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    基礎設施行業全生命周期解決方案軟件服務商 廣州君和信息技術有限公司

    艾三維軟件

    艾三維BIM解決方案

    實景建模解決方案

    1.1、什么是實景建模?

    實景建模是通過不同的角度拍攝的數碼照片作為輸入數據源,為當前環境輕松生成高分辨率的三維模型。

    ContextCapture軟件根據輸入的數據的大小,能輸出高分辨率的帶有真實紋理的三角網格模型。所輸出的三維網格模型能夠準確、精細地復原出建模主體的真實色澤、幾何形態,具有逼真的精美細節、清晰的邊緣及精確的幾何特性。

    根據不同的需求,還可以設置各種額外輔助數據:傳感器屬性(焦距,傳感器尺寸,主點,鏡頭失真),照片的位置參數(如GPS),照片姿態參數(例如,INS),控制點,等等。無需人工干預,Context Capture 在幾分鐘/或數小時的計算時間內,根據輸入的數據的大小,能輸出高分辨率的帶有真實紋理的三角網格模型。所輸出的三維格網模型能夠準確、精細地復原出建模主體的真實色澤、幾何形態及細節構成。

    1.2、為什么要做三維實景建模?

    通過“實景模型”即使不到現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、實景拆遷區域模擬、實景進度匯報、實景進度分析,最重要的是保留下當時的數據信息,對于文物以及歷史遺跡的保護,有著不可取代的文化價值,即足不出戶也可以像在現場一樣,了解現場情況、解決現場問題、管理現場狀況。

    實景建模街道模型

    實景建模街道模型

    三維實景建模-古鎮實景模型

    古鎮實景模型

    街道到小區、城中村的建模,均是適合的建模對象

    1.3、實景模型怎么去利用?

    獲取的三維模型,可以切換成點云數據、三角網格數據,可以進行如下應用:

    1、 到Bentley Descartes軟件進行網格數據處理,完善模型的局部的破面并編輯三角網格模型。

    2、 導入到Bentley土木專業軟件Powercivil、AECOsim軟件做實體建模,可以直接模擬并計算拆遷區域的工作量,以及評估場地平整需要的填挖方量等問題,并實現對模型模擬移動路徑以及漫游處理。

    3、 通過實景建模解決方案,獲取實景模型,基于該模型的數據,可以測量體積、面積、長度(精度為2-5厘米的誤差)。


    二、實景建模的過程

    航拍需要保證有足夠高的重疊率,城市內作業,需要注意高壓電塔的影響。

    例如以下模型:通過攝影測量重建,花費了半天的時間進行拍攝,在處理前期,將要全部249 張照片全部準確空三成功,還原照片的精確位置。并在得到空三之后,再計算還原實景模型。

    實景建模的過程

    街道照片還原成實景模型

    街道照片還原成實景模型

    街道照片還原成實景模型

    城市照片還原成實景模型

    發布到網頁端并進行編輯添加素材說明

    發布到網頁端并進行編輯添加素材說明

    三、三維實景建模方案精度以及測量

    由于每張照片和視頻都含有空間位置信息,即照片的經度、緯度、高度信息。

    實景建模方案精度以及測量

    所以將航拍照片和視頻導入ContextCapture生成的模型即為實景模型,該模型的數據信息(長、寬、高、面積、體積等)與實景的數據信息一致,誤差值最高 1% 。(照片的過程中是無法修改數據的,因此生成的模型數據是真實的,即模型精度是真實的。)

    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

    實景模型測垂直距離

    實景模型測垂直距離

    實景模型水平面積測量

    實景模型水平面積測量

    實景模型體積測量

    實景模型體積測量

    四、實景建模導出的格式

    實景建模軟件所生成實景模型導出為多種格式的模型,再進行相應的二次處理,如渲染、動畫等。

    -  ContextCapture模型的原始格式為3MX

    -  3MX導出DGN格式,到Microstation里面做動畫、渲染等

    -  轉出通用的OBJ或FBX格式,再導入到草圖大師做方案設計或導入到3D MAX等對應的軟件。

    實景建模軟件導出的格式

    軟件導出的格式界面

    五、實景建模方案案例

    5.1、實景建模特點

    優勢:模型精度在2cm-5cm之間,滿足房建以及市政工程的精度需求;建模效率高;對現場階段性數據完整的保存;照片無法人為修改,完整反應現場地形地貌。

    不足之處:計算過程中會把樹木的體積計算進去(可以通過清表之后解決該問題)

    5.2、實例展示

    實例1:針對古鎮的立面改造,花費半天時間進行收集數據,并且得到數據之后,花費5天的時間,量測并還原現場的立面圖。

    實景建模實例展示

    14

    13

     

    實例2:李子坪取渣場土方量估算

    由于距離測量控制點較遠,通過測量方法獲取地形工作量較大,并且地形陡峭,難以布點。

    無人機航拍現場數據

    無人機航拍現場數據

    基于實景模型計算體積功能,完美解決現場難以布點的問題

    基于實景模型計算體積功能,完美解決現場難以布點的問題

    實例3:上莊隧道口挖方量計算

    設計院工程量:8萬方;施工方工程量:16萬方;兩者差別較大。

    使用實景模型計算,工程量為11.2萬方,航拍以及建模耗時合計兩天,合計約300張照片。

    通過等高線、坐標等方式驗證后,達成施工單位和咨詢單位均認可計算精度。

    無人機航拍實景模型

    無人機實景模型

    Powercivil軟件讀取實景模型生成DTM地模文件

    Powercivil軟件讀取實景模型生成DTM地模文件

    Powercivil精確坐標繪圖

    基于Powercivil精確坐標繪圖,對模型進行控制點選取以及相關計算體積功能,得到最終的隧道口開挖數據計算

    Powercivil基于實景模型和施工圖建立的最終隧道口模型

    Powercivil基于實景模型和施工圖建立的最終隧道口模型

    六、實景建模方案實施

    6.1、實施主要步驟

    實景建模方案實施主要步驟

    實景建模方案實施建模關鍵步驟

    實景建模方案實施建模關鍵步驟

    6.2、本項目使用的軟件以及配置

    實景建模項目使用的軟件以及配置 

    6.3、村落航拍規劃

    項目的村莊區域23萬平米,建立精細模型;預計本期航拍需要約3天,需要派遣2名工程師。航線區域按照70米航線高度進行飛行,預計獲得照片1000余張。

    村落航拍規劃-實景建模

    計劃航線

    6.4、非村落區域航拍規劃

    非村莊區域約80萬平米,建立粗略模型;預計本期航拍需要約3天,需要派遣2名工程師。航線區域分別按照100、150米航線高度進行飛行,預計獲得照片1000張。最后生成出的周邊模型如比較模糊的情況,考慮建立三維BIM模型或者通過照片來取代該模型。

    無人機航拍實景建模非村落區域航拍規劃

    計劃航線

     通過無人機航拍照片來合成背景,選擇不同角度合成

    通過照片來合成背景,選擇不同角度合成

    無人機航拍通過建立BIM模型合成到實景模型當中

    通過建立BIM模型合成到實景模型當中

    城市里基于實景模型建立BIM模型

    城市里基于實景模型建立BIM模型

    (備注:需要規劃單位或者其他單位提供主流IFC、OBJ、FBX等三維數據模型或提供方案設計圖紙,最好附帶清晰的效果圖)

    6.5、局部拍攝全景照片

    收集全部區域的照片后,整合分析,并針對街道區域進行局部全景照片拍攝,預計拍攝時間  2 天。

    6.6、需要甲方協助

    安排車輛1臺,協助人員 1至2 名。服務時間預計 7 天。

    提供航拍飛行的本項目指派我公司人員XXX、XXX的證明文件。

    協助尋找并提供合適的航拍起飛點,以及充電休息的場所。

    6.7、無人機航拍照片處理

    將整個項目的照片放置公司的工作站集中計算處理,以5臺工作站為本次項目處理機器。

    6.8、數字交付成果

    最終可以根據實際需求交付網頁端成果或者本地文件,并指導甲方安裝Acute 3D Viewer視圖瀏覽工具。

     

    實景建模交付網頁端成果或者本地文件

    實景建模 網頁端瀏覽成果

    31

    本地瀏覽成果

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