將現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行真實(shí)還原。"實(shí)景三維在數(shù)字城市、城市規(guī)劃、交通管理、公共安全等場(chǎng)景有著廣泛應(yīng)用。根據(jù)自然資源部印發(fā)的《關(guān)于全面推進(jìn)實(shí)景三維中國建設(shè)的通知》，到 2025 年，50% 以上的政府決策、生產(chǎn)調(diào)度和生活規(guī)劃可通過線上實(shí)景三維空間完成。
2019 至 2022 年期間，為響應(yīng)國家加強(qiáng)農(nóng)村宅基地管理、城中村治理、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)等戰(zhàn)略，由東莞市自然資源局、政務(wù)服務(wù)數(shù)據(jù)管理局等多部門組織，東莞市地理信息與規(guī)劃編制研究中心作為技術(shù)牽頭單位，開展了基于大規(guī)模實(shí)景三維的農(nóng)房管控與治理關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用項(xiàng)目，完成了兩期東莞全域覆蓋的傾斜攝影數(shù)據(jù)采集與實(shí)景三維建模工作。項(xiàng)目建成的東莞城市級(jí)實(shí)景三維成果，堪稱實(shí)景三維中國應(yīng)用的一大。
該項(xiàng)目由大疆行業(yè)合作伙伴深圳市武測(cè)空間信息有限公司、深圳市中科科地勘測(cè)地理信息有限公司等單位負(fù)責(zé)實(shí)施，外業(yè)采用大疆經(jīng)緯 M300 RTK 等無人機(jī)采集數(shù)據(jù)，內(nèi)業(yè)采用大疆智圖集群版在內(nèi)的軟件處理數(shù)據(jù)，最終生成高精度模型，為東莞農(nóng)房管理、城市設(shè)計(jì)、土地整備、交通規(guī)劃等各類實(shí)景三維智慧城市應(yīng)用提供良好支撐。
2465 平方公里
該項(xiàng)目面積大，外業(yè)飛行時(shí)間窗口短，項(xiàng)目工期緊，精度要求高。根據(jù)項(xiàng)目要求，以傾斜攝影方式采集全市影像數(shù)據(jù)，分辨率優(yōu)于 5cm；同時(shí)以貼近攝影測(cè)量方式采集城市 CBD 數(shù)據(jù)，分辨率優(yōu)于 2cm，并配合后期處理實(shí)現(xiàn)對(duì)高層異構(gòu)建筑的精準(zhǔn)建模。
作業(yè)范圍圖
東莞城區(qū)人口密集，地面建筑物和車輛集中，同時(shí)城區(qū)還是各種電磁干擾的聚集地，對(duì)無人機(jī)可靠性、安全性提出更高要求。經(jīng)過綜合考慮，項(xiàng)目組采用大疆經(jīng)緯 M300 RTK 為主力機(jī)型在建成區(qū)作業(yè)，固定翼無人機(jī)在山區(qū)作業(yè)，通過智能規(guī)劃航線自動(dòng)飛行，數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定性強(qiáng)、速度快、效率高。
在 2021 年第二期數(shù)據(jù)外業(yè)采集中，項(xiàng)目投入專業(yè)技術(shù)人員和航測(cè)人員共 200 余人，出動(dòng)無人機(jī) 26 架，DJI P1 和 PSDK 五鏡頭相機(jī)在內(nèi)的各類型航測(cè)負(fù)載 20 余臺(tái)。
9 大外業(yè)分區(qū)
由于東莞地勢(shì)東南高、西北低，山體海拔多在 200-600 米，平原海拔 30-80 米，地形起伏較大，城區(qū)高樓眾多，為保證作業(yè)精度，項(xiàng)目組將東莞 2400 多平方公里分為 9 個(gè)外業(yè)飛行分區(qū)，每個(gè)分區(qū)邊界各向外側(cè)延伸 3-4 條航線，充分保障邊界的數(shù)據(jù)成果。
綠色為外業(yè)分區(qū)，紫色為內(nèi)業(yè)分區(qū)
參考《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范（CH/T 3005-2021） 》，結(jié)合測(cè)區(qū)特點(diǎn)，外業(yè)航線規(guī)劃南北走向。由于項(xiàng)目要求全區(qū)域地面分辨率優(yōu)于 5cm，為嚴(yán)格保證成果精度，項(xiàng)目采用大重疊率：航向重疊率 80%，旁向重疊率 75%；高樓地區(qū)航向重疊率 85%，旁向重疊率 80%，并通過貼近攝影測(cè)量方式補(bǔ)拍數(shù)據(jù)。
為保障精度及做成果檢查，項(xiàng)目組布設(shè) 5000 余個(gè)像控點(diǎn)，每平方公里 1-2 點(diǎn)像控點(diǎn)。在分區(qū)的交界處，加密布設(shè)像控點(diǎn)，保障接邊處數(shù)據(jù)精度。
像控點(diǎn)分布效果圖樣例
在 2021 年的數(shù)據(jù)采集中，項(xiàng)目組 26 架無人機(jī)飛行 920 架次，飛行總航程 2.3 wanli，航拍照片數(shù)約 500 萬張，采集數(shù)據(jù)量約 80TB。20 天作業(yè)時(shí)間內(nèi)，依賴可靠性強(qiáng)大的經(jīng)緯 M300 RTK，項(xiàng)目組實(shí)現(xiàn)零飛行事故。
大疆智圖集群版快速建模
考慮到區(qū)域的面積過大，全區(qū)整體運(yùn)算會(huì)使機(jī)器負(fù)荷過大。項(xiàng)目組根據(jù)地面形狀、照片數(shù)量和算法的能力，將東莞整個(gè)區(qū)域分成 156 個(gè)子項(xiàng)目分區(qū)，分別進(jìn)行建模。
以最大的第 155 塊分區(qū)為例，該區(qū)域的總面積 32 平方公里，原始數(shù)據(jù)量 8 萬余張，使用 20 臺(tái)大疆智圖集群版建模，2 天完成空三加刺像控點(diǎn)，5 天完成集群建模。
作業(yè)成果模型錄屏
此次外業(yè)任務(wù)，考慮各分區(qū)地物特征，采用了多種不同相機(jī)搭配完成數(shù)據(jù)采集。多種相機(jī)的數(shù)據(jù)融合處理，對(duì)內(nèi)業(yè)會(huì)帶來一定挑戰(zhàn)。大疆智圖支持自定義相機(jī)參數(shù)，可在相機(jī)信息界面設(shè)定像主點(diǎn)位置、焦距、畸變參數(shù)、相機(jī)分組等，能夠更好地實(shí)現(xiàn)各類相機(jī)數(shù)據(jù)的空三與重建。
大疆智圖支持自定義相機(jī)參數(shù)
在實(shí)景三維數(shù)據(jù)生產(chǎn)中，水面建模一直是業(yè)內(nèi)難題。東莞市區(qū)河流縱橫，湖泊眾多，大疆智圖三維重建支持水面自動(dòng)修復(fù)，通過智能算法識(shí)別水面區(qū)域，自動(dòng)在輸出的三維模型成果中輸出完整的水面模型，從而大幅減少后期修模工作量。
水面修模前
使用大疆智圖，水面自動(dòng)修模效果
大疆航測(cè)新方案
實(shí)景三維建設(shè)再提效
基于實(shí)景三維東莞制作的全市傾斜攝影一張圖、農(nóng)房臺(tái)賬等成果，為農(nóng)房管控與治理提供科技支撐，有效提升農(nóng)房管控與治理能力及效率。同時(shí)，實(shí)景三維數(shù)據(jù)成果具備直觀性強(qiáng)、分辨率清晰等特點(diǎn)，成果可以延伸拓展到住建、農(nóng)業(yè)、軌道交通等多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的共享使用可大幅節(jié)省數(shù)據(jù)建設(shè)成本、人力成本，具有巨大的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。
對(duì)于此類大規(guī)模城市級(jí)實(shí)景三維數(shù)據(jù)獲取，無人機(jī)作為新型測(cè)繪手段，具備機(jī)動(dòng)靈活、經(jīng)濟(jì)高效、安全可靠的優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，大疆行業(yè)航測(cè)方案也在不斷革新：
5 月 18 日，大疆發(fā)布行業(yè)旗艦無人機(jī) M350 RTK，產(chǎn)品迭代升級(jí)。全新 O3 圖傳行業(yè)版 + 4G 增強(qiáng)圖傳，在城市和山區(qū)的復(fù)雜作業(yè)環(huán)境，飛行更安全可靠。全新的 TB65 智能電池，循環(huán)次數(shù)更高，如使用新電池，東莞實(shí)景三維項(xiàng)目的 920 架次飛行，可節(jié)省電池成本 3 萬余元。
5 月 25 日，大疆智圖發(fā)布 V3.7.0 版本。大疆智圖集群版穩(wěn)定性得到進(jìn)一步提升，集群版處理規(guī)模大，內(nèi)業(yè)分區(qū)可實(shí)現(xiàn)更大面積的劃分，大幅節(jié)省處理時(shí)間。智圖 V3.7.0 版本還新增自動(dòng)刺點(diǎn)功能，該項(xiàng)目數(shù)據(jù)處理的 5000 余像控點(diǎn)刺點(diǎn)工作，可節(jié)省半個(gè)月時(shí)間，極大提高效率。
DJI M350 RTK + DJI P1
當(dāng)前，實(shí)景三維中國正如火如荼建設(shè)中，深圳、上海、西安等城市實(shí)景三維建設(shè)成果頗豐。在這樣的大背景下，大疆行業(yè)也將繼續(xù)通過技術(shù)的革新與應(yīng)用，助力實(shí)景三維中國建設(shè)，推動(dòng)無人機(jī)及成果數(shù)據(jù)在各行業(yè)中的應(yīng)用。
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