无人机影像点云与地面激光点云配准的三维建模方法

第２９卷第４期

测㊀绘㊀工㊀程V o l ２９,N o ４２０２０年７月

E n g i n e e r i n g o f S u r v e y i n g a n d M a p p i n g J u l ．,２０２０引用著录：段平，李佳，李海昆，等．无人机影像点云与地面激光点云配准的三维建模方法[J ]．测绘工程,２０２０,２９(４):４４Ｇ４７．D O I :１０１９３４９/j c n k i i s s n １００６Ｇ７９４９２０２００４００９无人机影像点云与地面激光点云配准的三维建模方法

段㊀平１,２,３，李㊀佳１,２,３，李海昆１,２,３，王明果４，王云川１,

２,３(１．云南师范大学旅游与地理科学学院，云南昆明６５０５００;２．云南省高校资源与环境遥感重点实验室，云南昆明６５０５００;

３．云南省地理空间信息工程技术研究中心，云南昆明６５０５００;４．云南省地质科学研究院，云南昆明６５００５１)摘㊀要：地面激光扫描仪(T e r r e s t r i a l L a s e r S c a n n e r ,T L S )能够快速地获取高大建筑物侧面点云数据，但较难获取其顶部点云数据.无人机(u n m a n n e da e r i a l v e h i c l e s ,U A V )通过搭载五镜头倾斜摄影相机，能在短时间内获取高大建筑物的顶部影像，并基于摄影测量原理生成建筑物顶部的三维点云.文中针对高大建筑物的三维建模，首先通过

U A V 影像构建三维点云信息，然后将U V A 影像点云与T L S 点云数据进行配准后构建其三维模型.以云南师范大

学呈贡校区武之楼为例，分别采用单一源的两种数据进行三维建模，并与两种配准后的数据进行三维建模作比较，实例结果表明，配准后的数据建模更完整，效果更好，能更完整地表现出建筑物的信息.

关键词：点云；无人机影像；地面激光扫描仪；三维建模

中图分类号:P ２２８㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:１００６Ｇ７９４９(２０２０)０４Ｇ００４４Ｇ０４３D m o d e l i n g m e t h o d o fU A V i m a g e p o i n t c l o u d a n d g r o u n d l a s e r p o i n t c l o u d r e g

i s t r a t i o n D U A NP i n g １,２,３,L I J i a １,２,３,L IH a i k u n １,２,３,WA N G M i n g g u o ４,WA N G Y u n c h u a n １,２,

３(１．C o l l e g e o fT o u r i s ma n dG e o g r a p h i cS c i e n c e s ,Y u n n a nN o r m a lU n i v e r s i t y ,K u n m i n g ６５０５００,C h i n a ;２．K e y L a b o r a t o r y o f R e s o u r c e s a n dE n v i r o n m e n t a lR e m o t eS e n s i n g f o rU n i v e r s i t i e s i n Y u n n a n ,K u n m i n g ６５０５００,C h i n a ;３．C e n t e r f o rG e o s p

a t i a l I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y o f Y u n n a n P r o v i n c e ,K u n m i n g ６５０５００,C h i n a ;４．Y u n n a nI n s t i t u t eo f G e o l o g i c a l S c i e n c e s ,K u n m i n g ６５００５１,C h i n a )A

b s t r a

c t :T h e t e r r e s t r i a l l a s e r s c a n n e r (T L S )i s a b l e t o q u i c k l y a c q u i r e p o i n t c l o u do f t a l l b u i l

d i n g s ,b u t i t i s d i f f i c u l t t oo b t a i n t h

e t o pp o i n t c l o u d ．U n m a n n e da e r i a l v e h i c l e s (U A V s )a r e e q u i p p

e dw i t ha

f i v e Ｇl e n s t i l t c a m e r aw h i c hc a n c a p t u r e t h e t o p i m a

g e o f t a l l b u i l d i n g s i n a s

h o r t p e r

i o d o f t i m e a n d g e n e r a t e a t h r e e Ｇd i m e n s i o n a l p o i n t c l o u do n t o p o f t h e b u i l d i n g b a s e do n p h o t o g r a m m e t r y t h e o r y ．I n t h i s p a p e r ,f o r t h e ３D m o d e l i n g o f t a l lb u i l d i n g s ,t h e３D p o i n tc l o u d i n f o r m a t i o ni sc o n s t r u c t e db y U A Vi m a g e ,a n dt h e nt h e U V Ai m a g e p o i n tc l o u da n d T L S p o i n tc l o u dd a t aa r er e g

i s t e r e dt oc o n s t r u c t i t s３D m o d e l ．W u z h i l o u ,C h e n g g o n g C a m p u s ,Y u n n a n N o r m a lU n i v e r s i t y i s t a k e na sa ne x a m p l e ．T w ok i n d so fd a t a i su s e df o r c o n s t r u c t i n g ３D m o d e l i n g ．３D m o d e l i n g b e f o r ea n da f t e rr e g i s t r a t i o ni sc o m p a r e d ．T h ee x a m p

l er e s u l t s s h o w t h a t t h e d a t a m o d e l i n g a f t e r r e g i s t r a t i o n i s m o r e c o m p l e t e ,b e t t e r ．I t c a n m o r e c o m p l e t e r e p r e s e n t a t i o no f t h eb u i l d i n g ＇s i n f o r m a t i o n ．K e y w

o r d s :p o i n t c l o u d ;U A Vi m a g e ;t e r r e s t r i a l l a s e r s c a n n e r ;３D m o d e l i n g 收稿日期:２０１９Ｇ０５Ｇ２１基金项目：云南省教育厅基金资助项目(２０１８J S １４８)第一作者简介：段㊀平(１９８４－)，男，讲师，博士通信作者简介：李㊀佳(１９８４－)，女，讲师，博士．㊀㊀点云数据记录了研究对象表面的坐标信息,

可用于构建建筑物实景三维模型.获取点云的方式

有２种[１]：一种是采用三维激光扫描设备通过发射一定频率的激光记录物体表面反射信息，直接获取点云；另外一种是通过多视角具有一定重叠的影像中生成点云[２].无人机(u n m a n n e da e r i a l v e h i c l e s ,U A V )可挂

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