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    實景建模解決方案

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    實景建模解決方案


    1.實景模型技術服務


    傾斜攝影實景建模是近幾年測繪、設計及施工領域新興的三維建模技術,通過無人機搭載高分辨率傾斜相機等設備從不同角度對現場進行航拍數據采集,然后利用全自動三維建模軟件 ContextCapture 對采集的照片、點云、視頻等數據進行空三解算后快速創建厘米級的實景模型。從而為各種類型的基礎設施項目輕松快速地提供設計、施工和運營決策的背景信息。


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    艾三維技術信息技術有限公司結合多年項目經驗和技術團隊實力借助于完善的 Bentley 系列軟件平臺,開發出了自己獨特的傾斜攝影實景建模全流程技術,在歷次實景工程項目和客戶服務項目中廣受好評。

    結合實景模型的特點,可以從工程前期、工程中期和工程后期為改造工程提供多方位的解決方案。 通過建立施工前的現場實景模型,可進行設計方案評估、施工前期拆遷方案、施工組織方案、施工方案模擬,施工現場測量、施工質量測定、施工進度管理、施工項目管理、實景 VR 漫游、項目后期運維平臺等應用。


    1.1外業數據采集


    三維實景建模采集航拍數據的幾個基本原則:
    1、圖像精度越高三維效果越好。 飛得越低,相片分辨率越高,CCD幅面越大,自然獲取的三維結果更好。同時圖像的三維效果比視頻要好。

    2、飛機要動起來。 切忌定點轉動相機像拍攝全景圖一樣拍攝單獨一組圖像。一定要移動飛機拍攝多組圖像。

    3、相片之間的重疊度要大,70%是基本,80%~85%左右最佳,90%以上的話太浪費圖像了。

    拍攝模式:
    1、  環繞飛行

    2、  折線飛行

    建模1建模2

    ①飛行軌跡:飛機需要按圖示折線路線飛行覆蓋目標區域。飛行軌跡需要比實際采集區域外擴些許。
    ②圖像重疊度:圖像重疊度需要至少70%。
    ③拍攝角度:除了讓相機垂直于地面拍攝圖像,還需要讓相機傾斜與垂直方向成30-40度角。并且在東南西北四個方向上拍攝傾斜圖像

    部分無人機配置:

    3

    無人機配置01

    4

    無人機配置02

    1.2內業建模軟件介紹


    5

    建模軟件架構



    6

    7

    ContextCapture三維實景建模軟件


    軟件介紹:

    ContextCapture CenterMaster  :編輯任務并分配任務,不進行計算

    ContextCapture CenterEngine  :引擎,負責計算模型

    Acute3D Viewer                :瀏覽器,查看模型

    ContextCapture Center Settings:任務計算路徑

    1.2.1空三設置流程

    1.新建項目(ContextCapture Center Master)

    點擊New project 按鈕 → 依次填入工程名稱和工稱目錄(不要有中文字符)

    8


    2. 點擊new block 創建一個新的區塊,或者導入區塊,區塊可以重命名

    3. 選擇photos選項添加照片 (無照片信息的需導入POS數據)

    4. 3Dview 可以查看照片位置信息和傾斜角度

    5. surveys添加控制點

    6. remove刪除照片

    7. 點擊check imagefiles檢查照片文件

    8. Import positions 導入位置信息pos數據

    9. 選擇general 點擊右側按鈕

    9

    10



    10.輸入工作目錄名稱

    11

    12


    空三需要重新計算時,可以選擇第二個 ▽

    14

    13



    11.設置好后點擊開始,開始空三計算

    開啟ContextCapture Center Engine(黃色圖標)開始進行空三運算

    待空三運算以及檢查完后完成之后,點擊右下方Newreconstruction按鈕

    17


    (3D預覽可查看空三計算質量)


    1.2.2重建和生產模型

    1.  重建后會出現一個新的區塊(Reconstruction)

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    2. 設置建模范圍

    3.  設置瓦片劃分及大小

    4.  提交生產

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    5.  命名生產模型

    6.  選擇建模模式

    18


    7.  設置模型輸出格式要求

    8.  設置坐標系

    9.  模型范圍再定義(可默認跳過)

    10.  提交生產

    11.開啟引擎

    19

    20


    1.2.3修模:

    1. 模型生成以后檢查水面并補洞

    2. 模型RETOUCH

    3. 輸出成果模型


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    實景模型修模內容


    2.實景模型應用


    1. 根據規劃紅線,利用實景模型確定拆遷量

    2. 與BIM模型相結合,做施工模擬動畫

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    3. 開發輕量化平臺,結合實景展示視頻,圖片,關聯實時攝像頭

    建模3 建模4

    4.古鎮改造,生成實景模型,提取建筑尺寸信息,獲取改造數據

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    5.與地下管線相結合

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    6.結合實景模型,針對施工開發了施工進度分析軟件

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    7.  土方測量。通過實景模型的量測功能,可直接在實景模型上進行量測。對于需要開挖的土方量估算,可將實景模型生成地模后,進行開挖方案設計,確定開挖量


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    實景模型土方量測


    通過實景模型進行土方量計算

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    通過實景模型提取地形

    31


    ContextCapture還可以在生產模型的時候直接生成正射影像,數字表面模型

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    3.典型案例展示


    ①實景建模與設計結合


    案例一:深圳月亮灣快速化工程改造BIM應用

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    照片數量:30542張

    項目面積:3.49平方千米

    項目概況:該項目位于深圳市南山區,對全長為8.1千米的月亮灣大道進行快速化工程改造。


    月亮灣改造前:

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    節點一

    35




    節點二

    36


    節點三

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    節點四

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    41

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    通過結合BIM的應用設計,對方案進行比選,將設計模型與實景模型結合起來,在三維實景環境中直觀對比工程實施后的效果,并可進行三維光照分析、視線分析、天際線分析、水淹分析等等量化分析。

    案例二:廈門某島實景項目

    廈門某島孤懸海上,交通極不便利,由于海島建設的需求,需要對該海島進行測量,但是由于海島地勢與環境等因素,傳統測量很難實現,所以我們為客戶推薦了實景建模方案。
    只需要采集少量控制點以及無人機航拍既能建立海島全貌三維模型,既能節省成本,又能全要素采集到海島的每一個角落每一個要素,與三維設計相結合更是事半功倍。
    海島全貌:

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    與設計方案結合示意圖:

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    43




    ②實景建模和施工監測


    案例三:雄安市民中心實景項目

    雄安市民中心是雄安市政建設的重點項目、明星工程,為了項目對外展示和項目工地進度監測、安全施工監測,我們配合客戶在雄安市民中心建設工地上進行了無人機航拍實景建模。

    由施工方按周期進行航拍采集照片,我們在內業使用Bentley ContextCapture Center實景建模,并網絡發布,實現網絡化施工進度監督及施工工地全方位監測。

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    網絡發布與工地監測結合


    ③實景建模和城市三維數據庫


    案例四:撫州市東鄉區實景三維建模

    為了切實相應國家數字城市智慧城市的號召,撫州東鄉市政府對東鄉城區進行了一次大范圍的實景三維建模,作為城市重要測繪數據和歷史資料使用,我們很榮幸為這個項目貢獻了綿薄之力,為東鄉市全部城區進行了航拍采集加內業建模工作,以及后期的模型修飾。


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    東鄉市實景三維全景

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    東鄉市市政府大樓



    ④實景建模和古建筑保留或搬遷


    案例五:杭州新世界實景項目

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    項目情況:該項目位于浙江省杭州市杭州新世界,主要目的是對施工現場的環境把控及對文化建筑的搬遷保留,拍攝面積為0.7平方千米,無人機型號:大疆精靈4RTK。


    拍攝方式:傾斜攝影+主要對象繞飛拍攝

    飛行高度:130m

    外業拍攝用時:2天

    照片重疊度:75%

    照片數量:1300張

    內業建模:2天+7臺機器

    模型精度:整個模型精度5cm,局部文化建筑模型精度達2cm

    項目合作單位:新世界地產


    模型效果圖如下


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    實景模型文化建筑正面效果圖


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    實景模型文化建筑側面效果圖

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    實景模型施工現場效果圖



    ⑤實景建模與土方測量


    案例六:江漢某藥廠實景項目

    江漢某項目涉及到原藥廠遺址土方運輸處理,由于藥廠的特殊性,廠區內的廢土廢水具有一定的危害性,傳統土方測量對作業人員的身體健康可能有危害性,同時根據甲方的環保規程,必須將污染水土的挖排運輸精確到立方米,因此我們推薦客戶使用無人機傾斜攝影實景建模,在外業工作中將人員接觸污染水土的可能性降到最低,同時精確地量測土方。


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    傳統土方測量


    無人機傾斜攝影實景建模的實施工程中,只需要在廠區局部地區使用RTK每平方公里采集10-20個控制點,再使用無人機航拍,只需使用Bentley ContextCapture Center結合這兩種數據,就能生產廠區三維模型,并在三維模型上測量土方。

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    控制點采集

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    航拍照片示例


    空三計算

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    生成模型

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    體積測量

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    ⑥實景建模和城市更新服務


    案例八:廣州市番禺區金山村實景建模服務

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    項目情況:

    無人機型號:大疆精靈4RTK

    拍攝方式:傾斜攝影折線飛行+部分手動飛行(受當地信號干擾)

    飛行高度:130米

    照片重疊度:航向80%,旁向75%

    照片數量:11980 張

    拍攝面積:3.19平方千米

    外業拍攝用時:4天

    內業建模用時:5天

    模型精度:5cm

    項目合作單位:廣州佳兆業城市更新集團有限公司


    項目內容:實景建模及數據統計分析


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    主要在實景模型上對該村域的建筑類型,宅基地面積和建筑面積進行一個統計與分析。



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