城市高楼与高山等高落差区域倾斜摄影三维建模
1. 高楼航飞的建模难点在现目前的技术水平下,随着建筑物高度增加,建模的难度就会提升。一是高楼会增加作业的风险,无人机撞高楼或者失控伤人概率增加。二是随着楼高增加,高层的高楼部分重叠度急剧下降,导致模型楼顶拉花,空洞严重。△某百米高楼建模效果 2.高楼航飞解决方案一般来说,相机的视场角是由传感器尺寸和焦距决定,航测相机的视场角是固定的,相机相对被摄物体越远,拍摄的内容物就越多,距离越近拍摄范围就越小。在城市区域作业时,由于楼层过高的原因,高楼上层区域和地面的重叠率会有明显区别,楼层越高,重叠率不足越严重,模型顶部出现空洞、拉花、扭曲等现象的概率也就越大。为解决高楼对重叠率的影响,可以用以下几种方法:- 增大飞行重叠率以很高的重叠率飞行来保证楼顶实际重叠率,这种方法适用于高楼密布的测区。一般而言,航拍时覆盖的影像越多,所包含的空间和纹理信息就越多,建模的效果就会越好。对于高楼而言,适度的提高重叠度对于模型效果有很大的改善。不过,过高的旁向重叠度会急剧降低外业数据采集的效率和内业数据处理的效率,空三分层等问题的概率也会提升。所以建议客户根据实际情况,合理增大飞行重叠率。- 部分补飞对于高楼不多的测区,大多按照航向80%,旁向70%的重叠率进行飞行作业,针对重叠度不够的高楼可以后续再进行单独补飞。- 增大相机焦距在分辨率、重叠度相同的条件下,长焦距镜头能够增加楼顶的实际重叠度和保证足够安全的航飞高度,实现高楼更好的建模效果。不过,研发人员在实验时发现,利用长焦距镜头采集的数据和图像信息在建模时出现了比较严重的屋檐下拉花现象,这是因为在地面分辨率相同的情况下,镜头焦距越长,无人机航高越高,屋檐下面的盲区就越多。如下图所示,相对于短焦镜头来说,长焦镜头被遮挡的视野更多。因此,对于倾斜摄影而言,并不能单独追求焦距的长或者短。焦距的长短与模型的效果、航飞效率等密切相关。航高与建模效果存在一定的矛盾关系。 三、山地航飞高落差山地区域的数据采集与建模任务同样让人头疼,特别是在云贵川某些地形起伏较大的区域,常规的作业方式难以满足项目需要。1. 山地航飞的建模难点由于山地高低落差较大,普通的飞行方式满足不了重叠率和分辨率的统一,容易存在地势较低地区重叠率高、分辨率低,地势较高地区重叠率低、分辨率高的问题,造成数据处理空三分层或者建模后效果差的问题。2. 山地航飞解决方案为避免以上问题的出现,山地飞行一般采取以下几种飞行方式:- 分层飞行高低落差大的区域单一飞行高度无法满足建模要求,采取随山地起伏进行分层的方法飞行,尽量保证飞机相对于山体的高度一致。需注意以下几点:1. 单层航线比较小的话,可以一个航线飞完暂停,重新上传下一个航线,不用重新起降飞机,节省电。2. 分层航线注意每次换航线之前更改合适的返航高度。- 仿地飞行地面站导入测区DEM高程文件,基于高程文件生成相对于地面高低起伏的航线用于航飞建模(此方式多用于多旋翼)。不过仿地飞行需要导入数字高程模型,设置航点,事先需要先飞行一次,与分层飞行方式相比,增加了作业时间和作业量。此外,仿地飞行无法对高压线等高层危险物做出很好的规避,在实际作业中,的确有客户因为没有设计好航线造成无人机挂高压线或者撞基站的情况发生,所以建议客户根据实际情况,合理使用仿地飞行。 △航片中的基站- 贴近摄影测量贴近摄影测量是利用拍摄设备贴近物体表面摄影,获取(亚厘米级)高清影像,并进行摄影测量处理,从而恢复被摄对象的精确坐标和精细形状结构来解决精细三维模型,弥补了其他摄影测量无法达到的精度要求,可以为建筑物、地质等物体的数字化重建提供一种有效的补充手段。某些山区高低落差过大,坡度过陡,分层飞行和仿地飞行都无法有效解决,这时利用无人机进行立面扫描可有效解决高落差、坡度陡山区的立面测量。贴近摄影测量总结:1. “贴近”与“倾斜”融合,通过两种方式进行融合来提高模型的精细程度。2. 优化拍摄方式,加上每组照片的位置信息。3. 把技术应用到项目中。---相关阅读推荐:
2022-01-25
倾斜摄影测量在实景三维建模中的关键技术研究
三维城市运用描述城市地上景观的三维模型来表达数字城市空间信息,是表达城市信息的重要载体,对城市规划、建设、管理和应急响应有着及其重要的作用,三维城市已经展现出其较高的经济价值和应用潜力。传统的三维城市模型生产制作是结合遥感影像图和地形图,得到精确的、可靠性强的建筑物模型、道路模型及其他景观小品模型,将组成城市要件的各类三维模型集成为三维城市场景,这种方法适合于普通精度的三维城市建模,但是对于高精度、高仿真、大区域的建模,传统方法势必需要投入更多的作业人员,其建模速度、效率以及时效难以满足三维城市的应用。 1、倾斜摄影测量概述 1.1 倾斜摄影测量技术倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。拍摄相片时同时记录航高、旁向重叠度、GPS坐标数据等,为后续三维建模的分析整理提供有利条件。 1.2 倾斜摄影技术特点将无人机倾斜摄影测量技术应用于构建三维城市,具有以下特点:第一,可操作性强。获取数据途径简便快捷,后续无需作业人员再次现场拍摄;数据处理主要通过计算机软件解算,自动化程度高;第二,三维模型更接近真实场景。相比于只从垂直角度拍摄的正射影像,大量倾斜影像可提供建筑物多角度纹理信息,补充地物的侧面细节,使建模效果符合人眼真实场景,弥补了人工建模仿真度低的缺陷;第三,投入成本低。在相同的拍照时长中获取五倍数据,大量数据为批量进行特征点提取和同名点匹配提供先决条件,缩短节省建模时间,节约劳动力成本;直接获取建筑物多面信息,减少航拍次数,降低仪器损耗;第四,具有较大的视场角。增添倾斜角度的航摄相机后,可根据倾斜摄影相机安放角度不同,可适当调节视场角。 2、倾斜摄影测量在中的关键技术研究 2.1 试验区概况本次试验位于山西省东南部的某县城,地处上党盆地西侧,东望太行与长治县搭界,西枕太岳与沁水、安泽为邻,南接高平、北毗屯留,地势西高东低,呈三级阶梯状。该地属温带半湿润大陆性气候,气候温和,四季分明,年平均气温9.2℃。摄区地势平坦,房屋建筑密集,建筑高度适中,航摄面积约为40.5km2。 2.2 倾斜影像数据获取利用北京四维远见SWDC-5倾斜航摄仪对试验区进行倾斜摄影,东西向竖直飞行19条航线,设置67×19个曝光点,获取下视和斜视共计6365张真彩色航空影像以及下视影像原始POS数据。相片航向重叠和旁像重叠为70%,飞机相对航高750m。SWDC-5相机的摄影倾角为450、相幅大小8176×6132、下/斜视焦距为82.1mm/50.7mm,同时在航摄区域内布设了密集的相控点和检查点,采用WGS-84坐标系,其精度满足1:1000大比例尺成图要求。SWDC-5倾斜航摄仪由五台非量测型的相机集成而成,由于非量测型相机不能提供内方位元素,且在相机安装调试阶段会产生一些残余相差,这样会造成较大的光学畸变,所以在航空摄影前需要对相机进行严格标定,通过检校获取相机内方位元素和各项畸变参数。采用空间后方交会数学模型对非量测相机进行检校,解求出相机内外方位元素及畸变参数。由于本试验采用的是“下视影像POS数据+相机相对位置关系”的方式进行数据导入以恢复倾斜影像粗略的外方位元素,为了获得下视相机与侧视相机之间安装的相对位置关系,在执行航拍任务前需要在检校场对倾斜相机进行平台检校,同时为了保证倾斜影像外方位元素的精度,在下视影像POS数据导入之前,需利用下视影像、下视相机参数及下视影像粗略外方位元素进行空三解算,以获取下视影像精确地外方位元素。 2.3本试验采用Smart3Dcapture建模软件进行全自动快速建模生产,其生产流程如下: 2.3.1数据预处理首先创建photos.csv文件,其中包括倾斜影像数据的存储路径及下视影像的POS信息;其次创建cameras.csv文件,该文件记录每个相机的像素、像幅、焦距、主点、相机旋转参数方向参数及相机之间相对位置姿态参数等信息,主要用于创建空三工程时设置相机参数;最后根据创建好photos.csv和cameras.csv文件由工具生成block.xml文件,xml文件记录了工程的影像POS信息和相机参数信息。打开Smart3D Capture Master,导入预先生成的block.xml文件,软件自动根据block文件创建工程。导入block文件后,检查影像排序和相机旋转方向是否正确。 2.3.2空三加密检查无误后,输入相应的数据参数提交空三工程。Smart3D首先会对五个视角的影像进行大量特征点提取,对获取的特征点采用多基线多特征匹配技术自动匹配同名点,然后采用光束法区域网平差进行整体平差计算,剔除粗差点。反复进行平差计算、点位调整,直到空三结果满足要求,输出空三加密报告,实现多视角影像空三解算,最后得到每张影像精确的外方位元素及消除畸变差的影像,以供后续三维重建使用。 2.3.3三维模型构建Smart3D系统的三维重建过程是基于瓦片技术,本次试验把建模区域共分割成为672个300m×300m的“Tile”,将每一个瓦片打包建立成为一个任务,利用消除畸变差的多视影像和空三优化后的高精度外方位元素构建立体像对,采用多视影像密集匹配技术生成地物超高密度三维点云,然后按照设置的优先等级对分割区域内的三维点云构建不同层次细节度的不规则三角网(TIN)模型,通过三角网优化及简化后生成带白模的三维模型,然后在经过畸变差改正和匀光匀色处理后的影像上全自动提取位置对应的纹理信息,并将其映射到对应的模型的三角面片上,实现纹理贴附,最终生成纹理清晰逼真的城市三维模型成果。 结束语综上所述,利用SWDC-5倾斜航摄仪和Smart3Dcapture建模软件生成的该县城的三维模型平面精度较高,从该县城的三维模型成果展示中可以看出,模型完整,纹理真实,尤其对立面细节上表现良好,能够将建筑的悬挂及镂空部分构建出来,真实地反应了地物地貌特征。本文《整理发布,如需转载,请注明出处及链接:---相关阅读推荐:
2021-12-23
浅谈实景三维模型在城乡规划中的应用
在自然资源部信息化建设总体方案中也明确提出要建立三维自然资源一张图,当前作为自然资源体系下的城乡规划,也应该实现各项国土空间规划由二维向三维转变。 倾斜摄影技术传统的三维建模制作工艺主要是用影像或者线画图作为底图,纹理贴图一般现场拍照,建筑高度信息依赖已有的数据或者直接估算,存在建模周期长,模型精度差和与实景差距大等缺点。是近些年来发展的新型航测技术,其主要原理是通过旋翼、固定翼等飞行平台搭载多镜头传感器,从而实现从垂直和倾斜角度同时对影像进行采集。采用多旋翼搭载五拼镜头,可以方便快捷的实现一个垂直和四个倾斜角度同时采集高分辨率影像数据。 实景三维重建优势 1、高分辨率实景纹理、反映真实世界基于倾斜摄影的实景三维能真实的反映现实世界,模型形态和色彩近乎对真实地物地貌的复制。可以从不同角度对目标进行观察,弥补了传统三维建模不真实以及正射影像二维平面的缺点。 2、高精度空间信息、可量测性基于高分辨率影像和控制点的三维重建可以获得具有可量测的高精度三维模型,基于第三方软件,可以方便的进行三维高度、长度、面积等量测。 3、高效率作业模式、保证数据现势性基于多旋翼等超低空飞行平台的倾斜摄影,方便快捷,使得实景三维重建周期短、现势性强,能够满足城市规划对底图的现势性要求。 在城乡规划中的应用 1、三维辅助规划决策在城市和乡村的重要项目中,一般会设计多个方案供选择决策,传统的方案对比依赖于城乡规划人员的经验,而基于实景三维的规划决策则把规划方案放到真实的城市里。对方案涉及的城乡环境进行倾斜摄影三维重建,然后把多个设计方案模型化后置于实景建模后的环境中,城乡规划人员、专家等决策者可以多角度的对不同方案进行三维浏览对比分析。能够基于三维空间对规划方案进行淹没分析,天际线影响分析、日照分析、市容市貌分析等,能够直观的分析规划方案对现有的城乡空间带来的利弊,有利于城乡规划人员、专家和领导决策者对不同的规划设计方案进行研讨与最终方案的评审。 2、项目进度管理在规划项目落地后,项目建设周期和施工进度管理就成了重点,尤其是关乎民生的重大项目,其建设进度是城乡规划管理和市政府的重要关注内容。传统的项目进度管理体现出来的一个个不直观的数据,而采用倾斜摄影技术定期对建设项目进行数据采集,生成现势性强的实景三维模型,可以直观清晰的反映项目的建设进度,并且可以对项目建设工地安全状况等进行评估。 3、规划竣工验收传统的城乡规划竣工主要是基于传统测绘技术进行竣工测量,得到二维线画图和规划核实数据,存在周期长、成果单一等缺点,而采用倾斜摄影技术,可以得到实景三维模型、真正射影像、点云等数据。基于实景三维可以进行线画图生产、规划竣工核实数据量测、立面生成等,成果丰富且测量周期短。配合激光点云等技术手段,可以对建筑室内进行建模,规划管理人员可以基于室内外一体化的实景三维对未竣工验收项目的建筑风貌、建筑高度、日照影响等进行管理。 4、违建管理在项目竣工验收之后,违建管理也是一大难题。城乡管理人员采用的传统手段一般是对管理区域进行周期性的巡逻,效果不佳且耗费大量人力物力,并且对于屋顶违建等目力不可及之处更是鞭长莫及。而采用倾斜摄影手段,可以快速获得可量测实景三维模型,可以定性判别已建和在建的违法建筑,并且定量分析违建建筑的面积、层数等空间信息。 结语基于倾斜摄影的实景三维重建能直观的反映真实世界,并且具有真实准确的地理坐标,在城乡建设的规划设计、规划项目管理、规划竣工验收、违建管理的整个过程中都能发挥重要作用,随着技术的发展和进步,在城乡规划管理和决策过程必将发挥更大的作用。本文《整理发布,如需转载,请注明出处及链接:https://www.dayancloud.com/news/post-id-1202---相关阅读推荐:
2021-12-02
无人机倾斜摄影的城市三维建模方法优化
传统的三维城市模型生产制作是结合遥感影像图和地形图来得到精确、逼真的建筑物模型、道路模型及其他景观小品模型,将组成城市要件的各类三维模型集成为三维城市场景。这种方法适合于普通精度的三维城市建模,但是对于高精度、高仿真、大区域的建模,传统方法势必需要投入更多的作业人员,其建模速度、效率及时效难以满足三维城市的应用。三维城市建模也可以利用三维激光扫描获取地面三维几何数据,运用激光测距原理快速建立物体三维模型,但是该方法不能解决纹理数据获取和处理的问题,纹理贴图依然需要依靠大量人机交互来完成,无法提高城市三维建模效率和城市三维模型的逼真度。 一、 无人机倾斜摄影测量技术1. 无人机技术无人机是利用无线电遥控和自动程序控制的无人飞机或飞行器,包括固定翼、多旋翼、飞艇、直升机等多个机种。无人机具有机动、快速、经济的优势,其结构简单、机体重量轻、使用成本低、数字化和智能化程度高,应用范围和领域更为广阔,在快速获取国土资源、自然环境、应急救灾现势数据及测绘领域有着突出的效率和优势。2. 随着航空摄影技术的创新和发展,倾斜摄影测量技术扩大了遥感影像的应用范围,颠覆了传统航空摄影只从正摄角度采集影像的方式,其运用多角度相机同步获取地面物体各个角度高分辨率的航摄影像。运用倾斜摄影测量技术生产的三维模型真实地反映了符合人眼视觉的城市场景,它结合GNSS技术,将三维城市纳入城市地理信息框架,展现出全面丰富的地理信息,在提升用户体验度的同时大大降低了三维城市建模的成本。无人机倾斜摄影测量技术特点如下:1)无人机飞行高度低,多角度相机组能够多方位、高覆盖获取地物顶面、侧面影像数据。2)相邻影像间航向重叠度和旁向重叠度高,影像表达内容丰富。3)少量的人工干预,自动化的影像匹配、建模,主要过程由计算机完成。4)实体侧面纹理可见:传统的数字正射影像图主要获取实体顶部纹理,而倾斜摄影技术能够同时映射侧面纹理。5)综合成本低:无人机倾斜摄影测量技术在数据采集和城市三维模型生产方面具有更高的效率,可以减少时间和人力成本。3. 国内外发展情况无人机出现于1917年,早期无人机主要应用于军事领域,用于作战、侦察和民用遥感。20世纪80年代以来,随着计算机技术、通信技术的发展及各类硬件传感器的面世,无人机性能得到不断提高,应用范围和领域不断拓展,续航时间和载荷重量大幅提高。本文探讨了摄影测量技术在三维城市建模过程中的各个关键技术环节,充分利用大量倾斜影像以实现城市的三维模型建设。HereMap面向全球发布了柏林、米兰、马德里、洛杉矶等城市的高分辨率倾斜摄影三维城市模型。其发布的所有倾斜模型都是利用低空飞行器包括无人机采集的倾斜影像重建而成,大区域的倾斜模型被分割为均匀的区块,建立细节层次模型并发布至网络,使用户能够在线浏览城市实景三维模型。我国的武汉、上海、天津、柳州等多个城市已经开展了基于无人机倾斜摄影测量技术三维城市的研究和模型生产,倾斜摄影测量城市三维建模技术已经用于可视化、城市空间规划和辅助决策等。 二、 基于无人机倾斜摄影的三维城市建模方法分析中国、美国及欧洲部分国家正在开展基于的三维城市模型生产和应用,对于城市三维建模,无人机倾斜摄影测量技术有以下优势:1)无人机机动性强、成本低,能够满足多种尺度的摄影测量数据采集。2)能够快速处理大范围场景的倾斜影像,建立具有高精度的真三维模型。3)高分辨率影像自动贴图,能够提高三维模型的生产效率。4)是可量测、可定位的三维模型,模型数据可以直接进行网络发布和共享应用。无人机倾斜摄影测量技术利用航空影像快速数据获取方法,可以一次性处理多幅影像,建立区域初始实景三维模型,该技术能够节约大量人工建模时间成本,提高三维城市发展的效率。利用无人机倾斜摄影影像进行三维城市模型的生产流程如下图所示。在实际的生产处理过程中,受无人机等设备、大气环境及软件算法的影响,实际模型会有一定的畸变和错误,引起视觉误差和应用障碍。主要的模型畸变及原因有:1)无人机姿态变化和颠簸影响影像重叠度、几何畸变等,造成模型凸包、破洞等。2)大气环境噪声引起的模型飞面、凸包等。3)不同时段光照引起的模型纹理不均匀、破洞等。4)像主点落水而引起的水面缺失等。5)影像分辨率不足或影像模糊而引起的地物模型边缘平滑等。引起模型缺陷的原因是多样的、复杂的,这也是当前阶段基于无人机倾斜摄影测量技术进行三维城市建模所面临的不可避免的问题,采用无人机倾斜摄影测量技术快速、高效生产三维城市模型并提高三维城市模型质量是亟待解决的问题。 三、 基于无人机倾斜摄影三维城市建模优化方法如前文所述,基于无人机倾斜摄影测量技术生产的初始三维模型通常有若干种畸变类型,某些畸变是由工程实施过程中难以避免的客观原因造成的,这种情况下,初始生产的实景三维模型难以满足应用需求。通过分析三维城市模型建设现状和模型成果的缺陷可知,现状三维城市模型需要改进的方面有:1)几何修复:对破洞进行修补,凸包抹平并还原,删除飞面等碎部。2)细部整饰:重要地物和标志物的三维模型整饰或替换。3)纹理修补:替换和修补不均匀纹理、清晰度不够的纹理等。实际上,纹理映射和曲面平滑始终伴随着几何修复的过程,如何在几何结构修复的同时提高从倾斜影像中提取纹理的速度,是目前主要的问题之一。1. 无人机倾斜摄影测量三维城市模型的二次处理结合传统建模的优点和成熟技术,对无人机倾斜摄影三维成果模型中需要改进的地物目标或区域进行二次处理的技术路线如下图所示。2. 利用空三成果快速修复模型摄影测量是根据若干均匀分布于区域内的控制点,运用立体测图技术,计算得到匹配加密点的高程和平面位置。空三加密过程是基于倾斜摄影测量技术三维建模的重要步骤,空三运算后的影像是经过校正和绝对定向的,多张影像间的同一匹配点能够准确叠合,影像上的任一点均具有空间几何信息,即具备定位性质和可量测性。系统性的无人机倾斜摄影测量三维重建成果包括初始化重建三维模型和空三加密成果,两个成果间具有内在的联系,Acute3D、街景工厂及其他倾斜摄影测量软件通常仅展示空三加密结果,利用系统性的成果特别是空三加密成果是提升模型质量的一个途径。开发一套模型辅助编辑系统,导入空三加密成果和初始化重建三维模型,根据空三技术和空三加密成果的特点,利用空三加密成果,对原始模型缺陷明显的目标和区域进行几何修复和纹理修补工作,主要的工作流程如下图所示。该编辑系统的核心功能有三维模型同名点搜索、空三影像纹理自动提取、模型交互制作等,所有功能组织以空三后的影像数据为核心,充分利用纠正的倾斜影像和加密点,进行模型纹理提取和定向、建模。该方法的优点在于倾斜影像纹理提取快捷,自动纹理获取能够节省大量的手动处理时间,系统允许通过同名点将多张影像进行穿刺和对比,选择影像倾斜、变形纠正小的倾斜影像提取纹理并映射;在空三后的影像上绘制地物目标的结构线,并通过拉伸等方法实时制作三维模型实体并自动贴图,形成场景三维模型。 四、结束语在三维城市项目中,随着无人机倾斜摄影测量技术建模范围的增大,快速的倾斜影像采集和自动化空三及建模在效率上显现出强大的优势。但是受不可抗拒因素的影响,无人机倾斜摄影测量技术自动化生产三维模型有一定的限制,模型局部和细节缺陷使得倾斜摄影测量三维模型难以满足应用要求,需要研究基于无人机倾斜摄影测量技术的城市三维模型质量提升方案,本文提出的人工干预方法和空三成果的辅助应用建模优化方案已经在工程和应用项目中进行了验证,对模型中有明显缺陷和不足的局部进行模型修改和重建,大大提升了三维城市模型生产的质量和效率。新用户注册大雁云-实景三维重建平台,即可领取价值200元新手券~本文《整理发布,如需转载,请注明出处及链接:https://www.dayancloud.com/news/post-id-1125---相关阅读推荐:
2021-11-26
倾斜摄影实景三维重建在电力巡检领域的应用
随着城市建设的飞速发展,建设环境日益恶化,地质灾害频繁发生,输电线路走廊规划设计难度日益加大。采用传统的测量方式对输电线路走廊资源进行调查,工作量大、效率低,成本高,难以满足电网建设需求。针对上述问题,本文提出了利用倾斜摄影技术进行实景三维建模的方法对输电线路走廊资源进行快速调查,可有效提高输电线路的设计质量,优化工程建设投资造价,保护生态环境。 1、倾斜摄影工作原理及技术优势1.1 倾斜摄影测量原理技术是国际测绘遥感领域新兴发展起来的一项高新技术,融合了传统的航空摄影和近景测量技术,颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、前视、左视、右视与后视共5个不同的角度采集影像。其中,垂直摄影影像,可经过传统航空摄影测量技术处理,制作4D(DEM、DOM、DLG与DRG)产品;前视、左视、右视与后视4个倾斜摄影影像,倾斜角度在15°~45°之间,可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。通过高效自动化的三维建模技术,快速构建具有准确地物地理位置信息的真三维空间场景,直观地掌握目标区域内地形地貌与所有建筑物的细节特征,可为电力和水利工程建设、地质灾害应急指挥等提供现势、详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和公共服务。1.2 技术流程目前,采用倾斜摄影技术进行三维建模,利用地物的垂直与倾斜影像以及少量的地面控制点,构建基于真实影像纹理的高分辨率真三维模型。可将生产的三维模型数据导入GIS平台进行应用分析,如对输电线路拥挤地段建筑物进行坐标、距离量测和面积统计,绘制拥挤地段平面图;准确量测交叉跨越铁塔高度、优化交叉跨越设计等。1.3 技术优势倾斜摄影技术具有以下优势:(1)高分辨率。倾斜摄影平台搭载于低空飞行器,可获取厘米级高分辨率的垂直和倾斜影像。(2)获取丰富的地物纹理信息。倾斜摄影从多个不同的角度采集影像,能够获取地物侧面更加真实丰富的纹理信息,弥补了正射影像只能获取地物顶面纹理的不足。(3)高效自动化的三维模型生产。通过垂直与倾斜影像的全自动联合空三加密,无需人工干预,即可全自动化纹理映射,并构建三维模型。(4)逼真的三维空间场景。通过影像构建的真实三维场景,不仅拥有准确地物地理位置坐标信息,并且可精细的表达地物的细节特征,包括突出的屋顶和外墙,以及地形地貌等精细特征。 2、倾斜摄影技术在输电线路走廊资源快速调查中的应用利用倾斜摄影技术快速构建目标区域三维空间场景,对输电线路走廊通道资源快速进行调查,合理避让城镇规划、大型工矿企业、自然保护区、林木密集覆盖区,以及高山大岭、重冰区等险恶地形与恶劣地质区,使线路设计安全可靠,经济合理,减少线路工程建设对地方经济发展的影响。2.1 准确量测走廊通道内建筑物拆迁面积倾斜摄影测量所生产的实景三维模型,具有时效好、精度高、信息丰富的特点,可准确量测地物的坐标、宽度、高度和面积等。在真三维模型上进行精细化判读与室内量测,对输电线路拥挤地段建筑物楼层数与实际面积进行快速统计,从而有效估算线路工程建设所必需的房屋拆迁量,使工程赔偿造价准确合理,降低施工民事难度。2.2 准确确定林区植被属性与覆盖范围对于输电线路走廊通道内林木密集覆盖区,在真三维模型上可直观地判断出林木种类与分布范围,并准确量测出地表林木高度;通过线路路径优化设计,有效避让林木密集区,减少线路在林木区,尤其是生长较快的桉树林区中的长度,降低设计铁塔高度和林木砍伐量,有效控制青苗赔偿费用,保护生态环境。2.3 快速调查险恶地形与恶劣地质区通过逼真的三维环境,设计人员可快速直观地掌握输电线路走廊通道内的地形地貌细节特征,在经济合理的前提下,路径选择尽量避让崩塌、滑坡、高山大岭、重冰区、水网,以及矿产采空区等险恶地形与恶劣地质区,确保每基塔位不会出现因地形、地质因素导致不能立塔的问题,有利于线路后续协调与施工,使新建线路更加安全可靠。2.4 快速量测交叉跨越高度对于铁路、高速公路、已建输电线路等沿线重要交叉跨越,在真三维模型上可准确量测被跨越物的坐标、距离与高度信息,合理优化线路路径跨越位置,有利于跨越塔架立和放线施工,有效控制工程投资造价。同时,综合协调需建线路与沿线交叉跨越设施的矛盾,减少交叉跨越已建输电线路,特别是高电压等级的输电线路,降低施工过程中的停电损失,实现电力建设与经济建设的和谐发展。 3、结语综上所述,将倾斜摄影技术应用于输电线路走廊资源快速调查中,具有创新性和先进性。通过时效好、精度高的实景三维模型对输电线路进行优化设计,尤其在建筑物拥挤地区、林木密集覆盖区、恶劣地质区和交叉跨越设施复杂地区,可有效提升输电线路的设计质量与深度,降低线路曲折度,使线路路径设计参数达到最佳,优化工程建设投资造价。目前,倾斜摄影测量所生产的三维模型还存在部分缺陷,主要体现在:在楼间距狭小的建筑物密集区,因建筑物的遮挡而造成底部变形较大;路灯、电力线等截面过小地物,特征点匹配较少而造成模型缺失;水面、玻璃等光滑表面缺少纹理特征,无法匹配特征点而产生模型漏洞等,今后可研究将地面三维激光扫描数据与倾斜摄影数据相融合,修补与完善三维模型。随着倾斜摄影技术的快速发展和日渐成熟,将在输电线路走廊资源快速调查中发挥越来越大的作用,对输电线路的设计、施工与运行带来革命性的变化。新用户注册大雁云,即可获得价值200元无门槛实景三维重建券!本文《整理发布,如需转载,请注明出处及链接:https://www.dayancloud.com/news/post-id-1028---相关阅读推荐:
2021-10-28
基于倾斜摄影技术的实景三维重建目前应用领域主要有哪些?
是国际摄影测量领域近十几年发展起来的一项高新技术,该技术通过从一个垂直、四个倾斜、五个不同的视角同步采集影像,获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理。它不仅能够真实地反映地物情况,高精度地获取物方纹理信息,还可通过先进的定位、融合、建模等技术,生成真实的三维城市模型。该技术在欧美等发达国家已经广泛应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。 实景三维重建目前主流的应用领域: 一、智慧城市:主要有数字城管、工程建设管控、不动产登记、拆迁规划等。1、工程建设管控:如可以将设计BIM方案与实际的三维场景进行对比,实现方案设计对比,重大项目实施进度监控。2、数字化警用系统:如市民报案时,指挥中心接到市民报案时,可借助实景三维影像直观的了解案发现场环境;另外通过坐标自动同步匹配,省去了指挥中心人员判断事件位置的时间,提高营救效率。3、不动产登记:如房地一体项目,农村宅基地和集体建设用地使用权的确权登记在全国各地如火如荼开展着,十四五会议也明确提出了“实景三维”政策,未来倾斜摄影测量将大有可为。4、拆迁规划:基于3D模型,对拟建工程占用土地及附属建筑进行全方位模拟,同步将详查数据录入系统与进行关联,协助征地拆迁成本辅助计算、征拆计划及进度的管理。 二、智慧旅游:主要有三维景区、古建筑数字化、特色小镇、虚拟旅游、矿区web点云的浏览和量算1、三维景区:如实景三维海南。对整个海南岛进行,带给游客身临其境的感觉。2、古建筑数字化:如西安古城墙。通过无人机近景摄影测量技术获取古城墙及附属建筑物的影像数据,对古城墙及建筑物进行三维重建,实现对古城墙的数字化及信息化,助力古城墙的管理保护工作。3、特色小镇:谭家桥小镇规划设计。 三、应急测绘:震后三维实景重建、爆炸区侦探与重建、山体滑坡灾后评估、灾区调查、灾害评估1、震后三维实景重建:对灾区进行三维重建,以期为救灾抢险提供一份帮助。2、滑坡泥石流灾后评估:实景三维立体模型可降低调查人员的劳动强度和作业风险,节省人力,提高地质灾害应急调查工作的效率,是地震灾区最有效和安全的勘测方式。 四、电力:地下管网、电力巡检、石油和天然气管道巡检、地铁安违建巡检、绘制平断面图、塔基地形图、跨房图等1、电力巡检:通过无人机进行光伏板航拍检查、输电塔航拍检查、升压站设备航拍检查等各类巡检任务,并提供清晰可靠的视频和照片数据,用于后续数据处理和故障分析。2、绘制平断面图、塔基地形图等:基于倾斜摄影测量技术生产的实景三维模型具有精度高、质量好、纹理信息丰富的特点,利用实景三维模型可以极大地提高三维数字化正向设计制图质量。 五、矿业领域:主要包括安全数字化管理、数字化矿山、辅助矿山生态环境治理、矿坑的设计决策、矿区三维可视化1、数字化矿山:实现矿山安全监测管理从二维向三维,从单一数据向多元数据的转变,为煤矿安全监管提供新的发展方向。2、辅助矿山生态环境治理:在矿区三维场景中进行地形修改设计、护坡及台阶设计、园林和行道树的绿化设计、道路设计、人工湖及沟渠的水系设计、挡土墙设计,并可自动化计算三维化设计的土方量,辅助矿山生态环境治理。 六、林业、水利:主要包括水工程建设周期管理、三维信息可视化、林业调查、投资分析、施工管理1、林业:如利用倾斜摄影技术寻找枯树、死树,大大节省了人力,提高了巡检的效率。2、水利:利用三维实景进行工程分析、施工管理和库区移民评估等工作。 七、国防军事:主要包括城市规划、军事模拟仿真、三维战场态势研究、虚拟战略部署。城市规划: 在城市规划前需要进行不同方案的比较、论证及分析。三维模型可以使规划设计更真实可靠,景观空间能够得到最佳展示。在中,可实时进行项目调整、规划设计及构思,辅助公众进一步理解规划设计方案。军事领域:在军事测绘导航、虚拟战场构建、无人作战应用、军事医疗救护和装备制造维修等军事领域广泛应用,在目标指示、模拟训练、无人系统、卫勤工作和装备保障等方面为军事训练及军事技术的发展提供技术支持。---相关阅读推荐:
2021-04-21
基于无人机倾斜摄影技术的三维建模
实景三维重建近年来,随着我国城市建设的快速发展,城镇化进程口益加快,各个行业都在积极 响应数字化、智慧化的号召,对城市和地表空间基础信息的需求与口俱增,需要更加完整、真实以及高精度的空间信息数据来辅助完成各项工作,在越来越多的领域得到应用。是由传统航空摄影发展而来的,与传统航空摄影技术相比,该技术能够较为全面、清晰且高精度地感知目标物的复杂场景,其获得的数据成果能更加真实客观地反映目标物的实际情况,还可获取目标物的绝对位置、高度等属性信息,保证目标物成果的真实性及精度的可靠性。同时相较于传统人工建模手段该技术的建模效率得到很大提高,一般而言,一个中小城市采用传统人工建模的方式进行模型构建需要一到两年的时间才能完成,而采用无人机倾斜摄影技术进行模型构建则只需要三到五个月的时间,大大缩减了数据采集及模型生产的时间周期和经济成本。该技术可以快速高效地获取目标物的影像数据,实现真实完整的三维实景重建。 无人机倾斜摄影技术倾斜摄影测量技术作为一门革新性的测绘技术,近年来在无人机技术的支撑下得到了飞速发展,尤其在全面快速地构建三维实景模型方面,具有重要的实践应用价值。 无人机与倾斜摄影技术相结合进行无人机倾斜摄影测量是当前测绘行业的研究热点。传统的航空摄影是在飞行平台上搭载一台传感器从垂直方向进行拍摄,只能获取目标物的顶部信息数据,无法全面获取目标物的侧面信息及纹理,具有一定的局限性;而无人机倾斜摄影技术是在无人机平台上搭载多台传感器,从5个不同的角度同时进行拍摄完成数据采集。倾斜摄影技术从多个角度观察目标物,能更加真实直观地反映目标物的实际情况,同时侧视影像能较好地采集目标物的侧面信息及纹理,弥补了传统航空摄影的局限性。相较于传统人工建模手段,基于无人机倾斜摄影的三维建模技术不仅有效提高了工作效率,还缩短了数据获取的时间,降低了人力与物力成本。 基于无人机倾斜摄影三维建模的技术流程无人机搭载倾斜相机获取目标物的多视影像,联合POS信息及像控点数据通过建模软件进行数据处理实现三维实景模型的构建。在三维重建过程中,采集的倾斜影像的分辨率,POS数据的质量以及像控点的分布等因素对模型成果的精度有直接影响。随着倾斜摄影技术的兴起,对倾斜相机、机载RTK等都进行了深入研究,并获得一定的成果。随着城市建设与测绘技术的发展,对三维模型的精度提出了更高的要求,目前市场上常用的实景建模平台主要包括大雁云实景三维建模平台、大势智慧、大疆智图、千寻云图等,这些平台在全自动化建模方面发展已较为成熟。大雁云实景三维建模平台是深圳市瑞云科技有限公司旗下专注于真实世界的高精度采集、三维数字化重建和服务方面的软硬件产品关键技术开发与应用,在城市高精度三维建模、应用和文化遗产数字化保护领域具有强大的技术优势。
2021-04-01
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