【转载】Mirauge3D在大面积实景三维模型生产中的应用



  • Mirauge3D在大面积实景三维模型生产中的应用

            自Mirauge3D(简称M3D)正式面向市场以来,全国范围内已累计服务180多家企事业单位,解决了广大用户内业数据处理的难题,尤其是其强大的空三解算能力,让航测内业人员不在因空三问题而苦恼,大大提高了倾斜内业数据处理的工作效率。本篇为Mirauge3D的一个实际案例,接下来一段时间将陆续为大家带来更多Mirauge3D的实际应用案例。

    一、项目基本情况

            为推进阿拉善县城关于数字城市持续性建设计划,拟将传统GIS平台升级至三维GIS平台,为进一步高效、合理的城市规划、建设、管理提供基础数据支撑。受甲方的委托,对该县城区约30平方公里范围内,进行无人机倾斜航空摄影测量数据获取,像控测量及三维建模工作。

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    测区范围示意图

    二、技术要求

            坐标系统:CGCS 2000坐标系
            高程基准:1985 国家高程基准
            地面分辨率:优于3.5cm
            三维模型数据格式:*.osgb

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            项目实施前已按照正常流程申请空域,同时在当地公安机关进行报备。

    三、项目实施无人机

            参与项目航测飞行的飞行平台为飞图电动固定翼无人机倾斜系统1套,该无人机机翼展2.5米,支持PPK差分模式,固定翼续航模式≧120分钟;旋翼续航模式≧28分钟,抗风等级5级(10m/s),可无需遥控器,自动垂直起降。

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    SABER垂直起降无人机搭载可更换舱体式五镜头倾斜相机
    (与实际作业机型略有差异)

    四、项目外业实施

    1.像控点布设及测量

            根据甲方项目要求,参照谷歌地图,对测区内情况做分析,按照每平方公里4-6个点密度,平均400米间隔预选像控布控;具体布设方式参照内业预选位置,结合实地情况选择明显标志、地物点作为像控点,并拍照标记方便制作点之记文件。

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    像控分布情况,像控点总数177个

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    控点布设与测量

    2.外业航飞的实施

            根据甲方提供的kml格式范围线,导入进地面对其进行飞行航线的规划和拍摄参数的设置。

            项目航线主要设计参数如下:

            相机型号:SABER-V8
            飞行航高:170M
            地面分辨率:3.3cm
            航向重叠度:80%
            旁向重叠度:70%

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    航线规划图

    3.外业航飞

            由于天气原因,外业实际作业7天,共计飞行10架次,获取外业原始影像85512张、基站静态观测数据、控制点位坐标,飞机飞行日志数据等资料。

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    外业航飞统计

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    外业飞行现场

    五、内业数据处理及实景三维模型生产

    1.空三计算

            本项目空三采用M3D软件进行处理,M3D是一款具备完全自主的核心知识产权的国产专业影像智能建模系统。能够快速实现大面积倾斜数据的处理,对于10万+左右照片数据,空三无需分区,可在无控制点情况下处理,空三通过率极高;并具有超快的平差速度,对于10万张左右的影像数据,64G内存下平差≤1小时。

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    建立工程

            M3D建立工程可手动选择配置好的机器作为主机,最大化利用计算资源,可有效避免空三靠后阶段因随机选择到低配置主机致使空三失败。

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    检查POS分布情况

    空三集群处理

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            即便空三任务意外中断,也可在中断点继续处理

            M3D处理大数据量照片,空三不需要预先测量控制点,可依据照片pos信息直接提交空三,优先完成自由网空三成果,在此基础上进行控制点量测、平差,整个流程符合传统摄影测量软件空三处理方式如:Photomod、Inpho等;且空三成果可输出多种数据交换格式如:XML、PATB等

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    自由网空三成果

    2.控制点量测

            大面积区域支持多人同时刺点,支持导入第三方刺点成果

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    控制点分布图(左侧整体控制点;右侧控制点、检查点分布,放大”食“用)

    ●POS △控制点 □检查点

    控制点平差

            M3D控制点平差不需要反复提交空三,仅在自由网基础上做控制点平差(操作习惯符合传统摄影测量平差方式),基于GPU/CPU协同的并行高精度区域网平差,普通64G内存主机可平差50万张数据,10万张照片平差时间不足一小时。

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    控制平差

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    空三精度报告(部分点平差报告截图)

    3.三维模型的重建

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            空三精度合格后,对其设置片区,调整模型输出范围、调整大小,提交三维重建。

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    模型重建参数和瓦片分块(软件会自动剔除空瓦片)

    部分模型成果

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    六、人员情况统计

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    七、总结

            本项目主要特点,测区面积较大,照片数量较多,如果按照其他软件处理方式,需要拆分多个工程,既要考虑空三通过率,又要兼顾模型接边,操作起来繁琐,易出错,空三依旧容易反复;而采用Mirauge3D进行处理,恰好解决上诉问题,无需拆分工程,一个工程,一次提交,一次通过,不存在模型接边问题。并能够充分利用不同配置硬件资源,无需单独划分空三主机,充分利用计算机多节点计算能力,极大提高了整个生产流程的作业效率。

            由此类项目可以看出,M3D针对这种大面积倾斜数据生产有很大优势:
            (1)空三稳定性,通过率高,精度可靠;
            (2)解决倾斜三维建模大面积空三结果断裂、分层、弯曲以及模型接边等问题;
            (3)数据生产流程化,降低数据生产难度,对人员要求不高,可快速上手,批量推广;
            (4)可以进行多机、多人联合作业,交互处理,极大的提高作业效率;

            “三维模型从数据采集到生产,涉及多部门、多人员协作,使用软件进行数据处理时已经走到了整个链路的尾部,同时也是理论上风险最可控成本最小的一环。从现实角度出发,我们无法要求外业人员保证在特定光照、天气、时段来进行数据采集,又或者按照软件处理的最理想方式进行测区分块和航带设计,外业数据采集总是会有一定的不确定性,这些漏洞的弥补,往往只能内业解决,因此,数据处理软件的选择往往就会决定了我们作业的效率以及效果”

    文章来源:中科北纬(北京)科技有限公司


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