中海達(dá)影像小碟

中海達(dá)影像測(cè)量應(yīng)用篇│三維精細(xì)化建模

　　隨著我國“信息化”建設(shè)的不斷發(fā)展，在測(cè)繪領(lǐng)域中傳統(tǒng)的二維地圖已經(jīng)不能滿足人們對(duì)城市建設(shè)的需求，實(shí)景三維模型對(duì)地物的表達(dá)更加直觀并能真實(shí)反映實(shí)際情況，在礦山測(cè)量、城市規(guī)劃建設(shè)、防震減災(zāi)、地址勘察等領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用和發(fā)展。在城市數(shù)字化和智慧城市建設(shè)中，實(shí)景三維模型方面就變得尤為重要。如何快速的獲取地理空間信息并進(jìn)行實(shí)景三維建模已經(jīng)成為當(dāng)前的重要突破口。

　　項(xiàng)目需求

　　本演示項(xiàng)目以影像RTK+無人機(jī)空地一體化作業(yè)實(shí)現(xiàn)三維建模為例：

　　項(xiàng)目需要對(duì)主街道及兩邊仿古建筑物進(jìn)行三維重建，保存實(shí)景三維模型，測(cè)區(qū)范圍約90m*40m，涵蓋一條主街道及兩邊仿古建筑物。

　　痛點(diǎn)分析

　　對(duì)于實(shí)景三維建模，常見方式有兩種。

　　一、使用低空無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量，對(duì)物體的整體結(jié)構(gòu)及紋理進(jìn)行快速獲取，但由于無人機(jī)拍攝視角有限以及飛行安全的問題，存在房檐下、被遮擋物體等區(qū)域建模后發(fā)生扭曲、空洞、無紋理等現(xiàn)象，難以滿足三維精細(xì)化建模需求。

　　二、使用三維激光掃描作為無人機(jī)攝影測(cè)量地面補(bǔ)充，雖然其技術(shù)精度高，模型效果完整，但存在獲取的數(shù)據(jù)信息量大、設(shè)備昂貴、工作效率低等缺點(diǎn)，性價(jià)比較低。

　　實(shí)施方案

　　影像RTK可以在地面上以平視的角度、對(duì)建筑物進(jìn)行拍照，拍攝角度、位置和無人機(jī)航測(cè)視角天然互補(bǔ)，可以有效補(bǔ)充建筑物局部細(xì)節(jié)、紋理。通過低空無人機(jī)攝影測(cè)量和影像RTK攝影測(cè)量等多種測(cè)量方式相結(jié)合的方法，既能保留大場(chǎng)景三維模型的完整性，又可以突出局部細(xì)節(jié)特征，所得的三維模型可以大大擴(kuò)展攝影測(cè)量的服務(wù)領(lǐng)域。

▲外業(yè)作業(yè)流程

      項(xiàng)目?jī)?nèi)外業(yè)實(shí)施

　　外業(yè)實(shí)施：

　　本次外業(yè)數(shù)據(jù)采集使用一臺(tái)大疆精靈4RTK無人機(jī)和兩臺(tái)影像RTK主機(jī)協(xié)同作業(yè)。為確保無人機(jī)和影像小碟RTK主機(jī)采集的照片POS位置保持一致，本項(xiàng)目數(shù)據(jù)采集無人機(jī)和RTK統(tǒng)一使用中國移動(dòng)CORS差分服務(wù)，坐標(biāo)系統(tǒng)為CGCS2000。

　　▲外業(yè)作業(yè)

　　數(shù)據(jù)處理：

　　因項(xiàng)目涉及無人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)及影像RTK數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)處理采用TJH.DP_Smart專業(yè)版軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。首先分別建立區(qū)塊導(dǎo)入兩組影像RTK數(shù)據(jù)，這里導(dǎo)入照片后需要單獨(dú)導(dǎo)入影像RTK 的POS數(shù)據(jù)，這里需要選擇與無人機(jī)相同坐標(biāo)系統(tǒng)，以便后續(xù)合并空三數(shù)據(jù)。

　　▲影像RTK數(shù)據(jù)處理（左右滑動(dòng)查看更多）

　　隨后建立單獨(dú)區(qū)塊，導(dǎo)入無人機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。因無人機(jī)照片自帶POS及傾角等數(shù)據(jù)，導(dǎo)入后直接進(jìn)行空三計(jì)算即可。

　　▲無人機(jī)數(shù)據(jù)處理（左右滑動(dòng)查看更多）

　　在分別完成影像RTK和無人機(jī)數(shù)據(jù)處理后，分別導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的空三XML文件，通過軟件合并三組空三數(shù)據(jù)，隨后選擇項(xiàng)目所需區(qū)域進(jìn)行三維模型渲染重建。

　　▲合并空三三維重建（左右滑動(dòng)查看更多）

　　成果展示

　　▲無人機(jī)單獨(dú)建模（左圖）與無人機(jī)聯(lián)合影像RTK建模對(duì)比（右圖）

　　▲無人機(jī)單獨(dú)建模（左圖）與無人機(jī)聯(lián)合影像RTK建模對(duì)比（右圖）

　　▲影像RTK內(nèi)業(yè)成果（左右滑動(dòng)查看更多）

　　項(xiàng)目總結(jié)

　　通過本次測(cè)試，我們不難發(fā)現(xiàn)利用高精度RTK結(jié)合高清攝像頭進(jìn)行影像測(cè)量的方式可以有效的和無人機(jī)航測(cè)互補(bǔ)，最大程度保證三維模型的完整度。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

　　1、影像RTK協(xié)同無人機(jī)空地一體化作業(yè)方案，可以有效解決無人機(jī)攝影測(cè)量過程中因視角和飛行安全限制導(dǎo)致模型局部發(fā)生扭曲、空洞、無紋理問題，滿足三維建模場(chǎng)景的使用需求。

　　2、影像RTK協(xié)同無人機(jī)空地一體化作業(yè)方案，外業(yè)操作簡(jiǎn)單工作量小，工作效率高且具備極高的成本優(yōu)勢(shì)。　　空地一體化精細(xì)化建模？還得看影像小碟。

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