赞
踩
DJI Terra 大疆智图是大疆推出的一款提供自主航线规划、飞行航拍、二维正射影像与三维模型重建的 PC 应用软件。图新地球两款软件Wish3D Earth 和 LSV (LocaSpaceViewer)已全面支持大疆智图的数据成果,欢迎体验。
No.1
数据介绍
19年3月,DJI大疆行业应用与武汉大学张祖勋院士团队合作,为山西大同悬空寺建立高精度实景三维模型。
悬空寺外景
由于悬空寺地势复杂,传统的五航线、井字航线等自动航线规划方式都无法进行。因此现场数据采集使用了手工远距离飞行拍照,并用大疆智图快速建立粗模(低精度模型),进而基于粗模,在大疆智图上完成采集航线规划,来实现近距离精细化的数据采集。
最终采集到的相片数据,通过大疆智图完成了厘米级精度的实景模型构建,精准还原了建筑的错落变化,大到滑坡,小至建筑中的一根木头断裂,皆可清晰重现。
悬空寺飞檐细节
如果现场不方便采集粗模再进行精模测量的情况,还可以使用LSV (LocaSpaceViewer)的地形下载,下载12m分辨率的DEM,下载后加载到LSV内,基于LSV内的空间三维环境设计飞行路径,并将设计路径导出为KML格式,再把含有高程的KML路径导入大疆智图,作为飞行轨迹,也可辅助进行精确飞行。
LSV查看照片轨迹
本次数字化采集详细信息见下表所示:
项目 | 值 |
飞机 | 大疆精灵4 RTK版 |
飞控软件 | 大疆智图 |
飞手 | 2人 |
采集时间 | 0.5天 |
照片数量 | 782张 |
照片体积 | 6.35GB |
建模软件 | 大疆智图 |
建模时间 | 5小时 |
建模成果 | OSGB |
模型体积 | 1.88G |
采集成果建模后,加载到LSV中查看,同时使用LSV的照片生成轨迹工具,可以把所有原始照片也加载到地图上,同步查看模型与照片,方便建模以及通过发现的问题寻找原始对应照片。
LSV内加载模型照片对照查看
No.2
上传Wish3D Earth在线平台
大疆智图的数据成果为OSGB格式的倾斜模型文件,一般研究学者无法直接打开查看,导致数字化成果流通性降低。同时由于研究团队分散在全国,使用Wish3D Earth在线平台将模型发布为在线场景,通过网页链接,即可随时随地查看数据、开展研究。
Wish3D Earth平台使用较为简单,总体分为三步:上传数据、搭建场景、分享场景。
首先,把大疆智图输出成果即OSGB格式的倾斜模型打zip包,打开Wish3D控制台》素材管理》上传数据,拖拽悬空寺模型数据包到上传界面即可上传。
Wish3D Earth上传数据
除此之外,还可以上传正射影像、DEM、SHP矢量等各种格式的数据。
等待上传完成后,平台会自动解压并转换模型格式,稍等片刻,模型处理成功后,进行第二步,场景搭建。场景管理》我的场景》创建场景,即进入场景编辑器界面。先从素材库添加上传的倾斜模型到场景:
场景编辑
接着在图层管理,创建文件夹,把标记内容录入到场景内。
图层管理
标记点也可以插入文本、视频、照片、无人机全景等信息。最后,编辑下场景信息:
场景信息
添加无人机全景视频
至此,一个悬空寺的数据场景就编辑完毕,点击保存,即可在Wish3D Earth的场景列表中看到,点击即可分享或者预览该场景。如果数据涉密,还可以配置限时加密分享。
分享
No.3
古建筑保护应用分析
测量墙壁裂隙长度
我们在悬空寺山门南侧墙壁发现了两条裂隙,使用Wish3D Earth的空间距离测量工具,可以快速量取出裂隙的长度:左侧裂隙长度为4.17m,最宽处0.02m;右侧裂隙分两段,上部长0.17m、下部长2.5m。
裂隙测量
通过对模型的各角度仔细检查,共发现明显裂隙7条:
位置 | 数量 |
山门南墙 | 2 |
大雄宝殿地基 | 4 |
三圣殿地基 | 1 |
初步检查完毕后,建议实地对速查发现的裂隙进行详细检查评估。另外也可以采用定期无人机建模,通过多时相模型对比检查裂隙的变化。
基于面积推算游客承载能力
为确定悬空寺的游客承载能力,研究采用了面积统计法,使用模型,快速量取各建筑空间面积,基于面积来推算悬空寺瞬时游客承载能力。
空间面积测量
面积测量结果统计见下表:
区域 | 面积 |
大雄宝殿区域 | 300平 |
纯阳宫区域 | 120平 |
三圣殿区域 | 60平 |
过道连接 | 50平 |
总面积 | 530平 |
考虑古建内,游客可用面积不足3成,故而实际游客可用空间约159平。按人均2平米空间的话,建议悬空寺瞬时游客承载量为80人,与官方游客控制量80~100人保持一致。
模拟摄像头布设
因悬空寺地形复杂,客流量大,因此考虑需要在悬空寺古建上安装摄像头,结合隐蔽、不破坏建筑、完整覆盖景区的需求,在三维模型上进行空间可视域分析。
虚拟摄像头布设模拟
通过不断调整空间可视域分析,观察虚拟摄像头覆盖交叉情况,即可快速完成摄像头虚拟布设方案评估。
古建形制、采光、建筑结构研究
一般导游词中,对于悬空寺的介绍:“悬空寺在仅仅152.5 ㎡的地基上,建有17处殿阁,最高处的三教殿离地面90余米。”、“悬空寺建造在离地面高度50米距离山崖处,由低到高,最高距地面有90米。”、“在悬空寺下方与山岩之间矗立着数十根木柱,将山寺建筑与山岩之间连接。”
导游词中有些数值与实际还是有一些差异的。使用Wish3D Earth平台中的三角测量功能,可以快速量取到悬空寺各点的空间距离、高程差值等信息。
通过实际测量,悬空寺山门至三圣殿顶部,只有19.21m落差。山神庙至三圣殿顶部也只有21.58m落差,而测量三圣殿顶部到齐正下方的地面落差,也只有45.71m,测量结果与一般说法有较大差异。
落差测量
同时基于模型数据,还评估了悬空寺各殿殿基的石方量。使用平台的方量计算,在模型上绘制区域,输入岩层面高程值,即可快速评估其上的石方工程量:
基准面测量
方量计算
由测量可知,山门平台的十方工程量约323.798立方米。同理可得其他殿基的石方量。
使用日照分析工具,还可以估算出悬空寺一天实际有效的日照时间:
日照分析
除了基础分析,还可以精确地对悬空寺支撑立柱数量、长度、粗细做了测量统计,其结果为:大小支撑立柱35根,总长约132.1m,最长立柱为9.77m。
立柱统计
通过使用大疆精灵 4 RTK配合大疆智图航测软件,可以快速完成复杂地形下古建的数字化采集及精细化建模工作,使用Wish3D Earth平台可以快速把数字化成果配合各种专题资料如全景、视频、文本、图片等转换为可在线查阅分享的专题数据集,方便的分享和在线浏览。
利用在线平台的各种快速分析工具,研究者可以量取分析出各种有价值的信息,从而在不破坏、不干扰古建的基础上,精细化的测量分析。
Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有,并保留所有权利。