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.     

面向数字孪生城市的智能化全息测绘

以大数据、物联网、人工智能、虚拟现实、云计算、智能驾驶等新技术为代表的信息化浪潮席卷全球,数字世界与物理世界正形成两大平行发展、相互作用的体系,数字孪生技术应运而生。随着物联网技术（IOT）的发展,数字孪生的理念被引入到智慧城市建设中来,深刻影响着城市规划、建设与治理。笔者所在单位面向数字孪生城市和自然资源统一监管对测绘地理信息的新需求,在全国开创性地开展了面向数字孪生城市的智能化全息测绘试点工作。本文结合上海市智能化全息测绘试点工作,从数字孪生城市、数字孪生城市对地理信息的新需求、智能化全息测绘关键技术及测绘成果等方面展开了论述,重点介绍了智能化全息测绘的技术体系和产品体系,以及在社会各领域的应用成果。     

基于ADS数据生产数字高程模型关键技术研究

实景三维龙江建设是未来一段时间内提高全省综合治理能力,形成信息化、智能化治理体系的重要数据,作为新时期测绘地理信息事业的基础性工作,本文以2022年实景三维龙江建设项目为依托,研究基于ADS80数据生产数字高程模型的技术流程,探索数据生产过程中的关键技术。     

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。     

基于数字孪生技术的智慧校园时空底座建设

物联网、大数据、人工智能技术的发展孕育了数字孪生技术。三维实景校园时空底座是应用数字孪生技术建设智慧校园的基础。通过倾斜摄影技术、三维激光扫描技术与人工建模技术相结合的三维校园时空底座制作方法,能够补充倾斜摄影在建筑底部及内部等遮挡密集区域的信息,在提高三维校园模型精度的同时,实现多源数据的融合三维实景建模。通过不同来源、不同格式数据的优势互补,更好地建设校园时空三维底座,为数字孪生校园的建设提供支撑。     

关于山地城市三维全要素建模技术与特色探讨

三维全要素建模是智慧城市的重要组成部分和热点研究问题。以0.2 m分辨率航空影像、1:500 DEM数据和地形图等为数据源,通过深入研究全要素模型与地形场景套合、建筑物模型房高修正、场景动态优化、全要素模型数据更新、三维全要素建模与集成等关键技术,进而利用3DMAX进行三维全要素建模,并基于TerraExplorer Pro开展三维地形场景模型与建筑物景观精细模型的集成研究,实现了重庆万州区三维全要素建模与数据管理。研究结果表明,该研究有效地解决了复杂城市全要素建模所面临的关键技术问题,为城市规划与建设和景观设计等领域提供了科学的理论依据和技术支撑。     

面向智能化测绘的城市地物三维提取

精准有效的三维时空信息是新型基础设施建设、实景三维中国、自然资源管理与监测等国家重大需求不可或缺的重要支撑。测绘装备的快速发展提升了点云和影像获取的便捷性,为智能化测绘提供了一种全新技术手段。然而,如何从点云、影像中智能地提取三维时空信息仍然面临诸多困境。本文围绕城市场景中地物目标智能化提取的需求,重点阐述点云位置精度改善、点云与全景影像融合、部件级典型地物要素精细提取、软件研发与工程实践4个方面的关键技术与研究进展,为实景三维中国建设等提供关键支持。     

丝绸之路文物古迹“甘肃锁阳城”三维建模方法研究

以航空摄影和全野外数字化测量等手段,获取丰富的地形地貌数据,再结合多种GIS数据处理方法获取锁阳城建模数据,通过精细建模和实景贴图技术建立城墙模型,最终在SuperMap平台下建立三维场景。详细介绍了模型数据获取、模型数据处理和建模的具体方法。     

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。     

数字孪生城市轨道交通规划选线应用

数字孪生城市为保障城市现代化建设顺利进行发挥了重要作用。本文以宁波市轨道交通第三轮建设规划为例,论证了现阶段静态、多时态的数字孪生城市能够很好地适应城市规划建设需求,阐述了数字孪生城市统一大场景建设方法。集成二维数据、地形地貌、实景三维、轨道交通信息模型、地下管线模型等多源、多尺度数据,在数字孪生城市中进行轨道交通二三维选线。贯通规划选线后,连接设计、施工和运维,轨道交通全生命周期管理在数字孪生城市中构成完美闭环。在未来的时代,数字孪生城市将加速拓展其他应用,具有广阔前景。     

不动产登记数据的建筑分层分户三维建模关键技术

随着实景三维建设的不断推进,城市管理向立体化、精细化和数字化发展,建筑分层分户三维模型能够承载更详细精准的属性信息,并能叠加倾斜三维模型进行场景渲染,可以更好地服务于城市不动产三维管理、数字赋能社会治理等工作。本文以“萧山区数字赋能社会治理”项目建设为背景,探索和实现了基于不动产登记数据的建筑分层分户三维建模关键技术,形成了从全空间多源异构数据归集至城市全域建筑分层分户三维模型建设的一整套生产技术流程,为城市不动产三维管理、数字赋能社会治理等提供了有效的技术支撑和数据基础。     

基于虚幻引擎的智能矿山数字孪生系统云渲染技术

HTML5、WebGL、云渲染等技术为浏览器、移动端、XR等多种终端的可视化渲染提供了重要技术支撑。本文分析比较了其优缺点,并采用虚幻引擎4的云渲染技术,采用某煤矿的倾斜摄影、BIM、巷道、设备、三维地质模型开展了系统设计与测试,分析了云渲染的效率和效果,实现了数字孪生云渲染技术在智能矿山的应用。     

无人机倾斜摄影结合激光扫描仪三维逆向建模

近年来随着科学技术水平的不断提高,城市三维数字化成为数字城市建设的重点应用方向。无人机遥感技术、三维激光扫描技术的发展,使数字城市建设逐渐开始向全面自动化、智能化转变。本文利用拓普康猎鹰8号多旋翼无人机,并结合拓普康GLS-2000L三维激光扫描仪对建筑物进行数据采集,然后利用Context Capture自动建模后处理软件解决城市自动化三维建模的技术难题,为智慧城市的三维系统建设提供有力的技术保障。     

明代石碑高精度真实纹理三维建模应用

为了解决精细化文物三维测绘精细建模的难题,本文利用手持式高精度三维激光扫描技术对栅栏墓园内的利玛窦墓碑、汤若望墓碑、南怀仁墓碑进行了高精度真实纹理三维激光扫描建模的研究,保证了文物模型的精度、精细度和完整性。手持式高精度三维激光扫描技术结合了三角测量、激光测量、近景摄影测量、自定位等技术手段,实现了对具有一定体量的复杂纹理文物的精细化测绘。本文通过对三角测量技术和近景摄影测量技术的基础原理进行分析,将两者的特点相结合,摸索出一套针对精细纹理和复杂雕刻的文物三维扫描技术流程。通过对手持式激光扫描技术的研究,验证了该技术对文物测绘的可行性和可靠性,为中尺度体量文物测绘总结了一套全新的技术流程,为今后探索针对不同体量的文物三维测绘,以及多种测绘技术相融合奠定了基础。     

空地一体化快速实景建模技术探究

智慧测绘地理信息服务的发展对实景三维模型的真实感、实用性和精度提出了更高的要求,如何快速生产高精细、高精度实景三维模型成为测绘地理信息热点研究方向之一。本文结合空中倾斜摄影测量建模的特点,探索了基于空中倾斜摄影和地面近景摄影测量快速进行一体化建模的技术,从近景传感器设计、数据采集、数据处理三方面探究了一套高效的空地一体化建模工艺,并完成了试验区的空地一体化实景模型制作,取得了较好的效果。该项研究弥补了空中倾斜摄影建模在近地面模型变形甚至缺失的不足,使基于倾斜摄影测量进行实景建模进入了一个新的阶段。     

智慧城市建设中的数字孪生与元宇宙探讨

随着城市管理和空间大数据、5G、人工智能等新型技术的深入结合,新型智慧城市相关的应用成为地理信息行业领域与社会重点关注的对象。本文主要介绍了智慧城市的背景与概念、理论与技术,阐述了数字城市、智慧城市及数字孪生城市三者的关系,总结了数字孪生城市现状及趋势,并探讨了元宇宙时代的智慧城市。智慧城市的萌芽期依靠空间信息技术、数据库技术、虚拟现实技术及计算机网络技术等构建数字城市,发展期在数字城市基础上融合人工智能技术、物联网技术、云技术及时空大数据技术等建设新型智慧城市,建设期结合新型智慧城市相关技术和实景三维技术等实现数字孪生。展望了跨时代的元宇宙智慧城市,或许会在数字孪生的基础上融合增强现实、扩展现实、脑机接口与体感设备等技术或设备,实现人类生活在两栖世界的美好憧憬。     

面向上海城市数字化转型的新型测绘

城市数字化转型、“科学化、精细化、智能化”的城市治理、“新基建”的落地和数字经济的发展都迫切需要空间地理数据向“全域、全息、全空间、多维、高频”推进,实现物理空间的数字孪生。本文结合上海市城市数字化转型对地理信息的新需求,从空天地数据获取手段、全息空间数据内涵、二三维一体的成果形式、泛在测绘更新方法和按需组装服务方式等方面提出了构建以基于地理实体的智能化全息测绘为核心的新型测绘体系,形成了城市数字化转型地理信息新服务的解决方案。