1、實景建模在平面場地規(guī)劃中的應(yīng)用一、技術(shù)開發(fā)背景當前我國城市化進程處于深入發(fā)展時期， 城鄉(xiāng)規(guī)劃編制和管理面 臨新的要求與挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)二維平面規(guī)劃技術(shù)手段不足以應(yīng)對新要求， 無人機航空攝影測量、實景三維建模、三維GIS等前沿空間信息技術(shù)， 為解決當前城鄉(xiāng)規(guī)劃難題提供了新途徑。 現(xiàn)階段符合當前城鄉(xiāng)規(guī)劃行 業(yè)需求的無人機傾斜攝影實景建模技術(shù)， 生產(chǎn)面向城鄉(xiāng)規(guī)劃行業(yè)的實 景三維模型，主要應(yīng)用于平面場地規(guī)劃的現(xiàn)狀調(diào)查分析、規(guī)劃方案對 比、輔助政府部門審批監(jiān)管等方面，提供天際線分析、敏感點分析、 視域分析、工程建設(shè)監(jiān)管等多項定性、定量分析，將傳統(tǒng)平面場地規(guī) 劃行業(yè)技術(shù)手段從二維升級到三維，為城鄉(xiāng)規(guī)劃從業(yè)者們做

2、出最終決 定提供科學有效地幫助，提高了規(guī)劃設(shè)計的科學性，規(guī)劃管理的效率， 具有廣泛的應(yīng)用前景。二、技術(shù)發(fā)展簡介無人機傾斜攝影實景建模技術(shù)（后簡稱“實景建模技術(shù)”）是近 年國際測繪遙感領(lǐng)域發(fā)展起來的一項高新技術(shù)， 主要原理為通過在飛 行平臺上搭載一臺或多臺傾斜攝影相機，同時從垂直、傾斜等不同的角度采集影像，通過專業(yè)軟件進行解析空中三角測量、幾何校正、同 名點匹配、區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差等處理，最后將平差后的數(shù)據(jù)（三個坐標 信息及三個方向角信息）賦予每張傾斜影像，使得他們具有在虛擬三 維空間中的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，合成高精度三維模型。至此傾斜影像即 可進行實時量測，每張斜片上的每個像素對應(yīng)真實的地理坐標位置。

3、 能有效的輔助投標勘探、土方計算、進度匯報、輔助場布等工作。 三、實景建模技術(shù)系統(tǒng)簡介實景建模技術(shù)是是借助數(shù)碼相機所拍攝的照片、錄像，為當前環(huán)境輕松生成高分辨率的三維模型。建模完成后，您可在任何桌面或移 動設(shè)備上快速方便的查看這些模型。對于實景建模系統(tǒng)來講，不但要 有數(shù)據(jù)采集，校正融合、處理建模，更要有后續(xù)的模型利用過程。實 景模型和數(shù)字模型融合，可以解決基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)很多的問題。 實景三 維建模的強大功能在于其提供的令人嘆為觀止的場景， 可以實現(xiàn)不一 樣的管理方式、不一樣決策方式、不一樣運營方式，還可以借助 Bentley的軟件實現(xiàn)一些不可思議的功能。如光照分析、場地規(guī)劃、 場地測量、地形測繪

4、等。例如，對于一個改造項目，我們需要精確的 知道正在運行中的現(xiàn)實模型的數(shù)據(jù)， 并在此基礎(chǔ)上進行深化改造。但 是由于圖紙欠缺，時間周期，人力成本等要求，我們無法通過傳統(tǒng)的 方式實現(xiàn)，而實景建模就是來解決這個需求。通過無人機、相機拍攝、 激光掃描等技術(shù)，獲取數(shù)據(jù)，然后通過實景建模系統(tǒng)的識別運算，生 成三維模型，導(dǎo)入到我們前面講的建模系統(tǒng)中，進行深化使用。通過 實景建模系統(tǒng)，我們可以為客戶創(chuàng)建幾乎任意尺寸、 極其詳盡的三維 模型，并且與傳統(tǒng)的方式相比，速度更快，成本更低。而最強大的功 能在于其提供的令人嘆為觀止的場景，可以實現(xiàn)不一樣的設(shè)計方式、 不一傳統(tǒng)測繪方式的缺點樣的施工管理方式、不一樣的運營決

5、策方 式。通過“實景模型”即使不到現(xiàn)場也可以在實景模型中完成準確的實景測繪、實景方案模擬、實景場地布置模擬、實景進度匯報、實景 進度分析，即足不出戶也可以像在現(xiàn)場一樣，了解現(xiàn)場情況、解決現(xiàn) 場問題、管理現(xiàn)場施工等。四、實景建模的應(yīng)用方向1 、設(shè)計輔助：通過三維實景模型，在平面、三維上輔助設(shè)計師 進行項目設(shè)計，讓設(shè)計不在從白紙開始；2、工程勘察、測繪：通過無人機掃描，可以創(chuàng)建幾乎任意尺寸、 及其詳盡的三維模型可直接在模型中進行測量分析。避免測量誤差， 只需在模型中就可以測出精準的數(shù)據(jù)，并且可以通過三維模型直觀的 反應(yīng)和分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)；3、工程場地布置：通過照片核算好的三維實景模型，再借助 Bent

6、ley的系列軟件對場地進行區(qū)域劃分和布置；4、工程方案研討：通過會議方式直接在模型上對特殊施工區(qū)域 進行方案研討；5、工程光照分析：利用實景模型與LumenRT吉合，進行光照分 析；6、工程監(jiān)督管理：利用實景模型的靜態(tài)狀況、間斷性的更新， 對項目工程進行監(jiān)督管理；7、記錄、現(xiàn)場對比施工計劃： 可以把靜態(tài)的實景模型作為工程 進度資料存檔記錄，還可以通過模型反應(yīng)工程進度，并且與進度計劃 作比較分析工程進度狀況；8、總結(jié)匯報、施工現(xiàn)場實景展示：通過實景模型進行工作匯報、加二%展示現(xiàn)場施工現(xiàn)狀，可節(jié)省到現(xiàn)場巡查時間五、實景建模的流程實景建模技術(shù)主要通過 Bentley ContextCapture軟件

7、來實現(xiàn)。Contextcapture軟件原理是分析從不同視點拍攝的幾個照片的靜態(tài)對象，并以自動檢測對應(yīng)于一個相同的物理點像素，通過連續(xù)拍攝且有70%勺重疊率的相鄰兩張照片自動生成高分辨率的三維模型。如雕塑、文物、街景、城市整體模型等都可以通過ContextCapture來實現(xiàn)。照片可以來自于任何數(shù)碼相機或是智能手機中的相機。模型的精度主要取決于項目的任務(wù)目標、相片質(zhì)量、拍攝距離、拍攝方式則（卅 PEG/RAW川瑞的，腳帽t GPS撕說ContentCaptureiilll'iCAD典幽棚I實景建模工作流采集弛理編輪實黑內(nèi)容使用實體建模工作流程六、實景建模的數(shù)據(jù)類型1 .點云2 .二維/

8、三維要素和平面影像圖（并以三維方式定位和定向）3 .實景三維網(wǎng)格模型4 . 數(shù)字化自然環(huán)境七、 ContextCapture 軟件介紹使用 ContextCapture ，可自動從通過多種數(shù)碼設(shè)備拍攝的照片生成高分辨率的三維模型：數(shù)碼相機、智能手機、無人機上安裝的數(shù)碼相機或?qū)I(yè)機載測量型單/ 多鏡頭航攝儀，適應(yīng)各種尺寸的建模對象， 比如從近景對象到中小型場所到街道到整個城市。只需要一組對靜態(tài)建模主體從不同角度拍攝的數(shù)碼照片作為輸入數(shù)據(jù)源，為當前環(huán)境輕松生成高分辨率的三維模型，加入各種可選的額外輔助數(shù)據(jù)：傳感器屬性（焦距、傳感器尺寸、主點、鏡頭失真等）、照片的位置參數(shù)（如GPS） 、照片的姿態(tài)參

9、數(shù)（如INS） 、控制點等，無需人工干預(yù)在幾分鐘或數(shù)小時的計算時間內(nèi)，更具輸入數(shù)據(jù)大小，能輸出高分辨率的帶有真實紋理的三角網(wǎng)絡(luò)模型。所輸出的三維網(wǎng)絡(luò)模型能夠準確，精細的復(fù)原出建模主體的真實色澤，幾何形態(tài)，具有逼真的精美細節(jié)，清晰的邊緣及精確到幾何特性。ContextCapture 建?？捎糜冢悍治?/掌握現(xiàn)有條件、風險管理、監(jiān)督建筑/施工項目、通過模擬培訓地面工作人員。八、實景建模的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域包括數(shù)字城市，城市規(guī)劃，交通管理，數(shù)字公安，消防 救護，應(yīng)急安防，防震減災(zāi)，國土資源，地質(zhì)勘探，礦產(chǎn)冶金等，覆 蓋建筑設(shè)計，工程與施工，制造業(yè)，娛樂及傳媒，電商，科學分析， 文物保護，文化遺產(chǎn)等各方

10、面。九、ContextCapture數(shù)據(jù)處理流程Contextcapture數(shù)據(jù)處理的過程是將航拍的照片和視頻轉(zhuǎn)換成 實景模型的過程。在生成實景模型的過程中，它能還原照片和視頻拍 攝的位置（三空），再計算單張照片生成模型，模型生成是先從邊緣 開始再到中間位置。在處理照片的時候可以選擇低精度處理和高精度 處理，即進行網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格劃分為：矩形網(wǎng)格和三角網(wǎng)格。矩形網(wǎng) 格和三角網(wǎng)格代表精度，網(wǎng)格越小，精度越高。由于每張照片和視頻 都含有空間位置信息，即照片的經(jīng)度、緯度、高度信息。所以將航拍 照片和視頻導(dǎo)入Contextcapture生成的模型即為實景模型，該模型 的數(shù)據(jù)信息（長、寬、高、面積、體積等

11、）與實景的數(shù)據(jù)信息一致， 誤差值最高1%。該模型的數(shù)據(jù)信息（長、寬、高、面積、體積等） 可在Contextcapture 里面直接提取，而ContextCapture 在處理照片 的過程中是無法修改數(shù)據(jù)的，因此 ContextCapture生成的模型數(shù)據(jù) 是真實的，即模型精度是真實的。若無人機帶有 GP創(chuàng)能，生成的模 型才能與實景相符。若無GP堿能，生成的模型無法確定是否為實景。 如無人機帶GPS還原照片拍攝位置的速度會更快。實景三維建模：GPS精度測試通過Context Capture 實景建模生成的模型，可直接在免費提供給客戶的Acute3D viewer中進行場地測量。斗tfUELDi

12、就助 dlfjtmce:2S,5? i實景模型垂直測距展加值加心打UeF 臼配 M15LM 1肖狎，.河12CLLd 的 ihe 址：2 ddn= s 加igAu9u?）廿 ic dar£ :我 注加皿 奧的iih ft iJjfs tht jmTsiBMt&Mg! I BLlUMi iniict.實景模型水平測距LMrdlniie 黜 ao：E JutIue 7葉則?E"打.».1O iHLK 睢加汨r；凱碌界相-II說皿:魏陽1rU：ET$Me»,THTcn14bwd: BWi jUtK門士立 on 1 愴 1吐Ie ieHne- tie b

13、ur ktErlAddr陽& Ie ijw 腐用詢際 fudhpitr加 劇H，春mI實景模型體積測量ContextCapture 的兼容性非常好，支持的格式眾多，我們可將通過ContextCapture 實景建 模軟件所生成實景模型導(dǎo)出為多種格式的模型，再進行相應(yīng)的二次處理，如渲染、動畫等。- ContextCapture 模型的原始格式為3MX；- 可將3MxM式導(dǎo)出為DGN&式，再導(dǎo)入到Microstation里面做二次處理，如動畫、渲染等；- 比較通用的格式一般為 OBJ或FBX,可轉(zhuǎn)出為此格式，再導(dǎo)入到 草圖大師做方案設(shè)計或?qū)氲?3D MA痔對應(yīng)的軟件。十、實景建模

14、在平面場地規(guī)劃中的優(yōu)勢1在設(shè)計建模和施工建模期間，采集和可視化現(xiàn)有條件，形成詳細、精確的二維和三維表示以實現(xiàn)背景吻合，加快設(shè)計流程，不再從空白畫布開始，從而做出更好的決策；2. 實景三維模型所構(gòu)建的模型提供了極其豐富的三維環(huán)境，能夠采集所有的細節(jié)，而不僅僅關(guān)注選定特征（如建筑）。能夠在三維模型中進行地理定位，實景建模技術(shù)有三個關(guān)鍵點（遠程操作、速度快、全面準確），在Context Capture 實景三維建模中可以獲各個位置的地理定位，讓用戶獲取的位置不再在只有相對而是跨越到了絕對地理位置?？梢酝ㄟ^實景三維模型把控現(xiàn)場，可以節(jié)約時間、加快效率，達到跨越性的管理方式；3. 實景建模可以提高數(shù)據(jù)可

15、視性和通用性，簡化數(shù)據(jù)獲取難度，降低理解難度、減少抽象內(nèi)容；4. 實景建模主要是使用無人機設(shè)備現(xiàn)場掃描，可通過照片或是視頻的方式把現(xiàn)場情況逐一反應(yīng)。照片和視頻，相較于不同的單位存在意義就不同、相較于工程項目的階段不同也有不同的作用。照片和視頻都可以記錄真實作為檔案存放，在必要的時候可以把一瞬即逝的“畫面”記錄下來并于再次展現(xiàn)，同時還可以作為項目工程宣傳、匯報的資料，項目工程糾紛的證據(jù)，項目工程局部施工方案研討等作用。5. 實景建模應(yīng)用在城市規(guī)劃中對于各設(shè)計單位將有可觀的經(jīng)濟效益，能對數(shù)據(jù)進行實時的智能化處理，可縮短測量時間，減少測量資金，提高經(jīng)濟效益。實景建?？捎糜诔鞘幸?guī)劃建設(shè)項目、道路狀況建

16、模以完成對道路狀況的檢測、地下管線建模以完成對地下管線的檢測和維修，還可以用于礦山的體積測量，可以測量山體表面積、體積、長度、經(jīng)緯度高程等。6. 對于政府單位來說，實景建?？梢赃\用在工程規(guī)劃、設(shè)計和審查階段用于現(xiàn)場勘查，利于全面了解施工地區(qū)及周邊的環(huán)境，；在施工期間，無人機可以針對性地對面積、土石方體積、植被覆蓋度、工程外觀等進行勘查和測量，為環(huán)保部門判斷環(huán)境評價結(jié)論和環(huán)境保護措施的合理性提供依據(jù)。無人機航攝為城鄉(xiāng)規(guī)劃提供準確、可靠的信息， 獲取更加全面的地物紋理細節(jié)，便于更加準確的進行設(shè)計與施工，有效避免重建工作，有效縮短建設(shè)時間、減少建設(shè)時間。7. 實景建模由于通過飛行器采集傾斜影像，通過軟件計算自動生成模型，極大減少了人工的投入，成本大大降低，大致為人工建模的 1/2 到 1/3 。傾斜攝影在獲取了傾斜影像之后，主要是通過計算機實現(xiàn)自動化建模，其生產(chǎn)效率可以達到每平方公里費時三小時，即50平方公里可以在一周之內(nèi)生產(chǎn)完畢。單從建模階段同人工建模每人月0.2-0.3平方公里的效率相比較，兩者生產(chǎn)效率可達到 1:600。8. 實景建模由于飛行器航攝時可搭