甘肃天水1:1000地形测绘,倾斜摄影三维演示案例
前言
 
每一个产品都需要经历严苛的市场检验,优秀的产品不能仅仅停留在厂家的口头宣传,而要交出优秀的实战答卷。
 
本次睿铂为大家分享一个产品应用案例:甘肃大禹九洲空间信息科技有限公司使用睿铂DG3 Pros倾斜摄影相机,完成甘肃省天水市某地区地形模型生产并结合BIM技术,模拟桥梁建设的项目,以下是他们撰写的项目过程。
 
 
项目背景
 
为有效缓解天水市某地区城区交通压力,实现区位互联互通,加速旅游资源开发,带动美丽乡村特色产业发展,并促进周边区域政治、经济、文化交流融合发展。需要发挥该区域的公路、桥梁网络的整体效率和规模效益,建设该地区连接东西两岸区域的桥梁通道,促进两岸经济和社会的发展。
 
基于上述需求,需对建设区域进行1:1000地形测绘,并结合BIM技术实现桥梁结构三维设计。结合项目实际情况,我们决定采用无人机倾斜摄影技术,利用睿铂先进的DG3 Pros倾斜相机进行实景影像采集,快速还原测区全貌。同时利用BIM建模技术,实现桥梁设计方案的实时动态调整和三维动态演示,为工程施工、项目方案比选与审查带来了极大的便利。
 
项目区位于甘肃省天水市某地区,属秦岭西北坡与陇中黄土高原西南边缘复合地带,年平均气温10.3℃,四季分明,气候宜人。
 
测区地势西高东低,南高北低,均向中部河谷川区倾斜,地形高差约150米,地区内多为耕地、草地、居民地,山地位于河谷两侧。
 
航飞当日:无人机作业时间为上午10点—11点,在该时间段内,测区内天气晴朗,光线适中,3级微风,适合飞行。
 
测区内共布设14个地面像控点与14个检查点,点位清晰易辨认,用于本项目精度检查,检查点分布如下图所示:

 
项目设备
 
因测区地形为峡谷区域,地形狭长,落差较大,经综合考虑后,我们决定采用多平台无人机系统完成航飞作业任务。由垂直起降无人机搭载睿铂DG3 Pros 进行全测区大场景数据采集;桥梁设计的关键区域利用大疆M600 pro旋翼无人机平台搭载DG3 Pros实现高分辨率影像数据采集。外业检测设备为中海达V60GPS-RTK。
 
DG3 Pros相机的焦距为28/43,可兼容固定翼与旋翼类无人机,这是本次项目得以运用多平台无人机完成任务的基础。不同于其它25/35的相机,DG3 Pros的长焦距镜头对于本项目具有更好的适应性,可保证无人机飞行在安全高度时,拍摄地物的分辨率足够。它的核心光学组件采用低畸变、低色差的ED镜片,提高了获得的原始航片质量,对空三解算与模型建立非常有好处。
 
航飞概况
 
本次项目中,设计航高为560米,地面分辨率(GSD)为8cm;桥梁设计区域地面分辨率为2cm,测区有效面积约14km²,按照航向重叠度70%,旁向重叠度65%进行作业。
 
固定翼累计飞行一个架次,单架次飞行时间约80min,共获取5650张影像,影像清晰、色彩均匀,满足本次项目的要求。旋翼机因为飞行区域较小,数据较少,此处不再专门叙述。
 
空三数据处理结果
 
本项目多平台前端数据采集设备均为睿铂DG3 Pros,内业使用SkyScanner软件进行数据预处理,将获取的数据自动进行分盘、重命名、姿态解算并生成CC软件支持的区块文件。
 
由于倾斜摄影技术特点,航线需要外扩,边缘部分航线会产生许多冗余数据,影响处理效率。项目中使用SkyFilter软件剔除冗余航片数据,原始航片总数共计5650张,剔除多余航片后,有效航片数共计3397张,剔除废片2253张,剔除率达39.87%。
 
废片剔除后空三时间不超过4小时,一遍空三即可达到产品重建要求,极大地提升了空三处理效率,在较短时间内完成三维产品重建任务。本项数据处理体系堪称为“内业空三加密”的一把“利器”,为今后应急测绘项目的生产提供了时间保障。
 
项目结论
 
本次项目中,检查点精度平面中误差0.08m,高程中误差0.053m,满足1:1000图精度。以下是精度测量的对比结果:
 
 
模型成果展示



 
项目总结
 
本项目充分利用倾斜摄影技术与BIM建模技术相结合的作业新模式,将数字正射影像图、数字高程模型、实景三维模型、人工设计模型等图层融为一体,进行空间规划设计。
 
本项目充分发挥实景三维在地理空间信息记录方面的优势,又去除了规划设计在周边环境设计上的不足,丰富的场景浏览功能,为决策和管理人员提供多角度、不同距离审视桥梁规划设计效果的方案,更直观地辅助项目方案的比选和审查。
 
单位介绍
 
甘肃大禹九洲空间信息科技有限公司成立于2003年,是由测绘部队退役技术干部组建的专业从事测绘与地理信息相关技术服务的股份制专业公司。公司主要以工程测量,不动产测绘、摄影测量与遥感、地理信息系统、空间规划设计等业务为一体科技先导型高新技术企业,广泛服务于多个行业,是甘肃省首家甲级测绘资质的民营企业。目前具有甘肃省测绘行业的首家院士专家工作站,公司利用院士专家工作站平台,在产、学、研合作方面迈出了新的步伐,在地理信息创新方面取得了新的成效。