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1.1 智慧园区数字孪生平台

利用建筑CAD设计图,实景摄影,3D渲染,倾斜摄影等多种技术手段,绘制园区数字地图,进行POI标识,标识传感器分布,摄像头分布,人员及物资位置,数据总览

 

   

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1.1 实时定位数字孪生平台

 环境数据,人员分布,人员位置,视频联动,分区域管理
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1.1 倾斜摄影三维实景建模

倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它颠覆了正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。

倾斜摄影测绘技术是以大范围、高精度、高清晰的方式全感知复杂场景,通过效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性,为真实效果和测绘级精度提供保证。

倾斜三维实景建模是以一组对静态建模主体从不同的角度拍摄的高重叠度数码照片作为输入数据源,加入各种可选的额外辅助数据,如:传感器属性(焦距、传感器尺寸、主点、镜头畸变)、照片的位置参数(如GPS)、照片姿态参数(如INS),控制点等等。可真实反映地物的外观、位置、度等属性,借助⽆⼈机,可快速采集影像数据,实现全动化三维建模,具有成本低、数据获取准确、操作灵活便的特点。

1.1.1 基础功能

1、突破了传统航测单相机只能从垂直度拍摄获取正射影像的局限,可以获取更加全的地物纹理细节,更加真实地反映地物的实际情况。

2、通过⽆⼈机搭载倾斜摄影相机进地形测绘,配合动化的影像匹配、建模建模系统可以减少⼈⼯⼲预, 提升作效率。

3、能极地缩短测绘外业的协同作,节省测量员的劳动时间,降低了外业劳动强度。

4、倾斜影像能为户提供丰富的地理信息产品,实现三维的数据叠加和展,为相关地籍管理信息系统提供辅助决策分析。

1.1.2 影像数据采集与建模

倾斜摄影影像采集:利用无人机搭载倾斜数字航摄仪进行倾斜摄影,获取倾斜影像。其主要流程为:资料准备,主要包括测区范围,坐标系统以及参数,控制点坐标,当地气候以及地势;制定飞行计划,其内容包括摄区范围、测图比例尺和摄影地面分辨率、航线敷设方法、像片航向和旁向重叠度、航摄仪类型及其技术参数和航摄附属仪器参数、需提供的航摄成果名称和数量、执行航摄任务的季节和期限等;无人机影像数据采集,以及补摄等。

三维实景模型数据生产:根据倾斜影像分布情况结合作业范围布设的像控点,进行像控测量与空三加密,生产三维实景模型数据。其主要流程为:导出空三成果,选择坐标系对整个模型进行三维重建,生成实景三维模型;将实景三维模型和导出的未畸变影像,通过实景建模软件创建解决方案,建立模型并生成缓存数据;制作完成后,需制作元数据并进行模型修饰,并对建筑、罐体、管道等进行标注。

1.1.2.1 技术指标和规范

1.航线设计要求

航线设计要求无人机航拍航线设计应符合下列要求:

1)应按航片不低于70%重叠度(推荐航向75%以上,旁向70%以上)拍摄的要求对测区进行往复航线重复拍摄,保障整体测区每个位置都有多个角度符合重叠度要求的照片覆盖;

2)在有效区域的外侧至少规划4条航线或6个曝光点位置,确保厂区全覆盖。

3)航线弯曲度不大于3%;

4)航高建议200米,航摄分区内实际航高与设计航高之差不超过设计航高的10%;

5)旋偏角不大于8度。

2.航摄精度要求

航摄成果精度达到国家1:1000航摄地形图的平面和高程精度标准,即平面中误差不超过20厘米,高程中误差不大于25厘米。对应要求航摄原片的地面分辨率不超过3厘米,航空摄影区域内最高点与最低点影像分辨率不得超过0.3个像素,对于高差较大的设施、建筑,必须施行分区飞行,确保分辨率一致。

3.影像质量要求

1)影像表现质量应清晰、层次丰富、反差适中、色调柔和、不偏色、无色斑;

2)影像能辨认出与地面分辨率相适应的细小地物,保证面积较小的地物清晰可见,且能建立立体模型;

3)影像上云及云影不影响地物的特征判读;

4)在曝光瞬间因飞机地速的影响造成像点最大位移不超过0.5个像素;

5)GPS数据记录应齐全,解算精度需满足后期实景真三维模型制作软件的要求。

作业人员通过人工目视检查航飞数据是否有以下情况:照片有雾、光照不均衡、噪声、弱信息、航带色差等。通常情况下,经过检查发现影像有以上情况的,需要在天气条件较好的情况下重新飞行采集数据。

一.1.1.2.2 无人机航高设定

摄影测绘技术所获得的影像分辨率高低很大程度取决于无人机飞行的高度,其计算公式如下:

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式中, h 表示无人机飞行器的相对飞行高度;f表示数码摄像机的镜头焦距; α 表示像元 尺寸;GSD表示地面分辨率。

一.1.1.3 倾斜摄影过程

利用实景三维获取系统,采用航空摄影的方式获取测区范围内的原始像片,结合地面像控测量成果,通过处理软件进行空三加密,得到每张像片的外方位元素。

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为了满足模型精度要求,需在测区四周及内部布设并采集多个控制点的坐标,形成控制网。将全部航测数据都纳入到了同一个坐标系统当中。这样做既能提高测量精度,又能方便数据对比。

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倾斜摄影的航线设计采用专用航线设计软件进行设计,其相对航高、地面分辨率及物理像元尺寸满足三角比例关系。航线设计一般采取旁向重叠度70%,航向重叠度85%。实际飞行中,各个相机根据对应的曝光点坐标自动进行曝光拍摄。

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无人机倾斜摄影测量可生成为数字正射影像(DOM)、数字高程模型(DEM)、数字表面模型(DSM)等成果,其中DSM包含的信息丰富、直观性强,具有可量测性,并且软件支持导出多种三维数据交互格式(OBJ/FBX/OSGB等)。为各种模型应用提供高效精准的数据。

 

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