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測繪航空攝影指在航空器(飛機(jī)、直升機(jī)、飛艇、氣球等)上安裝航空攝影儀,從空中對地球表面進(jìn)行的攝影,簡稱航空攝影或航攝。此項業(yè)務(wù)同時包含傾斜攝影、VR全景、全景地圖等。 主要產(chǎn)品:正射影像(DOM),數(shù)字高程模型(DEM),數(shù)字表面模型(DSM包含測區(qū)所有實景的3D模型產(chǎn)品三維模型),數(shù)字線劃地圖(DLG)等產(chǎn)品。 用途:用于地籍、不動產(chǎn)、大比例尺地形圖、土石方計算、文物古跡留存、現(xiàn)狀還原等。截止目前我公司先后在山東德州、惠民、江蘇、浙江、安徽、河北、新疆等地進(jìn)行航飛作業(yè),為地籍、不動產(chǎn)、地形等項目提供高速度、高精度的支持。 主要硬件 三維激光掃描儀:FARO S350plus,每秒點云獲取速度200萬點,掃描半徑350米,儀器精度1mm。 圖根控制點布設(shè):高精度GNSS,動態(tài)平面精度1cm,高程2cm,高精度全站儀、電子水準(zhǔn)儀; 點云數(shù)據(jù)處理:高性能計算機(jī)(配備Intel高性能處理器,32G以上內(nèi)存和NVIDIA高性能圖形處理卡,以及3D顯示器等); 圖紙繪制:高性能計算機(jī)(配備Intel高性能處理器,16G以上內(nèi)存和NVIDIA高性能圖形處理卡,以及3D顯示器等); 主要軟件 點云數(shù)據(jù)處理: SCENE、Riscan Pro軟件; 圖形繪制:AutoCAD 2019、天正建筑2014、宏圖LidarFeature等。 三維點云數(shù)據(jù)的獲取根據(jù)測區(qū)環(huán)境規(guī)劃掃描路線,選擇地理位置較高視野較廣的測站位置,確保獲取完整的掃描數(shù)據(jù)。掃描站點由遠(yuǎn)及近,遠(yuǎn)處測站獲取建筑外立面及屋頂部數(shù)據(jù),近處測站獲取細(xì)部數(shù)據(jù)及紋理。外立面采集完成后利用拼接標(biāo)靶,將掃描測站移至室內(nèi),按線路逐站采集歷史建筑室內(nèi)全部點云數(shù)據(jù),外業(yè)掃描過程中注意對歷史建筑重要部位結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點掃描,加大站點架設(shè)密度及掃描時間,獲得更加豐富完整的點云和紋理信息。掃描工作進(jìn)行中可在建筑物周邊布設(shè)標(biāo)靶紙,利用全站儀及GPS設(shè)備獲取標(biāo)靶紙中心坐標(biāo),內(nèi)業(yè)處理中將點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至地理坐標(biāo)系中。 三維點云數(shù)據(jù)要求:空間絕對精度(mm)≤50、點間距(mm)≤7、點云拼接誤差(mm)≤3;點云數(shù)據(jù)完整性:優(yōu)于90%。 首先利用三維激光掃描儀在距歷史建筑較遠(yuǎn)處設(shè)站,采用點云密度較高的掃描模式,采集整體立面點云及屋頂部點云:
再將掃描儀架設(shè)至歷史建筑近處,采集建筑立面、門窗、材質(zhì)、紋理等細(xì)節(jié)信息。
利用公共標(biāo)靶球?qū)呙铚y站由室外引至室內(nèi),完整采集建筑室內(nèi)結(jié)構(gòu)。
掃描儀外業(yè)實測1. 以FARO S350plus為例,將掃描儀架設(shè)在所選站點,大致整平,(FARO S350plus設(shè)備具有±2°傾斜自動補(bǔ)償功能,無需耗時完全調(diào)平)。
2.在距掃描儀15米以內(nèi)位置放置拼接標(biāo)靶球,每組3個,保證兩站通視且能掃描到同一組球。為能在軟件中自動精確識別球體,需保證球面點云數(shù)量。
3.為轉(zhuǎn)換點云數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng),掃描過程中在建筑周邊均勻分布掃描儀棋盤板,利用全站儀、GPS設(shè)備獲取棋盤板坐標(biāo)。
4.在S350plus設(shè)備中新建項目,設(shè)置項目名稱及文件基本名,設(shè)置掃描儀該站點掃描參數(shù)(點云密度、掃描范圍、分辨率質(zhì)量等),開啟掃描進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,獲取周圍建筑地物點云數(shù)據(jù)信息。掃描獲取的點云數(shù)據(jù)存儲在儀器中。每個測站的掃描時間同掃描距離和點云密度的設(shè)置有關(guān),單站掃描時間大約6分鐘。逐次架站,最終獲取歷史建筑室內(nèi)外完整點云數(shù)據(jù)。
掃描儀新建項目及參數(shù)設(shè)置界面。
掃描完成后查看縮略圖確定采集的目標(biāo)范圍。 點云數(shù)據(jù)預(yù)處理采集完成的點云數(shù)據(jù)存放在掃描儀SD卡中,取出SD卡將數(shù)據(jù)拷貝至工作站。 1.開啟SCENE軟件,創(chuàng)建項目并逐一確定項目儲存路徑及項目名稱:
點云數(shù)據(jù)加載 2.將原始數(shù)據(jù)加載進(jìn)本項目中:
3.自動進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理,包括點云數(shù)據(jù)的去燥、抽稀、過濾、查找標(biāo)靶球、創(chuàng)建掃描點云及自動拼接等操作并保存。
4.待整體處理流程結(jié)束且自動拼接完成后,查看拼接報告:
5.打開點云三維視圖,檢查點云數(shù)據(jù)拼接情況及數(shù)據(jù)完整性。
建筑整體點云 6.如站點拼接無誤,則將全站儀或RTK測得的棋盤板中心坐標(biāo)文件導(dǎo)出至工作站,利用Excel軟件導(dǎo)入并另存為.csv格式如下:
7. 將csv坐標(biāo)導(dǎo)入軟件內(nèi),完成點云坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換:
8. 在歷史建筑點云各部位(屋頂部、各立面、各層平面、各層仰視平面、典型部位剖面、代表性大樣)創(chuàng)建裁剪框,利用裁剪框功能從整體點云中截取歷史建筑點云切片,分別導(dǎo)出為.pts、.xyz(TXT)格式備用:
點云切片導(dǎo)出 9. 完成整體站點拼接后,對歷史建筑周邊點云進(jìn)行刪減,保留單體歷史建筑,利用掃描儀軟件內(nèi)置的視頻錄制功能,規(guī)劃漫游路徑,以俯覽與近景相結(jié)合的方式錄制單體歷史建筑.MP4格式的點云模型漫游視頻。 歷史建筑圖件繪制平立剖及大樣圖總體要求平面圖、仰視平面及屋頂平面圖:繪圖比例不小于1:100;平面要素:臺基、臺階、柱礎(chǔ)、柱、墻基、墻、門窗、樓梯、室內(nèi)地面鋪裝、家具布置等;首層平面應(yīng)表達(dá)周邊環(huán)境要素:石板路、堡坎、擋墻、臺階梯步、古井、花壇、排水溝、雕塑、保護(hù)的樹木等文字標(biāo)注:材質(zhì)、色彩、構(gòu)件名稱等;尺寸:墻段及門窗尺寸、軸線尺寸、總尺寸;標(biāo)高(平面圖中凡標(biāo)高有變化的地方均應(yīng)標(biāo)注標(biāo)高;樓梯只標(biāo)注平臺標(biāo)高);剖切符號及編號;大樣圖索引;圖例:材料、綠化、地面鋪裝等;指北針;圖名及比例(或比例尺)。 建筑立面圖:應(yīng)包含建筑各方向的立面圖;繪圖比例不小于1:50-1:100;地坪線(應(yīng)重點表達(dá)地形高差變化與建筑接地關(guān)系);立面要素:臺基、臺階、柱礎(chǔ)、柱式、柱頭、墻基、墻、梁、枋、屋面、檐口、脊飾、門窗等;歷史環(huán)境要素:石板路、堡坎、擋墻、臺階梯步、古井、花壇、排水溝、雕塑、保護(hù)的樹木等;文字標(biāo)注:材質(zhì)、色彩、構(gòu)件名稱等;尺寸:總高度、檐口高度、層高、墻段及門窗尺寸;標(biāo)高:地面、樓層、屋頂、檐口等;樓層數(shù);大樣圖索引;圖名及比例(或比例尺)。 建筑剖面圖:全面部位的剖面圖,不少于2個;繪圖比例不小于1:50;地坪線(應(yīng)重點表達(dá)地形變化與建筑接地關(guān)系);剖面要素:臺基、臺階、柱礎(chǔ)、柱、墻基、墻、梁、枋、檁、樓板、屋面板、屋面(瓦)、門窗、樓梯、室內(nèi)裝飾等;文字標(biāo)注:材質(zhì)、色彩、構(gòu)件名稱等;尺寸:總高度、檐口高度、層高、墻段及門窗尺寸;標(biāo)高:地面、樓層、樓梯平臺、屋頂、檐口等;樓層數(shù);大樣圖索引;圖名及比例(或比例尺) 大樣圖:繪圖比例1:2~1:50;測繪具有代表性的建筑細(xì)部,如門窗、外廊拱券、柱式、柱頭、欄桿、樓梯、窗臺、疊澀山墻、屋面瓦作、有雕飾的建筑構(gòu)件等;標(biāo)注構(gòu)件尺寸、材質(zhì)、色彩等;大樣圖編號、圖名及比例(或比例尺)。 2繪制流程將點云處理軟件中輸出的各部位.pts格式點云切片,導(dǎo)入到AutoCAD2019軟件,利用軟件轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換為PCG格式點云并附著到CAD內(nèi),使用多段線工具進(jìn)行點云數(shù)據(jù)的線劃提取。 將分割好的點云切片導(dǎo)入CAD中;
點云數(shù)據(jù)截圖
現(xiàn)場照片 將繪制好的CAD圖件導(dǎo)入天正軟件中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化加工,最終按要求制作完成歷史建筑平立剖及大樣圖。
屋頂平面圖
建筑平面圖
建筑立面圖
建筑剖面圖 |
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