从实景三维建模到数字孪生建模

从实景三维建模到数字孪生建模是国家数字经济和智慧社会建设与发展的基本需求。本文探讨了实景三维建模和数字孪生建模的关键技术内涵,介绍了数字乡村、未来社区和智能铁路等典型应用场景。广域范围实景三维建模在低成本高效数据采集和智能化自动化三维精细建模与动态更新方面面临挑战,城市级或重大工程级的数字孪生建模在全要素整体性的表征数据与机理模型集成表达方面还存在关键技术瓶颈。测绘技术亟须多学科交叉融合创新,突破天空地有机协同实时动态获取多细节层级实景三维数据、智能化处理多专业多尺度多模态时空数据、不完备数据条件下复杂场景的三维实体化精细建模、表征数据与机理模型结合的全生命周期数字孪生模型动态构建等核心关键技术,形成通用地理空间智能,实现测绘技术的高质量发展和对经济社会发展不可替代的更有力的基础支撑。     

旋翼无人机倾斜摄影测量技术在三维实景建模中的应用

使用倾斜摄影测量技术构建三维实景模型是近年来测绘领域的研究热点之一,与传统的垂直摄影测量技术相比,在三维实景建模中具有建模效率高、自动化程度高和模型逼真的优势,尤其是在“数字城市”“智慧城市”建设中具有举足轻重的地位。本文以某区域三维实景建模项目为研究对象,使用旋翼无人机搭载南方测绘倾斜数字航空摄影相机采集研究区倾斜影像数据,进行三维实景建模,最终获得平面X精度为4.03 cm、Y精度为3.86 cm、高程Z精度为3.91 cm的三维实景模型,建模精度完全满足项目建设需求。     

基于三维实景模型的水利工程划界确权研究

倾斜摄影测量技术具有高精度、多视角、高效率的特点,生成的三维实景模型可作为水利数字孪生项目的底座。为提高水利工程测绘成果精度,直观地展现工程项目范围内的地形地物,为划界确权工作提供数据支撑,采用倾斜摄影测量技术建立了引江济汉工程三维实景模型,因其高度直观化、高精度、可量测等特点,利用ArcGIS pro软件实现了二、三维数据融合,显著提高了勘界效率,在引江济汉工程划界确权项目中发挥了重要作用。由此可以得出结论,三维实景模型融合技术可以运用于水利划界确权工作,为水利项目的建设管理工作提供数据保障。     

倾斜摄影三维模型Unreal Engine 4渲染的数据转换方法

对三维地理场景真实还原是数字孪生的核心技术要求之一,地理信息系统与游戏引擎的结合为城市实景三维建设提供了新思路。倾斜摄影数据是实景三维建设中重要的数字底板要素,针对游戏引擎加载倾斜摄影数据问题,以Unreal Engine 4渲染为例提出一种倾斜摄影三维模型数据转换方法。该方法利用原始数据的文件组织,通过数据解析获取转换信息构建数据读取树;迭代树节点时分别对几何数据与纹理数据进行转换,转换过程兼顾游戏引擎渲染资源所需物理属性,最终完成几何和纹理重组。将该方法应用于深圳市福田区倾斜摄影数据,实验结果表明,所提方法能准确实现倾斜摄影三维模型数据至Unreal Engine 4渲染资源的转换,可为类似三维模型数据转换问题提供理论与技术参考。     

基于小型多镜头航摄仪的无人机倾斜摄影技术在实景三维建模中的应用

近几年,采用倾斜摄影测量进行实景三维建模在数字城市、智慧城市建设方面得到了广泛的应用。本文针对无人机倾斜摄影和实景三维建模,介绍了一种利用无人机搭载小型倾斜航摄仪进行倾斜摄影并完成实景三维模型生产的应用案例,总结了利用无人机进行倾斜摄影并完成实景三维建模的优势和缺陷。     

顾及地面POS信息的空地一体城市三维实景重建

实景三维模型为数字孪生提供了统一的数字空间底座。在城市场景中,贴近地面及在空中视角下被遮挡的地物是实景三维重建的难点。针对城市复杂空间环境和无人机飞行局限的问题,本文基于倾斜摄影与空地一体融合建模的基础理论,考虑POS信息对空地一体空三融合的影响,提出了一种顾及地面POS信息的城市实景三维重建方法,并使用此方法对佛山市历史文化街区进行了精细化建模。试验表明,与常规方法相比,该方法的模型效果好、效率高,对实景三维产品的生产与空间数据多尺度表达具有重要意义,可为数字孪生应用提供更精细的地理场景表现形式。     

基于倾斜摄影测量技术的高原地区三维城市建模研究

为建设"数字西宁"地理信息公共平台,本文利用AMC580多视角航空摄影仪的倾斜摄影技术和Smart3DCapture软件为数据处理平台,以高原城市西宁市实景真三维模型数据生产为例介绍了数据生产过程及其应用领域。结果表明,用倾斜摄影的方法能高效、高质量地实现实景真三维数据生产。倾斜摄影技术不仅从多个角度采集地面影像,从而克服了传统航空摄影技术只能从垂直角度进行拍摄的局限;倾斜摄影建立三维模型技术相对于传统的三维建模方法而言,凸显其建模速度快、成本低等优势;且所获取的真实、详细、丰富的地物信息,更符合人眼视觉习惯的真实且直观的世界。     

倾斜摄影测量技术快速获取校园实景三维模型探讨

分析了传统三维建模的弱势及不足,提出并阐述了新型基础测绘倾斜摄影测量技术的基本原理和主要特点,详细论述了利用倾斜摄影测量技术获取倾斜影像、基于倾斜影像外业像控测量及内业立体空三加密、倾斜实景三维模型数据处理及优化等技术方法。并以黑龙江工程学院校园为实际案例,介绍了利用低空倾斜手段获取校园倾斜影像、实景三维模型数据处理及成果应用,最后总结展望了倾斜实景三维模型成果应用的相关行业领域思路。     

三维激光扫描与倾斜摄影测量的滑坡隐患点三维建模

基于无人机倾斜摄影测量技术和地面三维激光扫描技术相融合的空地一体数据采集处理技术获取地表滑坡体的三维数据。结合北京市延庆区京礼高速一处典型的滑坡隐患点,通过对地面三维激光点云数据和无人机倾斜摄影测量点云数据进行矢量化融合处理,生成滑坡体的DEM(数字高程模型)、DOM(数字正射模型)以及三维实景模型,可为地质灾害体三维建模提供参考。     

使用ContextCapture软件搭建倾斜摄影实景三维数据处理集群

为提升城市级大范围、高分辨率、高精度的海量倾斜摄影航测数据的建模效率,在分析当前建模软件、设备配置、集群架构的基础上,搭建倾斜摄影实景三维数据快速处理集群。该集群以ContextCapture为倾斜摄影数据处理软件,选择最优的计算节点设备配置,合理规划集群架构,布设万兆光纤,搭建100个计算节点的倾斜摄影实景三维数据网格处理集群;同时,研发集群监控平台,实时监控集群运行状态。通过济南市倾斜摄影实景三维数据的生产验证了集群的有效性。     

实景三维精细建模优化方法探索与实践

对比分析目前常用的几种实景三维建模方法及适用性,剖析倾斜摄影三维建模技术在几何结构和模型纹理等方面存在的问题,提出了实景三维精细建模的优化方法和技术路线,着重阐述了高低空航摄相结合的关键技术,明显改善了模型效果,提高了建模的质量与效率,为实景三维数字城市建设提供了技术参考.     

旋翼无人机倾斜摄影实景三维建模技术研究

为验证旋翼无人机倾斜摄影测量实景三维建模的可行性和精度,采用旋翼无人机对重庆市高新区海王星片区进行了倾斜摄影,利用ContextCapture进行了实景三维建模;并采用外业实测控制点、检查点以及测量数据对模型的平面精度和测量精度进行了验证,最终对基于旋翼无人机倾斜摄影测量技术的实景三维建模的可行性、精度以及效率做出客观评价,为后期的行业应用提供了一定的技术参考。     

贴近摄影测量与BIM技术在濒危民族建筑部件级实景三维建设中的应用

为完善我国传统村落实景三维建设,并传承和保护传统村落濒危民族建筑,本文以广西传统村落部件级实景三维建设工程为依托,首先利用倾斜摄影测量技术对传统村落进行城市级实景三维建模,利用贴近摄影测量技术与BIM技术对濒危等级高的民族建筑进行部件级实景三维建模;然后将倾斜摄影技术建模与贴近摄影测量技术建模的模型相融合,形成传统村落部件级实景三维模型图;最后根据濒危民族建筑构件的外观特征、尺寸信息、濒危等级、所处年代、地理位置,利用BIM技术对其进行参数化建模、编码与入库,形成可查询的实景三维模型数据库。     

基于优视摄影测量的天-空-地协同实景三维构建方法

随着信息技术的发展,实景三维模型已成为城市数字空间的数据基础。新兴无人机摄影测量方法通常以粗略模型为依据,通过多次飞行完成建模,存在效率低下和计算资源浪费问题。本文以优视摄影测量方法为技术基础,提出了天-空-地协同实景三维构建方法：使用卫星影像重建生成概略模型,并优化生成无人机实景三维数据采集方案,同时结合地面补拍,实现精细化实景三维数据采集及建模。试验结果表明,相比于常规的倾斜摄影测量方法,协同实景三维构建方法能够在保证相对高效率和便利性的前提下,实现高质量的精细化实景三维模型生产和输出。     

基于倾斜摄影技术构建实景三维产品的应用开发研究

介绍了倾斜摄影技术特点以及配套的硬件和软件系统;分析了基于倾斜摄影技术构建实景三维产品的关键问题和生产流程,并利用RCD30倾斜数据进行了实景三维产品的生产,掌握了基于倾斜摄影技术构建实景三维产品的生产技术路线。通过应用开发试验,设计出三款特点不同的三维实景模型功能演示系统,为构建实景三维产品提供了一种可行的技术开发途径。     

基于机载LiDAR和倾斜摄影测量的城市实景三维建模

作为数字城市地理信息公共平台建设的核心内容之一,三维城市模型正从起步探索阶段向深度和广度发展。采用何种建模技术来准确、真实展示城市空间布局,已经成为当前的研究热点。针对当前城市三维建模需求,本文介绍了一种以机载LiDAR作为城市三维坐标获取的手段,以倾斜摄影测量技术获取的倾斜影像作为模型纹理的城市实景三维技术。通过对某市的城市三维建模表明:基于倾斜摄影和机载LiDAR的三维建模方法具备真实性强、精度高、周期短等特点。     

基于倾斜摄影的实景三维单体化模型构建方法

倾斜摄影实景三维模型是由连续的三角网通过纹理贴图组成,模型上各地理要素具有“一张皮”的特点。针对无法管理与编辑模型上各地理对象的问题,本文提出了基于倾斜摄影实景模型进行单体化建模的技术方法。首先,利用倾斜航空摄影技术,探讨了基于Street Factory实景三维模型全自动构建方法;然后,以生成的实景三维模型为基础,利用倾斜摄影实景模型单体化建模方法,完成了地理对象单体化模型与属性数据库的搭建。本文以土默特右旗城区为试验区,通过对空三加密的精度分析,有效验证了本文实景三维模型的构建精度,为模型中地理对象属性的查询、管理和应用提供了方便,有效扩大了模型数据的应用领域,对内蒙古智慧城市建设具有一定的参考价值。     

基于倾斜摄影的大规模城市实景三维建模 技术研究与实践

倾斜摄影测量技术为大规模城市实景三维模型数据快速生产提供了有效的解决途径。本文面向大规模城市实景三维建模生产需求,对三维数据生产中关键技术进行了分析和研究,以北京六环范围实景三维建模实践为例,基于Context Capture Center建模软件,提出了实景三维模型数据生产的技术流程,对实景三维建模生产效率、三维模型成果精度进行了分析和总结。     

基于Smart3D的辽工大北校区三维实景建模研究

利用倾斜摄影测量技术进行三维实景建模,是近年来国内的测绘热点高新技术之一。本文以辽宁工程技术大学北校区为实验场地,利用多旋翼无人机搭载索尼ILCE-5100相机获取倾斜影像数据,采用Smart3D软件来建立三维模型,利用DP-Modeler软件进行模型精细化处理,通过LocaSpace Viewer软件对三维实景模型进行空间量测及分析,实现了较好的建模效果,表明此方案的可行性。三维实景模型具有真实的几何和纹理信息,能够在满足用户可视化要求的同时也为校园规划分析等方面提供科学依据。     

基于贴近摄影测量技术的实景精细建模

近年来,随着倾斜摄影技术以及建模软件的不断成熟,实景三维建模技术取得了迅速的发展与广泛应用.但受到航摄死角、地物遮挡以及影像错误匹配等影响,通过倾斜摄影技术构建的实景模型存在局部几何结构粗糙、空洞等现象.本文主要研究基于航空摄影测量和贴近摄影测量技术采集影像,并利用实景三维建模技术将无人机影像处理得到的点云与贴近地面采集的地面影像处理后得到的点云融合进行精细化实景建模.并以山西省大同市煤炭地质公园试验数据为例,融合无人机倾斜影像数据与贴近地面影像数据,使用Context Cap-ture(原名Smart 3D)处理软件进行点云融合局部精细建模,使模型精细化程度大大提高,能够真实反映地形地貌.