浅谈实景三维模型在城乡规划中的应用
在自然资源部信息化建设总体方案中也明确提出要建立三维自然资源一张图,当前作为自然资源体系下的城乡规划,也应该实现各项国土空间规划由二维向三维转变。 倾斜摄影技术传统的三维建模制作工艺主要是用影像或者线画图作为底图,纹理贴图一般现场拍照,建筑高度信息依赖已有的数据或者直接估算,存在建模周期长,模型精度差和与实景差距大等缺点。是近些年来发展的新型航测技术,其主要原理是通过旋翼、固定翼等飞行平台搭载多镜头传感器,从而实现从垂直和倾斜角度同时对影像进行采集。采用多旋翼搭载五拼镜头,可以方便快捷的实现一个垂直和四个倾斜角度同时采集高分辨率影像数据。 实景三维重建优势 1、高分辨率实景纹理、反映真实世界基于倾斜摄影的实景三维能真实的反映现实世界,模型形态和色彩近乎对真实地物地貌的复制。可以从不同角度对目标进行观察,弥补了传统三维建模不真实以及正射影像二维平面的缺点。 2、高精度空间信息、可量测性基于高分辨率影像和控制点的三维重建可以获得具有可量测的高精度三维模型,基于第三方软件,可以方便的进行三维高度、长度、面积等量测。 3、高效率作业模式、保证数据现势性基于多旋翼等超低空飞行平台的倾斜摄影,方便快捷,使得实景三维重建周期短、现势性强,能够满足城市规划对底图的现势性要求。 在城乡规划中的应用 1、三维辅助规划决策在城市和乡村的重要项目中,一般会设计多个方案供选择决策,传统的方案对比依赖于城乡规划人员的经验,而基于实景三维的规划决策则把规划方案放到真实的城市里。对方案涉及的城乡环境进行倾斜摄影三维重建,然后把多个设计方案模型化后置于实景建模后的环境中,城乡规划人员、专家等决策者可以多角度的对不同方案进行三维浏览对比分析。能够基于三维空间对规划方案进行淹没分析,天际线影响分析、日照分析、市容市貌分析等,能够直观的分析规划方案对现有的城乡空间带来的利弊,有利于城乡规划人员、专家和领导决策者对不同的规划设计方案进行研讨与最终方案的评审。 2、项目进度管理在规划项目落地后,项目建设周期和施工进度管理就成了重点,尤其是关乎民生的重大项目,其建设进度是城乡规划管理和市政府的重要关注内容。传统的项目进度管理体现出来的一个个不直观的数据,而采用倾斜摄影技术定期对建设项目进行数据采集,生成现势性强的实景三维模型,可以直观清晰的反映项目的建设进度,并且可以对项目建设工地安全状况等进行评估。 3、规划竣工验收传统的城乡规划竣工主要是基于传统测绘技术进行竣工测量,得到二维线画图和规划核实数据,存在周期长、成果单一等缺点,而采用倾斜摄影技术,可以得到实景三维模型、真正射影像、点云等数据。基于实景三维可以进行线画图生产、规划竣工核实数据量测、立面生成等,成果丰富且测量周期短。配合激光点云等技术手段,可以对建筑室内进行建模,规划管理人员可以基于室内外一体化的实景三维对未竣工验收项目的建筑风貌、建筑高度、日照影响等进行管理。 4、违建管理在项目竣工验收之后,违建管理也是一大难题。城乡管理人员采用的传统手段一般是对管理区域进行周期性的巡逻,效果不佳且耗费大量人力物力,并且对于屋顶违建等目力不可及之处更是鞭长莫及。而采用倾斜摄影手段,可以快速获得可量测实景三维模型,可以定性判别已建和在建的违法建筑,并且定量分析违建建筑的面积、层数等空间信息。 结语基于倾斜摄影的实景三维重建能直观的反映真实世界,并且具有真实准确的地理坐标,在城乡建设的规划设计、规划项目管理、规划竣工验收、违建管理的整个过程中都能发挥重要作用,随着技术的发展和进步,在城乡规划管理和决策过程必将发挥更大的作用。本文《整理发布,如需转载,请注明出处及链接:https://www.dayancloud.com/news/post-id-1202---相关阅读推荐:
2021-12-02
无人机倾斜摄影的城市三维建模方法优化
传统的三维城市模型生产制作是结合遥感影像图和地形图来得到精确、逼真的建筑物模型、道路模型及其他景观小品模型,将组成城市要件的各类三维模型集成为三维城市场景。这种方法适合于普通精度的三维城市建模,但是对于高精度、高仿真、大区域的建模,传统方法势必需要投入更多的作业人员,其建模速度、效率及时效难以满足三维城市的应用。三维城市建模也可以利用三维激光扫描获取地面三维几何数据,运用激光测距原理快速建立物体三维模型,但是该方法不能解决纹理数据获取和处理的问题,纹理贴图依然需要依靠大量人机交互来完成,无法提高城市三维建模效率和城市三维模型的逼真度。 一、 无人机倾斜摄影测量技术1. 无人机技术无人机是利用无线电遥控和自动程序控制的无人飞机或飞行器,包括固定翼、多旋翼、飞艇、直升机等多个机种。无人机具有机动、快速、经济的优势,其结构简单、机体重量轻、使用成本低、数字化和智能化程度高,应用范围和领域更为广阔,在快速获取国土资源、自然环境、应急救灾现势数据及测绘领域有着突出的效率和优势。2. 随着航空摄影技术的创新和发展,倾斜摄影测量技术扩大了遥感影像的应用范围,颠覆了传统航空摄影只从正摄角度采集影像的方式,其运用多角度相机同步获取地面物体各个角度高分辨率的航摄影像。运用倾斜摄影测量技术生产的三维模型真实地反映了符合人眼视觉的城市场景,它结合GNSS技术,将三维城市纳入城市地理信息框架,展现出全面丰富的地理信息,在提升用户体验度的同时大大降低了三维城市建模的成本。无人机倾斜摄影测量技术特点如下:1)无人机飞行高度低,多角度相机组能够多方位、高覆盖获取地物顶面、侧面影像数据。2)相邻影像间航向重叠度和旁向重叠度高,影像表达内容丰富。3)少量的人工干预,自动化的影像匹配、建模,主要过程由计算机完成。4)实体侧面纹理可见:传统的数字正射影像图主要获取实体顶部纹理,而倾斜摄影技术能够同时映射侧面纹理。5)综合成本低:无人机倾斜摄影测量技术在数据采集和城市三维模型生产方面具有更高的效率,可以减少时间和人力成本。3. 国内外发展情况无人机出现于1917年,早期无人机主要应用于军事领域,用于作战、侦察和民用遥感。20世纪80年代以来,随着计算机技术、通信技术的发展及各类硬件传感器的面世,无人机性能得到不断提高,应用范围和领域不断拓展,续航时间和载荷重量大幅提高。本文探讨了摄影测量技术在三维城市建模过程中的各个关键技术环节,充分利用大量倾斜影像以实现城市的三维模型建设。HereMap面向全球发布了柏林、米兰、马德里、洛杉矶等城市的高分辨率倾斜摄影三维城市模型。其发布的所有倾斜模型都是利用低空飞行器包括无人机采集的倾斜影像重建而成,大区域的倾斜模型被分割为均匀的区块,建立细节层次模型并发布至网络,使用户能够在线浏览城市实景三维模型。我国的武汉、上海、天津、柳州等多个城市已经开展了基于无人机倾斜摄影测量技术三维城市的研究和模型生产,倾斜摄影测量城市三维建模技术已经用于可视化、城市空间规划和辅助决策等。 二、 基于无人机倾斜摄影的三维城市建模方法分析中国、美国及欧洲部分国家正在开展基于的三维城市模型生产和应用,对于城市三维建模,无人机倾斜摄影测量技术有以下优势:1)无人机机动性强、成本低,能够满足多种尺度的摄影测量数据采集。2)能够快速处理大范围场景的倾斜影像,建立具有高精度的真三维模型。3)高分辨率影像自动贴图,能够提高三维模型的生产效率。4)是可量测、可定位的三维模型,模型数据可以直接进行网络发布和共享应用。无人机倾斜摄影测量技术利用航空影像快速数据获取方法,可以一次性处理多幅影像,建立区域初始实景三维模型,该技术能够节约大量人工建模时间成本,提高三维城市发展的效率。利用无人机倾斜摄影影像进行三维城市模型的生产流程如下图所示。在实际的生产处理过程中,受无人机等设备、大气环境及软件算法的影响,实际模型会有一定的畸变和错误,引起视觉误差和应用障碍。主要的模型畸变及原因有:1)无人机姿态变化和颠簸影响影像重叠度、几何畸变等,造成模型凸包、破洞等。2)大气环境噪声引起的模型飞面、凸包等。3)不同时段光照引起的模型纹理不均匀、破洞等。4)像主点落水而引起的水面缺失等。5)影像分辨率不足或影像模糊而引起的地物模型边缘平滑等。引起模型缺陷的原因是多样的、复杂的,这也是当前阶段基于无人机倾斜摄影测量技术进行三维城市建模所面临的不可避免的问题,采用无人机倾斜摄影测量技术快速、高效生产三维城市模型并提高三维城市模型质量是亟待解决的问题。 三、 基于无人机倾斜摄影三维城市建模优化方法如前文所述,基于无人机倾斜摄影测量技术生产的初始三维模型通常有若干种畸变类型,某些畸变是由工程实施过程中难以避免的客观原因造成的,这种情况下,初始生产的实景三维模型难以满足应用需求。通过分析三维城市模型建设现状和模型成果的缺陷可知,现状三维城市模型需要改进的方面有:1)几何修复:对破洞进行修补,凸包抹平并还原,删除飞面等碎部。2)细部整饰:重要地物和标志物的三维模型整饰或替换。3)纹理修补:替换和修补不均匀纹理、清晰度不够的纹理等。实际上,纹理映射和曲面平滑始终伴随着几何修复的过程,如何在几何结构修复的同时提高从倾斜影像中提取纹理的速度,是目前主要的问题之一。1. 无人机倾斜摄影测量三维城市模型的二次处理结合传统建模的优点和成熟技术,对无人机倾斜摄影三维成果模型中需要改进的地物目标或区域进行二次处理的技术路线如下图所示。2. 利用空三成果快速修复模型摄影测量是根据若干均匀分布于区域内的控制点,运用立体测图技术,计算得到匹配加密点的高程和平面位置。空三加密过程是基于倾斜摄影测量技术三维建模的重要步骤,空三运算后的影像是经过校正和绝对定向的,多张影像间的同一匹配点能够准确叠合,影像上的任一点均具有空间几何信息,即具备定位性质和可量测性。系统性的无人机倾斜摄影测量三维重建成果包括初始化重建三维模型和空三加密成果,两个成果间具有内在的联系,Acute3D、街景工厂及其他倾斜摄影测量软件通常仅展示空三加密结果,利用系统性的成果特别是空三加密成果是提升模型质量的一个途径。开发一套模型辅助编辑系统,导入空三加密成果和初始化重建三维模型,根据空三技术和空三加密成果的特点,利用空三加密成果,对原始模型缺陷明显的目标和区域进行几何修复和纹理修补工作,主要的工作流程如下图所示。该编辑系统的核心功能有三维模型同名点搜索、空三影像纹理自动提取、模型交互制作等,所有功能组织以空三后的影像数据为核心,充分利用纠正的倾斜影像和加密点,进行模型纹理提取和定向、建模。该方法的优点在于倾斜影像纹理提取快捷,自动纹理获取能够节省大量的手动处理时间,系统允许通过同名点将多张影像进行穿刺和对比,选择影像倾斜、变形纠正小的倾斜影像提取纹理并映射;在空三后的影像上绘制地物目标的结构线,并通过拉伸等方法实时制作三维模型实体并自动贴图,形成场景三维模型。 四、结束语在三维城市项目中,随着无人机倾斜摄影测量技术建模范围的增大,快速的倾斜影像采集和自动化空三及建模在效率上显现出强大的优势。但是受不可抗拒因素的影响,无人机倾斜摄影测量技术自动化生产三维模型有一定的限制,模型局部和细节缺陷使得倾斜摄影测量三维模型难以满足应用要求,需要研究基于无人机倾斜摄影测量技术的城市三维模型质量提升方案,本文提出的人工干预方法和空三成果的辅助应用建模优化方案已经在工程和应用项目中进行了验证,对模型中有明显缺陷和不足的局部进行模型修改和重建,大大提升了三维城市模型生产的质量和效率。新用户注册大雁云-实景三维重建平台,即可领取价值200元新手券~本文《整理发布,如需转载,请注明出处及链接:https://www.dayancloud.com/news/post-id-1125---相关阅读推荐:
2021-11-26
大雁云精彩亮相DTC2021数字孪生城市建设与产业发展高峰论坛
2021年10月26-27日,DTC2021数字孪生城市建设与产业发展高峰论坛于上海圆满举办,大雁云作为本次活动的合作单位及参展商,精彩亮相DTC2021,并在活动现场为大家带来了服务的展示和介绍。本届峰会以“推动技术融合 助力数字孪生城市建设”为主题,现场汇集了两百多位数字孪生城市领域知名专家、城市建设等行业优秀代表。参会嘉宾及行业大咖们齐聚一堂,围绕数字孪生城市技术探索、实践案例和新技术融合等方向展开讨论,精彩不断。论坛现场还设有精品创新展区,展示最新科技与创新成果。作为实景三维重建专家,一起在现场为大家展示并介绍了最新的实景三维重建服务和技术。观展观众们对大雁云的实景三维重建技术兴趣浓厚,纷纷到展位进行咨询沟通,现场气氛热烈。大雁云在海量机器秒级调度的基础之上,提供自助式实景三维重建云服务,操作便捷,只需一键上传即可将二维图片转化为三维数据模型,为智慧城市、孪生城市建设助力。本届论坛活动位与会嘉宾、观展观众和大雁云等展商提供了面对面交流的平台,众多大咖及知名城市技术厂商奉献了精彩的演讲分享,干货满满。大雁云也将继续为行业提供专业的实景三维重建服务,为智慧城市行业赋能,推动技术融合,助力数字孪生城市建设。新用户注册,即可获取价值200元新手券~---相关阅读推荐:
2021-10-29
大雁云与你相约2021数字孪生城市建设与产业发展高峰论坛
为促进数字孪生城市的各种智能化应用,推动新型智慧城市的升级发展和城市治理,2021数字孪生城市建设与产业发展高峰论坛将于2021年10月26-27日在上海国展宝龙丽筠酒店举办。作为业内的实景三维重建专家,也将亮相本次大会,为大家展示最专业的实景三维重建技术和服务。- 2021城市建设与产业发展高峰论坛- 10月26-27日 上海国展宝龙丽筠酒店- 展位号:A11- 特别优惠:扫码报名大会,可享受购票的八折福利大雁云实景三维重建服务是瑞云科技推出的一款为用户提供高效、安全、稳定、流畅、可靠的实景云端重建模型平台,在海星机器秒级调度的基础之上,提供自助式实景三维重建云服务,操作便捷,只需一键上传即可将二维图片转化为三维数据模型。大雁云也是Bentley公司授权的大中华区首家且唯一ContextCapture Center软件全SaaS化实景三维云计算平台。大雁云旨在为、工程建设管控、国防军事、应急测绘等行业赋能,打造云服务生态团环。随着“探索建设数字孪生城市”写入了“十四五”规划《纲要》,数字孪生技术也被赋予更多崭新的应用价值。2021数字孪生城市建设与产业发展高峰论坛将围绕数字孪生城市应用与发展、数字孪生城市产业关键技术创新与融合互通两大专题展开,共设四大主论坛:- 城市数字孪生标准化研究与探讨;- 城市数字孪生系统建设探讨;- 主要数字孪生城市示范区案例、实践分享与深度应用探索;- 数字孪生城市发展态势与挑战。数字孪生城市是数字孪生技术在城市层面的广泛应用,是基于数据驱动、软件定义、平台支撑、虚实交互的城市信息模型(CIM),使数字城市与现实城市同步规划、同步建设,实现全过程、全要素数字化,做到城市全状态实时化和可视化、城市管理决策与服务协同化和智能化。大雁云也在努力为智慧城市及数字孪生城市行业贡献力量,为推进城市数据大脑建设,探索建设数字孪生城市的发展推波助澜!10月26-27日,大雁云期待与你相约2021数字孪生城市建设与产业发展高峰论坛!本文《整理发布,如需转载,请注明出处及链接:https://www.dayancloud.com/news/post-id-1015---相关阅读推荐:
2021-10-15
[实景建模]-实景三维建模的应用领域
(1)在智慧城市的建设中,城市空间信息数据是数字化的软基础设施。但是长久以来,时,利用三维数据实现数字化管理、监测及分析,通过三维实景建模构建一个真实、全面、直观的虚拟环境,提供高精度的三维位置信息,实现诸多要素立体化显示,为管理者提供决策支持的同时,便于用户实时了解城市建设情况。(2)在城市规划中,传统的手段是通过图纸来表达设计思想和意图,具有一定的限制性,将三维实景建模应用到城市规划中,可以为客户提供逼真的三维城市景观模型,用户可完以在真实的三维虚拟环境中完成建设用地适宜性评价、城市道路规划、城市景观辅助设计、方案评价与成果表现、规划管埋等工作,可以显著提高规划工作的效率,促进规划工作的科学性和透明性。三维实景建模改变了传统城市规划的表现形式,利用真实、立体的虚拟城市环境,可在一定程度上实现城市规划可视化。(3)在形变监测中,通过构建高精度的三维实景建模,融合AR技术实时直观形象地呈现变形体的真实三维景象及变形情况,在三维实景建模上实时动态地显示GNSS传感器的状态、监测对象的变形量并对变形情况进行分析预警等。还可以通过手机、计算机等实时查看、控制传感器,及时获取监测对象的各种数据,并对其进行分析、显示及存储等。(4)在应急救灾中,灾害的发生危及着全球人民的生命财产安全,在应对灾害过程中,关键问题是快速、及时地收集高质量的数据信息,同时灾害危险性评估及灾后跟踪分析也是重中之重。三维实景建模的数据获取手段有多种,可通过合适的技术手段灵活、快速地获取灾区现场的高质量数据信息。三维实景建模能直观地反映灾区的地形信息,便于进一步分析灾害发生的位置、类型及范围等。同时还可以对灾区进行灾后跟踪,实时获取灾区的实际情况,及时把握灾后重建工作的进程,制定合适的救助方案,避免二次灾害的发生。(5)在智慧旅游中,传统的旅游信息都需要游客在网上自行筛选搜集,经常会出现景点描述与实际不相符的情形,心理落差大,同时在景点的实时管理方面主管部门也稍有欠缺。综合多方面的需求,三维实景建模的出现极大地促进了智慧旅游的发展。三维实景建模可构建出逼真的三维可视化环境,能全方位、立体展示景区的整体布局,游客足不出户就可以享受在三维景点中漫游的乐趣,且能根据自己的需求规划旅游航线。旅游主管部门也可以有效利用获取的地理信息数据构建综合服务平台,实时洞察旅游景点的人流情况、车辆情况等,提高管理能力。可见,在智慧城市、城市规划、形变监测、应急救灾、智慧旅游等建立高精度、高可靠性及全方位的三维实景建模具有十分广阔的应用前景。大雁云实景三维重建服务是推出的一款旨在为用户提供高效、安全、稳定、流畅、可靠的实景云端重建模型平台,在海量机器秒级调度的基础之上,提供自助式实景三维重建云服务,操作便捷,只需一键上传即可将二维图片转化为三维数据模型。大雁云旨在为智慧城市、工程建设管控、国防军事、应急测绘等行业赋能,打造云服务生态闭环。,在顷刻之间,让形聚九野。
2021-03-29
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