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实景建模技术服务

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实景建模技术服务


1.实景模型技术服务


倾斜摄影实景建模是近几年测绘、设计及施工领域新兴的三维建模技术,通过无人机搭载高分辨率倾斜相机等设备从不同角度对现场进行航拍数据采集,然后利用全自动三维建模软件 ContextCapture 对采集的照片、点云、视频等数据进行空三解算后快速创建厘米级的实景模型。从而为各种类型的基础设施项目轻松快速地提供设计、施工和运营决策的背景信息。


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广州君和信息技术有限公司结合多年项目经验和技术团队实力借助于完善的 Bentley 系列软件平台,开发出了自己独特的倾斜摄影实景建模全流程技术,在历次实景工程项目和客户服务项目中广受好评。

结合实景模型的特点,可以从工程前期、工程中期和工程后期为改造工程提供多方位的解决方案。 通过建立施工前的现场实景模型,可进行设计方案评估、施工前期拆迁方案、施工组织方案、施工方案模拟,施工现场测量、施工质量测定、施工进度管理、施工项目管理、实景 VR 漫游、项目后期运维平台等应用。


1.1外业数据采集


三维实景建模采集航拍数据的几个基本原则:
1、图像精度越高三维效果越好。 飞得越低,相片分辨率越高,CCD幅面越大,自然获取的三维结果更好。同时图像的三维效果比视频要好。

2、飞机要动起来。 切忌定点转动相机像拍摄全景图一样拍摄单独一组图像。一定要移动飞机拍摄多组图像。

3、相片之间的重叠度要大,70%是基本,80%~85%左右最佳,90%以上的话太浪费图像了。

拍摄模式:
1、  环绕飞行

2、  折线飞行

建模1建模2

①飞行轨迹:飞机需要按图示折线路线飞行覆盖目标区域。飞行轨迹需要比实际采集区域外扩些许。
②图像重叠度:图像重叠度需要至少70%。
③拍摄角度:除了让相机垂直于地面拍摄图像,还需要让相机倾斜与垂直方向成30-40度角。并且在东南西北四个方向上拍摄倾斜图像

部分无人机配置:

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无人机配置01

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无人机配置02

1.2内业建模软件介绍


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建模软件架构



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ContextCapture三维实景建模软件


软件介绍:

ContextCapture CenterMaster  :编辑任务并分配任务,不进行计算

ContextCapture CenterEngine  :引擎,负责计算模型

Acute3D Viewer                :浏览器,查看模型

ContextCapture Center Settings:任务计算路径

1.2.1空三设置流程

1.新建项目(ContextCapture Center Master)

点击New project 按钮 → 依次填入工程名称和工称目录(不要有中文字符)

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2. 点击new block 创建一个新的区块,或者导入区块,区块可以重命名

3. 选择photos选项添加照片 (无照片信息的需导入POS数据)

4. 3Dview 可以查看照片位置信息和倾斜角度

5. surveys添加控制点

6. remove删除照片

7. 点击check imagefiles检查照片文件

8. Import positions 导入位置信息pos数据

9. 选择general 点击右侧按钮

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10.输入工作目录名称

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空三需要重新计算时,可以选择第二个 ▽

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11.设置好后点击开始,开始空三计算

开启ContextCapture Center Engine(黄色图标)开始进行空三运算

待空三运算以及检查完后完成之后,点击右下方Newreconstruction按钮

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(3D预览可查看空三计算质量)


1.2.2重建和生产模型

1.  重建后会出现一个新的区块(Reconstruction)

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2. 设置建模范围

3.  设置瓦片划分及大小

4.  提交生产

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5.  命名生产模型

6.  选择建模模式

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7.  设置模型输出格式要求

8.  设置坐标系

9.  模型范围再定义(可默认跳过)

10.  提交生产

11.开启引擎

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1.2.3修模:

  1. 模型生成以后检查水面并补洞

  2. 模型RETOUCH

  3. 输出成果模型


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实景模型修模内容


2.实景模型应用


  1. 根据规划红线,利用实景模型确定拆迁量

  2. 与BIM模型相结合,做施工模拟动画

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3. 开发轻量化平台,结合实景展示视频,图片,关联实时摄像头

建模3 建模4

4.古镇改造,生成实景模型,提取建筑尺寸信息,获取改造数据

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5.与地下管线相结合

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6.结合实景模型,针对施工开发了施工进度分析软件

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7.  土方测量。通过实景模型的量测功能,可直接在实景模型上进行量测。对于需要开挖的土方量估算,可将实景模型生成地模后,进行开挖方案设计,确定开挖量


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实景模型土方量测


通过实景模型进行土方量计算

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通过实景模型提取地形

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ContextCapture还可以在生产模型的时候直接生成正射影像,数字表面模型

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3.典型案例展示


①实景建模与设计结合


案例一:深圳月亮湾快速化工程改造BIM应用

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照片数量:30542张

项目面积:3.49平方千米

项目概况:该项目位于深圳市南山区,对全长为8.1千米的月亮湾大道进行快速化工程改造。


月亮湾改造前:

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节点一

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节点二

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节点三

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节点四

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通过结合BIM的应用设计,对方案进行比选,将设计模型与实景模型结合起来,在三维实景环境中直观对比工程实施后的效果,并可进行三维光照分析、视线分析、天际线分析、水淹分析等等量化分析。

案例二:厦门某岛实景项目

厦门某岛孤悬海上,交通极不便利,由于海岛建设的需求,需要对该海岛进行测量,但是由于海岛地势与环境等因素,传统测量很难实现,所以我们为客户推荐了实景建模方案。
只需要采集少量控制点以及无人机航拍既能建立海岛全貌三维模型,既能节省成本,又能全要素采集到海岛的每一个角落每一个要素,与三维设计相结合更是事半功倍。
海岛全貌:

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与设计方案结合示意图:

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②实景建模和施工监测


案例三:雄安市民中心实景项目

雄安市民中心是雄安市政建设的重点项目、明星工程,为了项目对外展示和项目工地进度监测、安全施工监测,我们配合客户在雄安市民中心建设工地上进行了无人机航拍实景建模。

由施工方按周期进行航拍采集照片,我们在内业使用Bentley ContextCapture Center实景建模,并网络发布,实现网络化施工进度监督及施工工地全方位监测。

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网络发布与工地监测结合


③实景建模和城市三维数据库


案例四:抚州市东乡区实景三维建模

为了切实相应国家数字城市智慧城市的号召,抚州东乡市政府对东乡城区进行了一次大范围的实景三维建模,作为城市重要测绘数据和历史资料使用,我们很荣幸为这个项目贡献了绵薄之力,为东乡市全部城区进行了航拍采集加内业建模工作,以及后期的模型修饰。


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东乡市实景三维全景

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东乡市市政府大楼



④实景建模和古建筑保留或搬迁


案例五:杭州新世界实景项目

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项目情况:该项目位于浙江省杭州市杭州新世界,主要目的是对施工现场的环境把控及对文化建筑的搬迁保留,拍摄面积为0.7平方千米,无人机型号:大疆精灵4RTK。


拍摄方式:倾斜摄影+主要对象绕飞拍摄

飞行高度:130m

外业拍摄用时:2天

照片重叠度:75%

照片数量:1300张

内业建模:2天+7台机器

模型精度:整个模型精度5cm,局部文化建筑模型精度达2cm

项目合作单位:新世界地产


模型效果图如下


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实景模型文化建筑正面效果图


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实景模型文化建筑侧面效果图

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实景模型施工现场效果图



⑤实景建模与土方测量


案例六:江汉某药厂实景项目

江汉某项目涉及到原药厂遗址土方运输处理,由于药厂的特殊性,厂区内的废土废水具有一定的危害性,传统土方测量对作业人员的身体健康可能有危害性,同时根据甲方的环保规程,必须将污染水土的挖排运输精确到立方米,因此我们推荐客户使用无人机倾斜摄影实景建模,在外业工作中将人员接触污染水土的可能性降到最低,同时精确地量测土方。


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传统土方测量


无人机倾斜摄影实景建模的实施工程中,只需要在厂区局部地区使用RTK每平方公里采集10-20个控制点,再使用无人机航拍,只需使用Bentley ContextCapture Center结合这两种数据,就能生产厂区三维模型,并在三维模型上测量土方。

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控制点采集

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航拍照片示例


空三计算

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生成模型

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体积测量

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⑥实景建模和城市更新服务


案例八:广州市番禺区金山村实景建模服务

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项目情况:

无人机型号:大疆精灵4RTK

拍摄方式:倾斜摄影折线飞行+部分手动飞行(受当地信号干扰)

飞行高度:130米

照片重叠度:航向80%,旁向75%

照片数量:11980 张

拍摄面积:3.19平方千米

外业拍摄用时:4天

内业建模用时:5天

模型精度:5cm

项目合作单位:广州佳兆业城市更新集团有限公司


项目内容:实景建模及数据统计分析


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主要在实景模型上对该村域的建筑类型,宅基地面积和建筑面积进行一个统计与分析。



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实景建模应用是ContextCapture软件可以利用普通数码照片,以前所未有的速度和规模自动创建高分辨率的三维模型。

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