0 引言

智慧城市的建设发展需要大量的空间基础数据，利用传统的航拍技术则需要大量的人力物力到野外测量像片控制点，使得数据获取成本增高、周期过长。无人机遥感系统机动灵活、可根据需求规划航线、结构简单、成本低廉[1]，被广泛应用于灾害监测[2-3]、资源监测[4]、基层测绘[5-6]等各个领域。随着计算机通信技术的发展，开发出了各种体积小、重量轻、精度高的新型传感器，无人机的性能也得到不断提高，使得无人机影像快速三维建模成为了可能[7-8]。三维建模一般采用几何造型技术、三维扫描技术等方法。但几何造型技术建模周期长、操作复杂、对操作人员要求高；三维扫描技术设备昂贵，很难推广，而且对大范围三维重建较难。研究快速建立一套针对户外场景的便捷、高效、相对廉价的三维建模方法，可对铁路运营、地形测绘和城市数字化等领域发挥重要作用。本文基于无人机遥感系统采集的高分辨率影像，探讨快速拼接无人机航拍影像并建立三维建模的方法。

1 无人机数据采集

1.1 无人机平台

SV360无人机是由国内自主设计开发的一款轻型电动固定翼无人机，具有手抛式起飞和低成本维护2大特色，如图1所示。SV360通讯半径可达30 km，单次航摄面积为6～10 km2，适应飞行的海拔上限可达5000 m，成图质量能够轻松满足1:500，1:1000，1:2000的精度要求，其性能指标如表1所示。

图1 SV360轻型无人机

表1 SV360无人机性能指标

序号和项目指标要求机身外形尺寸翼展2m，机身长1．3m，机身高度0．4m飞行速度范围55km/h≤V≤72km/h续航时间1．5h，有效作业时间1．3h姿态稳定精度横滚±4°；俯仰±5°；旋偏±5°；航线控制精度偏航距±3m；航高差±4m；航迹向差±3°起飞方式手抛式起飞回收方式伞降：全自动定点开伞；

SV360凭借其简捷可靠的操作方式及飞机的稳定性，可适应各种环境条件下的航摄任务，其特点如下：

在各种媒体相互交融的今天，相较于电视、广播、报纸等传统媒体，人们越来越倾向于通过电脑、手机等新兴媒体来获取信息，特别是随着数字化技术的不断发展，传统媒体受到来自新媒体的重大冲击。

(1)操作简单。起飞采用手抛或者专用弹射架弹射的方式，摆脱了对平整起降场跑道和专业无人机飞手的依赖，做到即抛、即飞、即测。任务完成后，无人机根据降落点的设定，完成开伞降落或自主滑降。真正做到零基础的人员在短期内学会整套作业流程。

(2)维护成本低。机身采用EPO发泡材料，在保证机体结构强度和刚度的同时增强了机体的抗冲击性，能够有效保护机载设备。机体结构采用模块化设计，若机翼、平尾、垂尾等单个翼面弯曲变形或破裂则可快速更换，无需繁琐调试，保证作业效率不受影响。

在地面站软件设置串口，进行任务规划与执行。无人机接入动力电池，在地面站软件界面传感器自检。导入飞行任务区域文件(KML/KMZ)，新建航摄飞行计划并设置相机型号、航拍比例、航向重叠度、旁向重叠度、基准面高程、盘旋半径等航拍参数。设置航拍参数后生成预设航线、编辑航路点，设置起飞和降落时的重要航路点的参数，并生成任务区域航线，如图2所示。生成航线后再次检查各航路点设置，查看飞行计划及离线高度等参数，如图3所示。

1.2 地面站航线规划

(3)快速拼装。采用具有高精度和长寿命金属齿数字舵机，使舵面操作更灵敏精确，保证飞行姿态平稳。机身机翼的电气连接采用金属触点，省去了插拔舵机、电调线的繁琐，机身机翼对接后拧紧紧固螺丝即完成整机组装。

图2 生成任务区域航线

图3 查看飞行计划及离线高度

检查航线最低高度、飞行器高度和应急最低高度。再次请求远程飞行计划。远程计划请求无误后，方可执行飞行计划，进行无人机数据采集。

1.3 技术流程

无人机航摄完成后筛选照片，剔除起飞和降落阶段拍摄的影像，只保留航线飞行时拍摄的照片。非量测型普通相机镜头畸变较大，影像内部几何关系比不稳定，因此不能用传统严密的处理步骤，而是需要一个快速处理方案。本文提出无人机低空影像快速拼接的三维模建模，不做严密的平差处理，快速获取整个飞行区域的三维模型。本文三维建模制作的流程包括：(1)到测区勘察现场飞行条件、收集资料、选择无人机机型并对其进行飞行检查。(2)航摄设计：在确定飞行气象条件和飞行时间后，进行航线规划。设置航高、影像重叠度、地面分辨率等参数及合理可行的安全方案。(3)无人机航拍数据采集：按照技术设计方案进行无人机航拍数据采集工作。(4)三维建模处理：利用专业软件对无人机采集的高分辨率影像数据进行处理，制作三维模型。其处理流程如图4所示。

图4 无人机影像三维建模流程

无人机影像三维建模使用PhotoScan软件，它基于多视点三维重建技术，利用任意位置任意角度拍摄的2张有重叠的照片，通过照片对齐的方法自动生成高质量的有三维模型，最终建立有纹理的三维模型。

2 无人机影像三维建模原理与方法

根据像平面坐标和像空间辅助坐标系之间的关系可解得共线方程式：

(1)共线方程式。设S为摄影中心，在世界坐标系下的坐标为(XS，YS，ZS)，M为空间一点，在世界坐标系下的坐标为(X，Y，Z)，m是M在影像上的构象，其像平面和像空间辅助坐标分别为(x，y，-f)和(Xm，Ym，Zm)，此时可知S，m，M三点共线，可得如下公式：

(1)

基于共线方程的光束法平差线性化像点在像平面的坐标观测值后，利用最小二乘法算出一个近似解再逐一迭代，以计算出最佳值。光束法平差能够有效提高三维重建的精度，它以一张像片作为平差的基本单元，量测控制点的像点坐标后确定像片的外方位元素及加密点的坐标近似值。再基于共线条件方程原理列出误差方程进行统一平差，计算像片的外方位元素和加密点坐标。

蛮蛮刚入小学几天，去接送时，遇到同学，远远在停车场他们就会很热情很自然地叫蛮蛮的名字，常常根本是相反回家方向，而不是走路面对面要碰上了才打招呼，对此我印象深刻。以后多接触美国小朋友，发现他们的确是非常有礼貌，基本的问候、“谢谢”之类不用说，行为上也彬彬有礼。见大人站直正面打招呼，不失真诚赞美别人，不认识的同龄小男孩在游乐场爬天梯爬到一半都特意退回去让给蛮蛮，到家里来玩从不乱翻东西，需要什么都会先问：“我可以吗？”有的东西给了，会说，“我的妈妈不让我吃这个，谢谢……”

(2)

式(2)中，x0，y0，f是像平面中心点的坐标和摄像机主距，是影像的内方位元素。

(2)共线方程式的线性化。共线方程式的一次项展开式为：

管理系统的设计与优化主要是针对高职院校图书馆管理系统中的管理者设计优化控制而言，在其设计和优化控制中，为了能够将整体的优化建设控制管理工作实施好，及时将对应管理系统内的管理功能设计进行了优化设计，通过对管理功能的优化设计，能够发挥出图书馆管理系统建设控制中的职能，本文研究中选定的是ILAS3图书馆智能管理系统，在管理系统的设计中，能够借助强大的数据云计算技术，将整个图书馆中的数据信息存储到统一的数据信息记录平台上，然后借助对应的检索管理信息输入，能够及时将对应区域内的管理信息资源控制好，保障了整体的系统管理职能优化。

(3)建立误差方程。通过以上推导，可得到误差方程，并将误差方程写成矩阵形式为：

(3)

Fy=

式(3)中，Fx0,Fy0为共线方程函数的近似值，dXs，dYs，dZs，dφ，dω，dk为外方位元素的改正值，dX，dY，dZ为待定点的坐标改正值。

人类的意识可以分为自我意识与对象意识，自我意识是对自我的感受与认识；对象意识是对环境的感受与认识。对象意识的产生以自我意识的产生为前提，而自我之所以称自我，是因为有对象。因此，实际上自我意识与对象意识是同时产生，并无先后的，在逻辑上他们相互为前提。

Fx=

(4)

在无人机航线规划阶段定义拍摄高度、拍摄照片数量、拍摄间隔等参数。因此影像的拍摄位置是由参数设计和飞行姿态决定的。根据摄影测量基本原理，匹配重叠照片之间的同名点，计算出照片拍摄位置，进行无人机影像照片对齐并建立稀疏点云，如图5所示。生成稀疏点云后编辑建立的密集点云，在此基础上生成任务区域的三维网格模型，如图6所示。

V=AX+Bt-L

(5)

(4)建立法方程。根据平差原理列出法方程，再列出加密点的误差方程并赋予权重1；列出控制点的误差方程并赋予权重为P。列出误差方程后，按最小二乘法原理建立法方程，即按∑PVV最小建立的法方程为：

(6)

将式(6)展开消元，可求解外方位元素改正值和点的坐标改正值。

2.1 照片对齐与点云提取

可简写成：

图5 无人机影像照片对齐和稀疏点云

图6 生成的任务区域三维模型

2.2 生成网格

生成三维点云后，获取到的点云是带有三维坐标信息的，基于此快速构建多边形网格模型，展现事物真实的形态特点。多边形网格模型能够表示物体多面体的形状顶点及多边形，能够建立不规则的形态，也能创建着色图像。本文选取高分辨率数码影像，在前期处理基础上赋予其MESH精细纹理，建立具有三维坐标的密集点云，并重建三维多边形网格来表示物体形态。无人机航拍获取大量的影像数据，批量提取及贴纹理的方式，有效降低城市三维建模成本，可广泛应用于各类三维数字城市应用。

牡丹花中传来繁复错综的丝弦之声，花雨也会变得急骤而频密，金桂与寒梅的气息混杂在一起，令人头脑激越昏沉；而牡丹花中的声响回复到和蔼安宁的箫管之乐，花雨也一变为轻缓疏落，飘来隐约的梨花与菊花的暗香，令人神情空明。这样高低、强弱、香臭、软硬、上下的变化，与声音的魔道消长交会，更令他们愈加五感开放，情难自禁，真气跌宕，血脉贲张，凶险万变，苦不堪言。

2.3 建立纹理

基于影像的三维建模最后阶段是建立纹理，至此基本结束三维重建过程。建立纹理时可以选择通用纹理和正射影像。从三维建模的整个过程看，三维建模的人工参与度大幅降低，时间效率也大幅提高。当然，对于建立的三维模型来说还是有一些缺陷，仍有许多细部结构需要调整，尤其对一些拍摄不到的地方无法处理，还需通过人工拍摄和无人机拍摄相结合的方法来补充数据，在后期研究中有待完善。基于影像批量提取与贴纹理的方式，能够有效降低三维建模的成本。

1929年施蛰存在中国第一次运用心理分析创作小说《鸠摩罗什》、《将军底头》而成为中国现代小说的奠基人之一。1930年他主编的《现代》杂志，引进现代主义思潮，推崇现代意识的文学创作，在当时影响广泛。抗日战争爆发后，他曾先后执教于云南大学、厦门大学、暨南大学和光华大学。1952年以后他任教于上海华东师范大学中文系。20世纪80年代，由于现代主义思潮的重新涌入中国，他的文学创作才又重新开始受到重视。

3 结论

本文利用无人机航测遥感系统采集的高分辨率影像，经过摄影测量专业软件快速处理并建立三维模型。该方法的成本低廉、实施效率高，在很大程度上缩减了外业工期。基于无人机影像的三维建模的数据采集效率高、模型感官真实性强、建模自动化程度高；虽然存在建筑物界线不清、单模型建立需要人工干预、高精度建模需要人工干预等缺点，这些只能通过读取已建好的复杂地物模型来完成建模要求。随着科学的进步，会出现更智能、更高级的实景建模工具，大量更丰富、更精确的三维模型产品和服务的不断涌现，必将为我国建设智慧城市增砖添瓦。

定义1 节点集合Nodes={T,M,P,Q}。T,M,P,Q均为Nodes的子集，依次表示任务、物料、工艺、质量视图节点的集合。用t′,m′,p′,q′表示各视图的根节点，即t′表示虚拟的总任务节点，m′表示整机节点，p′表示虚拟的总工艺节点，q′表示虚拟的总质量信息节点，则有：

参考文献

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