大跨度三维成果拼合！主城区1：500实景三维模型拼合项目分享
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一、项目背景
随着智慧城市、数字城市、实景三维中国等概念的提出、应用和普及，城市三维地理信息系统的应用需求在迅速增加。
“十四五”时期，自然资源部将实景三维中国建设作为重点推进方向，计划建立一个适应信息化发展的国家地理三维实体数据库，推动实现基础测绘的全面转型和升级。“城市三维”作为“实景三维中国”的重要组成部分，为航测产业链上下游企业带来了巨大的市场机遇；同时，也对城市三维建模的质量、效率等提出了更多挑战。
本次项目目标是在成都市主城区开展高精度免相控倾斜摄影航测，在完成城市实景三维模型的基础之上，实现两次时间跨度较大三维成果的拼合，为更快速、便捷地进行城市三维建模提供可能。
测区周边环境
二、测区介绍
测区位于成都市高新区，区内地势平坦但高层建筑林立，平均高度约100米，地物涵盖高楼、在建工地等。2020年已完成2.28平方公里的航测数据采集，本次航测面积为4.39平方公里，测区总面积为6.67 平方公里。
红色为航测区域
三、设备选择
城市干扰多且高楼林立，无人机失控和撞楼的概率增加，航测作业风险难度增大。城市建筑密集，建筑之间存在相互遮挡现象易导致数据纹理采集不全；随着建筑高度的增加，建筑高层航片重叠率下降，均会造成模型楼顶出现拉花、空洞、扭曲现象。
城市建筑物多由玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等材料装饰，上述物体反射的光线交错复杂，易对航片质量造成影响。城市林立的高楼和交错的街道产生复杂的风场环境，会对无人机飞行速度和飞行姿态造成较大干扰，导致空中成像扭曲程度相对较大，最终成像模糊。
DG4Pros
针对上诉存在的问题，我们采用睿铂DG4Pros智慧城市专用倾斜相机来完成数据采集工作。它的自研镜头能够减少像差，提高原始航片质量，进而减少空三分层概率。同时，它特殊的焦距设计，非常适合于城市场景的数据采集工作，保证无人机航飞安全，又不丢失精度与效果。
四、航飞参数规划
本次项目设计航高为130米，地面分辨率（GSD）为5cm，航线规划向重叠率70%，航向重叠率80%。测区总面积约6.67平方公里，本次实际飞行航飞面积约4.39平方公里，累计飞行10个架次，单架次飞行时间约30 分钟，共获取27550张影像，航片影像清晰、色彩均匀，满足本次项目的使用要求。
五、数据处理
5.1▪
空三解算
本次项目空三采用Mirauge3D软件配备6个节点进行处理。图形工作站配置为4台CPU intel至强W-2245、256G内存、RTX 2070 SUPER显卡和2台CPU Intel i7-11700K、128G内存、 RTX 3070显卡用于数据生产，共将40932 张影像分为3个分区进行生产。
5.2▪
模型拼合
我们先在Mirauge3D进行所采集数据的倾斜空三处理，随后将Mirauge3D空三结果导入ContextCapure进行建模和模型融合。结合Mirauge3D较强的空三计算能力和ContextCapure较好的建模效果，两次空三后模型均无分层、错位现象，且两次模型边界高度一致，无需进行任何二次处理即可实现模型融合。
六、模型效果展示
七、成果应用
本项目成果应用于某区级政府“智慧大脑”无人航空智慧治理板块，以高精度实景三维模型成果作为基础底图，结合人工智能、数字孪生、5G等先进技术构建三维数字空间基座，为“智慧大脑”无人航空智慧治理板块提供基础数据支撑， 通过后续统一汇聚城市级GIS数据、巡查数据、管理数据等多源多维数据，构建任务统一派发并监督解决和反馈的平台，为高效议政和决策提供数据基础，促进城市发展、治理、运行效能整体提升，助力城市数字化转型。
“智慧大脑”无人航空智慧治理板块
八、项目总结
城市三维工作需长期进行，测绘需求庞大且在不断增加中。随着行业管控和提倡安全飞行的力度不断加大，因空域因素影响造成城市航测无法在单次完成的现象时有发生，给大面积城市三维建模的推进带来一定困扰。
可以通过起飞前进行指南针和IMU校准、观察飞行环境、确定风力可控，航路规划时规避障碍物，飞行时避免满杆飞行等方式，有效应对城市飞行复杂环境；同时，选择更合适城市建筑的相机载荷，可以有效提升航片质量，降低模型拉花、空洞现象。
此次项目，经睿铂调校的测绘级高兼容性免像控镜头拍摄效果稳定、成像质量高，在两次测绘时间间隔较大、设备更换的情况下，仍然保持了稳定、良好的数据融合性。在飞行过程中，未出现漏拍、虚焦、失焦；在空三计算时，未发现分层与大量丢片现象，且两次空三后模型融合度较高，可直接进行模型拼接生产。
九、单位介绍
成都携恩科技有限公司成立于2009年，是国家高新技术企业、“四川青年五四奖章集体”获得者、成都市新经济百家重点培育企业和成都高新区“瞪羚企业”。
公司在行业内率先将无人机应用同高性能科学计算、大数据、地理信息系统、建筑信息模型、人工智能算法、5G、物联网、云计算跨界融合，致力于为智慧城市建设相关政府单位和行业机构，提供集无人机飞行、时空大数据采集及智能应用于一体的无人航空数字运营服务。
公司深耕无人机航测领域多年，提供包括“空域申请+无人飞行平台+航测相机+定制飞行方案+高效内业处理”在内的智能航测一站式服务。拥有多机型无人机机队和全画幅航测相机、倾斜摄影相机、激光雷达等多种载荷，设备先进、稳定性高，轻松适应严苛航测环境，可满足不同作业需求，大面积、高精度、特殊地形条件、狭小空间的航测任务均可胜任。
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老旧小区改造规划，基于倾斜摄影真三维模型应用介绍
李德仁院士：超大城市实景三维建设的思考无人机倾斜摄影1:500房屋测量技术设计书.docx（文档可下载 ）
这些航测处理中常见名词术语你了解吗？
航测无人机las点云数据生成DEM