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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着信息化和城市化进程的快速发展，快速、有效的获取大量具有空间地理信息的三维数据并利用这些数据构建高质量的三维模型已成为这一进程中的主流部分，并且在智慧城市建设、智慧旅游、灾害应急以及资源监测和管理等领域均需要精细、及时的空间地理信息。倾斜摄影测量技术的出现，使得信息化和城市化的进程更加快速。倾斜摄影测量技术在我国的使用，使我国高分辨率航空影像数据得到快速发展，加快了数据库的建设。通过对国内外倾斜摄影测量发展现状的了解，以及数字城市快速发展环境下对建筑物三维信息的快速需求，利用无人机作为搭载平台对建筑物进行多角度拍摄，快速建立建筑物三维实景模型已成为目前快速建立城市三维模型的重要方式。以往的航空摄影数据是利用大型无人机搭载特制的5向倾斜摄影相机而获取的。由于倾斜摄影相机是5个摄影镜头的组合体，其间的角度、距离必须经过严格的控制，因而制作成本较高，又因为其只能安装在大型无人机上，飞行有诸多限制，对于大范围的影像数据采集有明显的优势，但是对于小范围的数据获取并不适用，这就使得倾斜摄影技术和三维建模技术的发展存在制约。

近年来，民用无人机市场出现了一个新品类──多旋翼无人机。通过挂载高分辨率相机进行盘旋拍摄，多旋翼无人机可在低空无死角地收集地物的高分辨率倾斜影像，而且其搭载的相机是单镜头（非多向镜头）相机，因而成本较低。多旋翼无人机灵活可靠的飞行性能、良好的开发改装潜力、较低的操控难度和廉价的购置及维护成本，使它在倾斜摄影测量领域具备巨大的应用价值。本文利用单镜头相机对建筑物进行多角度拍摄，获取其不同角度的影像数据。由于多旋翼无人机的优势，可以灵活的获取大量影像数据，包括建筑物的侧面纹理信息，这就使得传统获取侧面纹理信息的方法有明显的不足，不仅减少了人工干预的工作量，也避免了人工获取侧面信息导致某些细节漏拍的现象。

2. 研究的基本内容

首先，以我校图书馆为研究对象，采用单镜头无人机对其进行倾斜摄影获取影像数据，并对倾斜摄影测量的特点、关键技术，以及单镜头无人机倾斜摄影测量的系统组成、特点等理论知识进行阐述与研究，提出两种航摄方案作为此次研究的实验数据的获取方法。

其次，利用大疆精灵phantom4 pro多旋翼单镜头无人机进行倾斜摄影测量，在正射影像信息的基础上，代替传统手工获取侧面纹理信息，即根据预先提出的不同航摄方案，通过大疆dj go4和altizure飞控软件自动规划航线对图书馆进行多角度拍摄获取目标影像信息。

同时根据学校布设的控制点，利用gps-rtk测量模式测量一些明显角点作为检测点。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本文根据无人机和倾斜摄影技术在国内外的发展情况以及在其技术支持下建立城市三维模型的巨大应用前景，研究基于单镜头无人机倾斜摄影支持下的建筑物三维模型构建。首先，根据航摄方案获取影像数据，即利用大疆精灵phantom4 pro多旋翼无人机以图书馆为航拍对象进行倾斜摄影，获取倾斜摄影数据并整理。其次，获取外业控制点及检查点坐标，即利用海兴达gps接收机采用gps-rtk测量模式测量布设的控制点及检查点坐标，导出数据并整理。然后，利用context capture软件，进行空中三角测量处理、贴纹理处理等，最终得到建模成果。最后，通过分析比较不同航摄方案得到的模型精度，得出结论并撰写毕业论文。

论文主要过程如下：（1）课题选择（2）文献资料阅读（3）航摄方案设计（4）影像信息获取和外业控制点测量（5）三维建模（6）精度分析（7）总结

进度安排：

4. 参考文献

[1] 乔冠宇. 探究倾斜摄影测量技术的应用及展望[j]. 电子技术与软件工程, 2016.

[2] 李卉. 无人机倾斜摄影测量应用于建筑物三维建模研究[d]. 辽宁工程技术大学, 2014.

[3] 李凌霄. 多旋翼无人机单镜头倾斜影像采集关键技术研究[d]. 长江科学院, 2016，（11）：99-103，115.