[分享]倾斜摄影技术与BIM结合辅助桥梁规划设计

发表于2020-07-01     164人浏览     2人跟帖     总热度:361  


以下文章来源于成都睿铂科技 ,作者甘肃大禹九洲
01丨项目背景

为有效缓解天水市某地区城区交通压力,实现区位互联互通,加速旅游资源开发,带动美丽乡村特色产业发展,并促进周边区域政治、经济、文化交流融合发展。需要发挥该区域的公路、桥梁网络的整体效率和规模效益,建设该地区连接东西两岸区域的桥梁通道,促进两岸经济和社会的发展。

基于上述需求,需对建设区域进行1:1000地形测绘,并结合BIM技术实现桥梁结构三维设计。结合项目实际情况,我们决定采用无人机倾斜摄影技术,利用睿铂先进的DG3 Pros倾斜相机进行实景影像采集,快速还原测区全貌。同时利用BIM建模技术,实现桥梁设计方案的实时动态调整和三维动态演示,为工程施工、项目方案比选与审查带来了极大的便利。


02丨测区概况

项目区位于甘肃省天水市某地区,属秦岭西北坡与陇中黄土高原西南边缘复合地带,年平均气温10.3℃,四季分明,气候宜人。

测区地势西高东低,南高北低,均向中部河谷川区倾斜,地形高差约150米,地区内多为耕地、草地、居民地,山地位于河谷两侧。

航飞当日:无人机作业时间为上午10点—11点,在该时间段内,测区内天气晴朗,光线适中,3级微风,适合飞行。

测区内共布设14个地面像控点与14个检查点,点位清晰易辨认,用于本项目精度检查,检查点分布如下图所示:

倾斜摄影技术与BIM结合辅助桥梁规划设计_1

倾斜摄影技术与BIM结合辅助桥梁规划设计_2


03丨项目设备

因测区地形为峡谷区域,地形狭长,落差较大,经综合考虑后,我们决定采用多平台无人机系统完成航飞作业任务。由垂直起降无人机搭载睿铂DG3 Pros 进行全测区大场景数据采集;桥梁设计的关键区域利用大疆M600 pro旋翼无人机平台搭载DG3 Pros实现高分辨率影像数据采集。外业检测设备为中海达V60GPS-RTK。

DG3 Pros相机的焦距为28/43,可兼容固定翼与旋翼类无人机,这是本次项目得以运用多平台无人机完成任务的基础。不同于其它25/35的相机,DG3 Pros的长焦距镜头对于本项目具有更好的适应性,可保证无人机飞行在安全高度时,拍摄地物的分辨率足够。它的核心光学组件采用低畸变、低色差的ED镜片,提高了获得的原始航片质量,对空三解算与模型建立非常有好处。

倾斜摄影技术与BIM结合辅助桥梁规划设计_3倾斜摄影技术与BIM结合辅助桥梁规划设计_4


04丨航飞概况

本次项目中,设计航高为560米,地面分辨率(GSD)为8cm;桥梁设计区域地面分辨率为2cm,测区有效面积约14km²,按照航向重叠度70%,旁向重叠度65%进行作业。

固定翼累计飞行一个架次,单架次飞行时间约80min,共获取5650张影像,影像清晰、色彩均匀,满足本次项目的要求。旋翼机因为飞行区域较小,数据较少,此处不再专门叙述。

倾斜摄影技术与BIM结合辅助桥梁规划设计_5


05丨空三数据处理结果

本项目多平台前端数据采集设备均为睿铂DG3 Pros,内业使用SkyScanner软件进行数据预处理,将获取的数据自动进行分盘、重命名、姿态解算并生成CC软件支持的区块文件。

由于倾斜摄影技术特点,航线需要外扩,边缘部分航线会产生许多冗余数据,影响处理效率。项目中使用SkyFilter软件剔除冗余航片数据,原始航片总数共计5650张,剔除多余航片后,有效航片数共计3397张,剔除废片2253张,剔除率达39.87%。

废片剔除后空三时间不超过4小时,一遍空三即可达到产品重建要求,极大地提升了空三处理效率,在较短时间内完成三维产品重建任务。本项数据处理体系堪称为“内业空三加密”的一把“利器”,为今后应急测绘项目的生产提供了时间保障。


06丨项目结论

本次项目中,检查点精度平面中误差0.08m,高程中误差0.053m,满足1:1000图精度。以下是精度测量的对比结果:

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模型成果展示


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07丨项目总结

本项目充分利用倾斜摄影技术与BIM建模技术相结合的作业新模式,将数字正射影像图、数字高程模型、实景三维模型、人工设计模型等图层融为一体,进行空间规划设计。

本项目充分发挥实景三维在地理空间信息记录方面的优势,又去除了规划设计在周边环境设计上的不足,丰富的场景浏览功能,为决策和管理人员提供多角度、不同距离审视桥梁规划设计效果的方案,更直观地辅助项目方案的比选和审查。
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