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实景建模解决方案

1.1、什么是实景建模?

实景建模是通过不同的角度拍摄的数码照片作为输入数据源,为当前环境轻松生成高分辨率的三维模型。

ContextCapture软件根据输入的数据的大小,能输出高分辨率的带有真实纹理的三角网格模型。所输出的三维网格模型能够准确、精细地复原出建模主体的真实色泽、几何形态,具有逼真的精美细节、清晰的边缘及精确的几何特性。

根据不同的需求,还可以设置各种额外辅助数据:传感器属性(焦距,传感器尺寸,主点,镜头失真),照片的位置参数(如GPS),照片姿态参数(例如,INS),控制点,等等。无需人工干预,Context Capture 在几分钟/或数小时的计算时间内,根据输入的数据的大小,能输出高分辨率的带有真实纹理的三角网格模型。所输出的三维格网模型能够准确、精细地复原出建模主体的真实色泽、几何形态及细节构成。

1.2、为什么要做三维实景建模?

通过“实景模型”即使不到现场也可以在实景模型中完成准确的实景测绘、实景方案模拟、实景拆迁区域模拟、实景进度汇报、实景进度分析,最重要的是保留下当时的数据信息,对于文物以及历史遗迹的保护,有着不可取代的文化价值,即足不出户也可以像在现场一样,了解现场情况、解决现场问题、管理现场状况。

实景建模街道模型

实景建模街道模型

三维实景建模-古镇实景模型

古镇实景模型

街道到小区、城中村的建模,均是适合的建模对象

1.3、实景模型怎么去利用?

获取的三维模型,可以切换成点云数据、三角网格数据,可以进行如下应用:

1、 到Bentley Descartes软件进行网格数据处理,完善模型的局部的破面并编辑三角网格模型。

2、 导入到Bentley土木专业软件Powercivil、AECOsim软件做实体建模,可以直接模拟并计算拆迁区域的工作量,以及评估场地平整需要的填挖方量等问题,并实现对模型模拟移动路径以及漫游处理。

3、 通过实景建模解决方案,获取实景模型,基于该模型的数据,可以测量体积、面积、长度(精度为2-5厘米的误差)。


二、实景建模的过程

航拍需要保证有足够高的重叠率,城市内作业,需要注意高压电塔的影响。

例如以下模型:通过摄影测量重建,花费了半天的时间进行拍摄,在处理前期,将要全部249 张照片全部准确空三成功,还原照片的精确位置。并在得到空三之后,再计算还原实景模型。

实景建模的过程

街道照片还原成实景模型

街道照片还原成实景模型

街道照片还原成实景模型

城市照片还原成实景模型

发布到网页端并进行编辑添加素材说明

发布到网页端并进行编辑添加素材说明

三、三维实景建模方案精度以及测量

由于每张照片和视频都含有空间位置信息,即照片的经度、纬度、高度信息。

实景建模方案精度以及测量

所以将航拍照片和视频导入ContextCapture生成的模型即为实景模型,该模型的数据信息(长、宽、高、面积、体积等)与实景的数据信息一致,误差值最高 1% 。(照片的过程中是无法修改数据的,因此生成的模型数据是真实的,即模型精度是真实的。)

通过 Context Capture 实景建模生成的模型,可直接在免费提供给客户的Acute3D viewer 中进行场地测量

实景模型测垂直距离

实景模型测垂直距离

实景模型水平面积测量

实景模型水平面积测量

实景模型体积测量

实景模型体积测量

四、实景建模导出的格式

实景建模软件所生成实景模型导出为多种格式的模型,再进行相应的二次处理,如渲染、动画等。

-  ContextCapture模型的原始格式为3MX

-  3MX导出DGN格式,到Microstation里面做动画、渲染等

-  转出通用的OBJ或FBX格式,再导入到草图大师做方案设计或导入到3D MAX等对应的软件。

实景建模软件导出的格式

软件导出的格式界面

五、实景建模方案案例

5.1、实景建模特点

优势:模型精度在2cm-5cm之间,满足房建以及市政工程的精度需求;建模效率高;对现场阶段性数据完整的保存;照片无法人为修改,完整反应现场地形地貌。

不足之处:计算过程中会把树木的体积计算进去(可以通过清表之后解决该问题)

5.2、实例展示

实例1:针对古镇的立面改造,花费半天时间进行收集数据,并且得到数据之后,花费5天的时间,量测并还原现场的立面图。

实景建模实例展示

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实例2:李子坪取渣场土方量估算

由于距离测量控制点较远,通过测量方法获取地形工作量较大,并且地形陡峭,难以布点。

无人机航拍现场数据

无人机航拍现场数据

基于实景模型计算体积功能,完美解决现场难以布点的问题

基于实景模型计算体积功能,完美解决现场难以布点的问题

实例3:上庄隧道口挖方量计算

设计院工程量:8万方;施工方工程量:16万方;两者差别较大。

使用实景模型计算,工程量为11.2万方,航拍以及建模耗时合计两天,合计约300张照片。

通过等高线、坐标等方式验证后,达成施工单位和咨询单位均认可计算精度。

无人机航拍实景模型

无人机实景模型

Powercivil软件读取实景模型生成DTM地模文件

Powercivil软件读取实景模型生成DTM地模文件

Powercivil精确坐标绘图

基于Powercivil精确坐标绘图,对模型进行控制点选取以及相关计算体积功能,得到最终的隧道口开挖数据计算

Powercivil基于实景模型和施工图建立的最终隧道口模型

Powercivil基于实景模型和施工图建立的最终隧道口模型

六、实景建模方案实施

6.1、实施主要步骤

实景建模方案实施主要步骤

实景建模方案实施建模关键步骤

实景建模方案实施建模关键步骤

6.2、本项目使用的软件以及配置

实景建模项目使用的软件以及配置 

6.3、村落航拍规划

项目的村庄区域23万平米,建立精细模型;预计本期航拍需要约3天,需要派遣2名工程师。航线区域按照70米航线高度进行飞行,预计获得照片1000余张。

村落航拍规划-实景建模

计划航线

6.4、非村落区域航拍规划

非村庄区域约80万平米,建立粗略模型;预计本期航拍需要约3天,需要派遣2名工程师。航线区域分别按照100、150米航线高度进行飞行,预计获得照片1000张。最后生成出的周边模型如比较模糊的情况,考虑建立三维2061.com模型或者通过照片来取代该模型。

无人机航拍实景建模非村落区域航拍规划

计划航线

 通过无人机航拍照片来合成背景,选择不同角度合成

通过照片来合成背景,选择不同角度合成

无人机航拍通过建立2061.com模型合成到实景模型当中

通过建立2061.com模型合成到实景模型当中

城市里基于实景模型建立2061.com模型

城市里基于实景模型建立2061.com模型

(备注:需要规划单位或者其他单位提供主流IFC、OBJ、FBX等三维数据模型或提供方案设计图纸,最好附带清晰的效果图)

6.5、局部拍摄全景照片

收集全部区域的照片后,整合分析,并针对街道区域进行局部全景照片拍摄,预计拍摄时间  2 天。

6.6、需要甲方协助

安排车辆1台,协助人员 1至2 名。服务时间预计 7 天。

提供航拍飞行的本项目指派我公司人员XXX、XXX的证明文件。

协助寻找并提供合适的航拍起飞点,以及充电休息的场所。

6.7、无人机航拍照片处理

将整个项目的照片放置公司的工作站集中计算处理,以5台工作站为本次项目处理机器。

6.8、数字交付成果

最终可以根据实际需求交付网页端成果或者本地文件,并指导甲方安装Acute 3D Viewer视图浏览工具。

 

实景建模交付网页端成果或者本地文件

实景建模 网页端浏览成果

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本地浏览成果

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