中海达影像小碟

中海达影像丈量应用篇│三维精细化建模

　　随着我国“信息化”建设的不断发展，在测绘领域中传统的二维地图已经不能满足人们对城市建设的需求，实景三维模型对地物的表达更加直观并能真实反映实际情况，在矿山丈量、城市规划建设、防震减灾、地址勘察等领域得到了很好的应用和发展。在城市数字化和智慧城市建设中，实景三维模型方面就变得尤为重要。如何快速的获取地理空间信息并进行实景三维建模已经成为当前的重要突破口。

　　项目需求

　　本演示项目以影像RTK+无人机空地一体化作业实现三维建模为例：

　　项目需要对主街道及两边仿古建筑物进行三维重建，保存实景三维模型，测区范围约90m*40m，涵盖一条主街道及两边仿古建筑物。

　　痛点分析

　　对于实景三维建模，常见方式有两种。

　　一、使用低空无人机倾斜摄影丈量，对物体的整体结构及纹理进行快速获取，但由于无人机拍摄视角有限以及飞行安全的问题，存在房檐下、被遮挡物体等区域建模后发生扭曲、空洞、无纹理等现象，难以满足三维精细化建模需求。

　　二、使用三维激光扫描作为无人机摄影丈量地面补充，虽然其技术精度高，模型效果完整，但存在获取的数据信息量大、设备昂贵、工作效率低等缺点，性价比较低。

　　实施方案

　　影像RTK可以在地面上以平视的角度、对建筑物进行拍照，拍摄角度、位置和无人机航测视角天然互补，可以有效补充建筑物局部细节、纹理。通过低空无人机摄影丈量和影像RTK摄影丈量等多种丈量方式相结合的方法，既能保留大场景三维模型的完整性，又可以突出局部细节特征，所得的三维模型可以大大扩展摄影丈量的服务领域。

▲外业作业流程

      项目内外业实施

　　外业实施：

　　本次外业数据采集使用一台大疆精灵4RTK无人机和两台影像RTK主机协同作业。为确保无人机和影像小碟RTK主机采集的照片POS位置保持一致，本项目数据采集无人机和RTK统一使用中国移动CORS差分服务，坐标系统为CGCS2000。

　　▲外业作业

　　数据处理：

　　因项目涉及无人机航测数据及影像RTK数据，所以数据处理采用TJH.DP_Smart专业版软件进行数据处理。首先分别建立区块导入两组影像RTK数据，这里导入照片后需要单独导入影像RTK 的POS数据，这里需要选择与无人机相同坐标系统，以便后续合并空三数据。

　　▲影像RTK数据处理（左右滑动查看更多）

　　随后建立单独区块，导入无人机数据进行处理。因无人机照片自带POS及倾角等数据，导入后直接进行空三计算即可。

　　▲无人机数据处理（左右滑动查看更多）

　　在分别完成影像RTK和无人机数据处理后，分别导出对应的空三XML文件，通过软件合并三组空三数据，随后选择项目所需区域进行三维模型渲染重建。

　　▲合并空三三维重建（左右滑动查看更多）

　　成果展示

　　▲无人机单独建模（左图）与无人机联合影像RTK建模对比（右图）

　　▲无人机单独建模（左图）与无人机联合影像RTK建模对比（右图）

　　▲影像RTK内业成果（左右滑动查看更多）

　　项目总结

　　通过本次测试，我们不难发现利用高精度RTK结合高清摄像头进行影像丈量的方式可以有效的和无人机航测互补，最大程度保证三维模型的完整度。主要表现在以下几点：

　　1、影像RTK协同无人机空地一体化作业方案，可以有效解决无人机摄影丈量过程中因视角和飞行安全限制导致模型局部发生扭曲、空洞、无纹理问题，满足三维建模场景的使用需求。

　　2、影像RTK协同无人机空地一体化作业方案，外业操作简单工作量小，工作效率高且具备极高的成本优势。　　空地一体化精细化建模？还得看影像小碟。

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