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航测必备基础知识

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2021-6-21     浏览次数:    

航测必备基础知识

测绘:测量、绘图 是指自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集并绘制成图。

 

测绘装备变革史

  航测和模型是什么关系?

航测的主要成果:

传统4D产品:

DOMDigital Ortho Map:数字正射影像

DEMDigital Elevation Model:数字高程模型

DLGDigital Line Graphic):数字线划图

DRGDigital Raster Graphic):数字栅格图

新型测绘成果:

DSMDigital Surface Model):数字表面模型

Point Cloud:密集点云

Texture Mesh:实景三维模型

(注:红色部分为大疆智图能直接生成的)

二维三维模型能够被照片或全景照片代替?

模型生产

  模型生产原理及作业流程

1)模型生产的基本教学模型

2)模型结构

  密集点云 ? 不规则三角网 ? 白模 ? 三维模型

3)三维模型生产原理

  如何由照片得到三维模型

  多视角照片获取?特征点提取?三角运算?位姿校正?生成点云?三角构网?纹理映射?三维模型

4)二维模型生产原理

  正射影像如何生成

5)航测的工作流程

成果要求中经常提到的概念

航测相关基础概念介绍

3)控制点和检查点

4)精度

绝对精度:地图上的点坐标与其在世界坐标系下坐标的差异——点的位置

相对精度:地图上两个点之间距离与实际具体的差异——两点的距离

如何提升建模的绝对精度?——把画牢牢的钉在墙上 像控点

如何定量的评价建模的绝对精度?——画挂好后再拿一个钉子去比对,看看会不会没有铺平检查点

51500

6)常见的坐标系与投影

为什么需要做投影?

  照片和全景照片,无法替代三维和二维模型。目前大部分成熟的应用(如地图),均是在二维层面上开展的,只有三维模型,应用不是很方便,测量也不直观。

为什么会有那么多不同的投影?

  将球体拍平成一个平面,一定会有变形。各地区为了使得自身所在区域变形最小,就衍生出不同的坐标系与不同的投影方式。

常见的投影有哪些?

• CGCS2000

• WGS84

高斯-克吕格投影

• UTM投影

7)不同的高程系统

大地高

  点位沿椭球面的法线至椭球面的高度称大地高, 又名椭球高;GPS读出的高度是大地高。

海拔高

  点位沿铅垂线至大地水准面的高度称海拔高,也叫做正常高;地形图上标出的高度是海拔高。

85

  国内测绘成果均要求高程系统为85海拔高,即以青岛验潮站1952年~1979年的潮汐观测资料为依据测算的黄海平均海面为起算依据。85高与椭球高差异值最大可达100米以上,且85高与椭球高的高程异常值属于涉密文件。

*测绘成果要求的高程均为海拔高。


如何生产一个高精度的模型

拍照点S1S2的位置要准确

飞机的位置要准确——GNSSRTKPPK

位置要补偿到CMOS中心——位置补偿

保存的位置得是曝光中心时刻的位置——时间同步

a1a2所在的照片有什么特点?

同时看到A的照片——重叠度

平整的照片——畸变

不割裂的照片——全局机械快门

生产合格的模型之外业篇

1)获取准确的飞机位置

GNSS(全球导航卫星系统)

北斗卫星导航系统

• GPS

伽利略卫星导航系统

格洛纳斯

RTK定位技术

  实时动态差分技术,能够在野外实时得到厘米级定 位的位置信息。

PPK定位技术

PPK 是一种获取厘米级定位精度信息的后处理差分技术,相对于 RTK Real time kinematic )实时差分定位而言 ,PPK 可以将移动端和基站端的数据分别记录下来,进行后处理差分,因此不受限于基站与移动站间的通信链路与协议。

RTKPPK的不同点

? RTK是实时定位,PPK需要后处理;

? RTK需要遥控器跟基站、飞机实时连接,PPK不需要;

? RTK解决不了飞机与遥控器信号遮挡的问题,PPK可以;

? RTK可以准确的进行航点飞行,PPK不行。

2)获取准确的CMOS中心位置

时间同步

  相机、云台、飞控、RTK之间实现微秒级时间同步,输出微秒级曝光中 心时刻

位置补偿

  实时进行飞机姿态、云台姿态、相机本身的位置补偿,每张照片均直接输出厘米级精度的CMOS中心位置

3)获取有重叠度的照片

4)获取不割裂的照片

快门与果冻效应

卷帘快门在拍摄相对移动的物体时,会产生明显的果冻效应;

全局快门能有效降低果冻效应;

  相同条件下测试,P4R使用机械快门(全局快门)的绝对精度会是使用卷帘快门的10倍;

如何生产一个高精度的模型

获取准确的a1a2

如何分辨雕像的眼睛?——特征

图像中的描述特征的点——特征点

S1可能不是照片的像素点中心位置

光轴不统一——相机位置修正

实际航拍将有不止2张照片看到A

多条射线如何相交于一点——相机姿态调整

生产合格的模型之内业篇

1)相机位置和姿态

2)空中三角测量

空三

  空中三角测量。以视觉的重投影残差最小化为目标,在一定的先验条 件下,求解相机成像时的位置和姿态。

空三成果

平差后相机曝光中心的准确位置跟成像姿态(即POS数据)

3)空三成果

内参

  与相机自身特性相关的参数,主要包括相机的焦距、像主点偏移量、 畸变系数等。就精灵4RTK而言,在照片XMP信息中写入fx,fy,cx,cy,k1, k2,p1,p2,k39个内参数。

外参

  相机的位置和姿态文件称之为外参,每一张照片的外参均不相同。

4)模型的后续应用

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