测精度也达到20厘米以内，高于1:1000地形图的精度。

》无人机和各类小型倾斜摄影系统的涌现，使得倾斜影像数据的获取变得非常便捷。数据获取的瓶颈已经破解，成本也将逐步降低。。

》计算机集群、GPU、倾斜影像三维建模软件技术的进步，使得三维建模的效率将大幅提升。

》仅就目前情况来看，倾斜摄影三维建模工作所涉及的无人机、倾斜摄影系统、计算机集群、三维建模软件等，已可以满足批量化倾斜影像获取和三维建模处理工作的要求，基本具备了工程化和规模化的条件。

》倾斜摄影技术及其无人机作业方法日渐成形，使得对现实世界的全要素三维重建变得高效可行。

》倾斜摄影目前在测绘领域的主要用途是快速建立精细的地表三维模型，可以替代传统的手工建模和“倾斜影像+激光扫描”的建模方法。

》不宜将倾斜摄影技术与传统摄影测量技术进行简单对比，特别是不要就技术的优劣进行争论，因为两者是从不同的方向、以不同的方式、为不同的用途在做研究，仅仅是在目标三维模型的重建这一成果点上有些重合而已

》倾斜摄影技术与摄影测量技术是“两股道上跑的车，走的不是一条路”

》倾斜摄影技术与摄影测量技术可以看成是在两条路上跑的车队，只是现在恰好在某处立交桥碰上了，但其实两者的目的地是不同的，使用的车辆也是不同的。

》不需要人工观测，就能得到精细的三维模型和测量结果，这才是倾斜摄影技术“最致命”的优点。而这一点正是摄影测量几十年来苦苦追求的目标。

》倾斜摄影所构建的三维模型，可以替代航空摄影测量中的人工观测，实现更高精度、更快速度的自动建模和智能测图。

》伴随着这些变革，必然会对现有的技术、产品、市场、用户、应用、商业模式等带来冲击和变化。

》不要以传统摄影测量方法和标准来衡量倾斜摄影技术和成果，唯一可行的方法应该是用成果进行对比和检测。

》倾斜摄影技术的发展和推广，不仅仅使得空间信息从二维延伸到三维，更重要的是会给测绘领域带来变革，也必将催生行业应用的变革。

》倾斜摄影所构建的三维模型及三维空间信息服务平台将成为行业应用的基础空间信息支撑。

》倾斜摄影三维建模将是今后一种普遍采用的三维建模和测绘方法，是测绘领域里的颠覆式创新模式。

》无人机倾斜摄影技术的快速发展，使“全民测绘，按需测绘，动态测绘”成为可能。

》不宜过分强调和追求无人机平台的可靠性，重要的是要考虑无人机及倾斜摄影系统作为数据采集工具的性价比，应该使用简单、维修便捷、易于携带、价格便宜。

》事实上，只要是无人机，迟早都会掉下来。如果“炸鸡”的代价是一辆奔驰车，无论是单位还是飞手，都不愿意承担这样的损失。

》我们希望符合规模化作业要求的“无人机+倾斜摄影系统”的市场价格在10万元以内。希望无人机厂商和倾斜摄影系统厂商能在结构、工艺、零配件、成本等方面有所突破。

》传统摄影测量与倾斜摄影技术是一个二维与三维博弈、最终三维将胜出的博弈过程。目前倾斜摄影还停留在推广阶段，主要是受限于当下的应用点以及行业规范。

》倾斜摄影技术和成果并不完善，还在不断试验和演进中，传统的工作流程和产品交付标准，也不是一年两年能改变的，这需要一个过程。

》对用户而言，使用倾斜摄影技术，不要指望他能给节省费用，反而可能需要额外的投入。你做了是顺应时代发展的步伐，花点学习成本，后面就有基础了；你不做也没关系，总是有人要落伍的，也总是有企业要落伍的。

》数据、平台、服务是未来地理信息行业的三大主要内容，其趋势是数据生产的集约化和应用服务的集成化。

》数据内容将从二维平面扩展到“地上-地下，室内-室外”一体化的三维空间，并增加时间维度。

》谁掌握三维全要素数据，谁就占据三维行业制高点。

》具有精细化、可量测、真实感、高精度、对象化、更新快、定制化的三维地理信息，将成为行业应用和公众服务的基础支撑。

》在大数据时代、智慧城市的时代，全息三维将是地理信息产业服务于智慧城市、大数据时代的有力武器。

》就倾斜摄影技术应用而言，大家都是新手，无知者无畏，高低之差主要在思路、实践和经验。

》在倾斜摄影技术方面，专家比我们多的是背景知识，高手比我们能的是实际经验，而做出成果才是王道。

》倾斜摄影只是一种摄影方法，重要的是计算机视觉技术利用足够数量和有足够重叠度的倾斜影像实现了三维重建，因而就形成了倾斜摄影技术或倾斜摄影测量技术。

》就用户而言，关注点应放在已经得到的三维模型上，而不必过多关心其背后的获取设备和技术细节。

》没有国产工程化的倾斜影像三维建模集群处理软件。

》缺少国产的对OSGB等三维数据直接进行批量化生产编辑的软件（国外也没有）。

》缺少对三维数据智能进行批量对象化处理的软件工具。

》海量倾斜影像三维模型的存储、管理、发布、应用等存在不少技术难点。

》多数用户的应用系统还不能很好地接受和使用倾斜摄影所生成的三维模型。

》因此，倾斜摄影三维模型也被贴上了“中看不中用”的标签。