实景三维技术在智慧城市中应用

实景三维技术在智慧城市中应用

孙文庆

德州开测测绘工程有限公司253000

摘要:在这个信息技术及三维化应用趋势在迅猛快速地快速发展变革着世界的高科技时代和今天,信息化技术及城市数字化城市执法能力建设监控技术研究已经初步发展并成为在我国新形势下实现新形势下基层城管队伍长远稳定及长远平安和谐的发展环境建设工作的重要两个重要基本和工作立足点之一和重要两个国家战略制高点,高科技成果及其在我们当前的城管一线及执法环境监察的工作环境建设中得到大量成功的运用实际中运用也已成为初步的成为了一种改善的管理执法思维方式观念和思维有效实现提升行政监管队伍执法的专业化和水平效率意识的一次最现实必要最有效的手段。本文是侧重于对三维实景模型系统技术知识介绍的又一次的整体系统全面知识介绍,先进内容包括介绍了三维模型技术的开发,如何进行设计和建立这样一个全三维立体的实景信息模型平台系统,维护及保养等。

关键词:三维;科技;新技术

一、什么是三维实景模型

1、技术介绍

三维立体实景模型是计算机通过三维倾斜全景摄影扫描或三维激光成像扫描摄像等各种方式,采集出被描摄真实物体影像和其周边真实环境数据的所有相关三维数据集(照片、视频、点云)信息,由高性能计算机运用相关专业建模软件加工计算组合而统一生成出来的一个三维的真实场景模型。模型包含所有被照摄物体特征和周围环境信息的各种原始的基本数据如:颜色、质感、长、宽、高、周长、面积、体积、和其他GIS信息。

2、技术要求

倾斜摄影技术主要的是指要求利用计算机软件对每个需要被相机偏摄到的三维物体图像都能进行连续倾斜超过五个方位角和以上位置的三维图像数据的进行连续采集拍摄。照片矩阵是一种由相机对着被照摄对象的物体的东、南、西、北方向这四个面仰视时采用水平垂直的45度倾角矩阵来拍摄,俯视时也采用水平垂直的地面方式矩阵进行拍摄。由五组相片矩阵经矩阵叠加计算和矩阵运算生成。

3、技术特点

实景模型摄像机可以完整的真实地记录出被远摄视物体真实的三维外观特征,通过矩阵拍摄系统或激光全景扫描均可完全做到拍摄全方位无死角。模型成像的几何精度是根据所拍摄目标物体焦距的相对远近距离或扫描成像方式上的精度不同,可自动达到厘米级或毫米级。

4、技术优势

建模操作方式更加快捷而精准,自动化实现程度极高。实景模型可以上下左右360度,任意旋转缩放观看。有了非常的强烈身临其境的真实临场感,仿佛已置身其中。

二、如何获取三维实景模型

1、无人机设定航线自主矩阵拍摄

无人机上均要搭载有一台超高分辨率数码相机,根据飞行所用的相机数量大小(单镜头和五镜头)来分别来设定出两种不同的机型下的下一次无人机飞行使用的目标航线。五镜头型通常都由一个前后各四个与正交面水平角恰好成一个45度直角的镜头组和三个其中任意一个都与地面垂直高度恰好垂直的镜头组所装配所组成,因此用户只要事先设置和计算调整好相片重叠率后的最后一次飞行的航线即可自动快速的完成相机线圈范围内的数据的采集记录等相关任务。单镜头机型用户则要根据用户需航情况分别进行手动的调整设定好的相机的拍摄角度来自动做完成一次5个批次航线内的飞行。航线智能矩阵拍摄系统更适合无人机进行较大面积的或较大规模范围的飞行数据信息实时采集传输或拍摄。

2、无人机螺旋式定点环绕拍摄

无人机是搭载单枚镜头无人机对拍摄物体进行螺旋式的环绕飞行拍摄,以被所摄的物体为拍摄圆心无人机将按照照片重叠率来做各种不同的高度范围的环绕式飞行拍摄采集。无人机螺旋式环绕拍摄系统适合用于对单个的物体进行实时数据的采集拍摄。

三、如何能快速地建立三维实景信息模型运营系统

将整个三维实景信息模型的专业制作生产系统或其相关服务产业,拆分为"平台公司"系列、"航拍公司"系列和系列"实景BIM公司"系列并根据各自特性或各自利用其自身的专业优势资源而相互分开并进行其独立地生产运营。

1、"平台公司"因为掌握大量的数据信息并赋有保密和使用权限授予的职责,因此"平台公司"应该由政府、企业联合或政府指导管理下运营。"平台公司"负责对三维实景信息模型平台的数字化建设、数据更新、商业运营、系统维护和平台管理。"平台公司"或政府有偿委托专业"航拍公司"进行数据收集拍摄和有偿委托"实景BIM公司"建立三维实景信息模型。平台首先由政府扶持、政策支持和有偿使用作为"平台公司"创建的机制或经济支撑,然后由平台公司完善和发展成为一种新型独立商业运营模式的公司。

2、"航拍公司"可能只对提供单位负责直接或变相有偿服务地要求提供达到预期精度要求或符合精度要求条件的三维航拍和实景模型,甚至还有可能是只需把所提供模型的三维航拍数据就直接转交给与由和"平台公司"项目内容有关联系的云计算中心去处理或运算,属于是用提供劳务或者包片购买服务的有偿收费等方式来变相进行无偿提供服务。

3、"实景BIM公司"有偿的、系统的、专业的建立三维实景信息模型。"实景BIM公司"可以按行业分类独立或与各专业设计院合作进行数据交换和数据共享。

4、建立专业的实景BIM公司

三维实景模型植入在百度地图上或使用任何一个其它的国内的主流地图,可以马上就查询或得到在街道、楼宇名称等地图级别下的相关位置信息。但在未来我国对于各类城市管理相关信息数据还尚需深入研究必须通过进一步的按市政相关市政基础设施类型属性和各个城市行业职能特征分类进行了分门别类的各类城市信息模型构建和建设。

A)城市地下公用基础设施:结合城市三维地下实景模型所建立起来的各类供电与热力管网、给水管网、污水管网、雨水管网、消防管网、燃气管网、通讯综合公用管网、网络建筑以及智能化安防系统管网信息数据库等的各类数字化城市三维地下空间综合市政公用管网信息。由于上述所有这些大型市政基础设施工程项目均为大型地下空间管道铺设系统工程且全部为专业性的极强工程,平台公司业主方或相关当地基层政府业主也必须事先同时或委托相关的专业工程BIM公司工程公司或由其他有关专业的工程设计院负责协助其建立该工程及相关工程建设的基本信息资料系统或负责协助其整合相关工程及其建设过程相关信息。

B)其他公共的服务或设施:市政公园系统、园林景观绿化系统、公共卫生系统、公共景观照明道路系统、公共自行车交通系统、水利系统、林业系统等这四部分实景模型信息均为公共的公开透明的数据信息收集,可事先由航拍公司直接与平台公司或相关政府的相关责任单位共同协商或付费完成拍摄,再直接交由实景BIM公司有偿服务建立相关信息。

C)楼宇建筑体系内部共享的相关信息:政府办公大楼、银行、医院、学校、住宅社区系统等,应由其他各"平台公司"单位或委托其他各"使用单位"单位或按具体用户需求可分别或委托其各单位具有提供相关专业保密信息服务的资格条件的专业航拍摄影设备公司来负责统一进行相关信息的拍摄制作或数据建模,再分别统一地交由与其他各具有提供相同信息保密技术服务的资格条件的其它各单位"实景BIM公司"负责建立相关信息模型。

D)城市规划用地:这几部分实景的建模工作主要应用于现场收集城市地形、地貌特征和相关建构筑物、植物模型等实景模型数据,可分别由各级规划设计部门现场或实际用地勘测单位现场直接或者委托到具有城市规划相关服务资质企业的网站"航拍公司"现场进行实景拍摄并建模。

以上功能涉及的所有领域的三维立体实景信息模型,政府职能部门、企事业单位、公司员工家属和一般公众个人用户均请尽可地按照我们设置好的所有相关的功能权限范围来进行免费有偿地开发使用。