CN110163962A - 一种基于Smart 3D倾斜摄影技术输出实际地形等高线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测绘技术领域，具体涉及一种基于Smart 3D倾斜摄影技术输出实际地形等高线的方法，包括下述步骤：步骤一、航拍：采用搭载多台传感器的无人机对待测绘区域进行拍摄，形成包括若干图片的航拍图片集；步骤二、Smart 3D逆向建模：将步骤一的航拍图片集导入Smart 3D中进行空中三角测量，并生成带颜色密集点云LAS格式模型；步骤三、生成等高线：采用ArcGIS软件对步骤二得到的带颜色密集点云LAS格式模型进行处理，得到实际地形地貌的DWG文件格式的等高线。本申请的方法，通过将Smart 3D与ArcGIS的结合，对倾斜摄影结果转化为在建筑工程技术领域中常用的DWG格式等高线，可以方便的在BIM等软件中进行操作，如此实现倾斜摄影模型与传统BIM软件的对接。
Description
技术领域
本发明涉及测绘技术领域，具体涉及一种基于Smart 3D倾斜摄影技术输出实际地形等高线的方法。
背景技术
近年来无人机倾斜摄影技术在低空摄影测量领域得到了快速的发展，该技术通过在一个飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜多个角度采集影像，以此建立能真实反映地物的实景三维模型，作为三维可视化大场景的基础。
倾斜摄影测量技术具有高效率、高真实性、以及快速获得海量空间数据的特点，但在倾斜摄影测量数据处理过程中对于影像数据的匹配和整体三维模型的表达方面还不成熟，倾斜摄影模型与传统BIM技术应用软件还不能实现完全对接。
如何将倾斜摄影成果与现阶段主流BIM软件进行对接，充分应用倾斜摄影成果辅助工程建设是目前需要解决的重要问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前倾斜摄影测量数据处理过程中对于影像数据的匹配和整体三维模型的表达方面还不成熟，倾斜摄影模型与传统BIM技术应用软件不能实现完全对接的不足，提供一种将倾斜摄影成果与BIM软件进行对接，输出实际地形等高线的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种基于Smart 3D倾斜摄影技术输出实际地形等高线的方法，包括下述步骤：
步骤一、航拍：采用搭载多台传感器的无人机对待测绘区域进行拍摄，形成包括若干图片的航拍图片集；
步骤二、Smart 3D逆向建模：将步骤一的航拍图片集导入Smart 3D中进行空中三角测量，并生成带颜色密集点云LAS格式模型；
步骤三、生成等高线：采用ArcGIS软件对步骤二得到的带颜色密集点云LAS格式模型进行处理，得到实际地形地貌的DWG文件格式的等高线。
本申请的基于Smart 3D倾斜摄影技术输出实际地形等高线的方法，通过将Smart3D与ArcGIS的结合，对倾斜摄影结果转化为在建筑工程技术领域中常用的DWG格式等高线，可以方便的在BIM类软件中进行操作，如此实现倾斜摄影模型与传统BIM软件的对接，例如可以用于工程建设中土方计算以及地形模型创建等应用。
优选的，在所述步骤一中，先根据待测绘区域的位置及面积对无人机的航拍区域、航拍路线以及航拍高度进行设置，并按照区域大小设置航向重叠率、旁向重叠率、相机倾斜角参数，设置完成后开始无人机的自动航拍工作。
优选的，在所述步骤二中，在航拍图片集导入Smart 3D后，在进行空中三角测量前，先检查航拍图片集的完整性，待航拍图片集完整性检测通过后，再进行空中三角测量，当航拍图片集完整性检测不通过时，重新对待测绘区域进行拍摄，或者对缺失位置进行补拍。
优选的，在所述步骤二中，所述的空中三角测量为：在航拍图片集导入Smart 3D后，打开Gerenal选项卡，点击Submit aerotriangulation进行参数设置，通常默认参数设置，参数设置完成后运行Context Capture Engine进行空中三角测量。
优选的，在所述步骤二中，在空中三角测量完成后，在空中三角测量结果中打开General选项卡，点击New reconstruction，进行建模参数设置，按照航拍图片集有效覆盖范围设置建模范围以及选择坐标系，参数设置完成后打开General选项卡，点击Submit newproduction按钮，并运行ContextCapture Engine进行模型重建，生成带颜色密集点云LAS格式模型。
优选的，在所述步骤三中，点击ArcGIS的桌面组件ArcMap，在ArcMap中新建空白地图，并导入步骤二中生成的带颜色密集点云LAS格式模型，并将带颜色密集点云LAS格式模型数据转为栅格文件，然后进行等值线的间距设定，即得到等高线；在等高线属性表中添加CAD能识别的Elevation字段，确保导出的等高线能有高程数据信息。
优选的，所述等高线的导出：待等高线属性表中添加CAD能识别的Elevation字段后，打开ArcToolbox，通过要素转CAD将等高线要素转换为通用的DWG文件格式。
优选的，在所述步骤二中，还生成有三维纹理模型。
优选的，在Smart 3D的Acute 3D viewer查看生成的三维纹理模型，并进行距离、表面积、体积的测量工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本申请的基于Smart 3D倾斜摄影技术输出实际地形等高线的方法，通过将Smart 3D与ArcGIS的结合，对倾斜摄影结果转化为在建筑工程技术领域中常用的DWG格式等高线，可以方便的在BIM类软件中进行操作，如此实现倾斜摄影模型与传统BIM软件的对接，例如可以用于工程建设中土方计算以及地形模型创建等应用。
附图说明：
图1为基于Smart 3D倾斜摄影技术输出实际地形等高线的方法的流程框图；
图2为航拍图片集；
图3为Smart 3D中导入航拍图片集；
图4为模型重建；
图5为密集点云模型；
图6为栅格文件图示；
图7为等高线示意图；
图8为等高线Elevation字段添加过程；
图9为字段计算器设置；
图10为含高程信息的等高线 ；
图11为根据图10等高线创建的地形模型；
图12为步骤二中生成三维纹理模型。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例，如图1-12所示：
一种基于Smart 3D倾斜摄影技术输出实际地形等高线的方法，包括下述步骤：
步骤一、航拍：采用搭载多台传感器的无人机对待测绘区域进行拍摄，形成包括若干图片的航拍图片集；在本实施例中，采用大疆无人机幻影4pro，航拍有效覆盖区域大小约0.25平方公里，如图2所示的，共计拍摄照片97张。
步骤二、Smart 3D逆向建模：将步骤一的航拍图片集导入Smart 3D中进行空中三角测量，并生成带颜色密集点云LAS格式模型；
步骤三、生成等高线：采用ArcGIS软件对步骤二得到的带颜色密集点云LAS格式模型进行处理，得到实际地形地貌的DWG文件格式的等高线。
本申请的基于Smart 3D倾斜摄影技术输出实际地形等高线的方法，通过将Smart3D与ArcGIS的结合，对倾斜摄影结果转化为在建筑工程技术领域中常用的DWG格式等高线，可以方便的在BIM类件中进行操作，如此实现倾斜摄影模型与传统BIM软件的对接，例如可以用于工程建设中土方计算以及地形模型创建等应用。
进一步的，在所述步骤一中，先根据待测绘区域的位置及面积对无人机的航拍区域、航拍路线以及航拍高度进行设置，并按照区域大小设置航向重叠率、旁向重叠率、相机倾斜角参数，设置完成后开始无人机的自动航拍工作。如此，提高确保航拍图片的准确性，提高建模精度。
进一步的，在所述步骤二中，打开ContextCapture Master并新建工程，设置工程路径，点击photo目录下的add photo selection进行摄影相机照片的导入，如图3所示的，在航拍图片集导入Smart 3D后，点击Check image files检查航片完整性，待航拍图片集完整性检测通过后，再进行空中三角测量，当航拍图片集完整性检测不通过时，重新对待测绘区域进行拍摄，或者对缺失位置进行补拍。
进一步的，在所述步骤二中，所述的空中三角测量为：在航拍图片集导入Smart 3D后，打开Gerenal选项卡，点击Submit aerotriangulation进行参数设置，通常默认参数即可，参数设置完成后运行Context Capture Engine，在运行结果中，General选项卡中显示Georeferencing情况的空三结果才能进行模型重建操作，然后在空中结果中开启重建，在空中三角测量结果中打开General选项卡，点击New reconstruction，进行建模参数设置，按照航拍图片集有效覆盖范围设置建模范围以及选择坐标系，如图4所示的，然后，在General选项卡中点击Submit new production按钮，并运行ContextCapture Engine进行模型重建，生成带颜色密集点云LAS格式模型。
进一步的，在所述步骤三中，在等高线属性表中添加CAD能识别的Elevation字段，确保导出的等高线能有高程数据信息，具体如下：点击ArcGIS的桌面组件ArcMap，在ArcMap中新建空白地图，并导入步骤二中生成的带颜色密集点云LAS格式模型，如图5所示的，
然后打开ArcToolbox，点击转换工具下的转为栅格，选择LAS数据集转栅格，双击进行路径、字段等参数设置，将带颜色密集点云LAS格式模型数据集转为栅格文件，如图6所示的，
然后打开ArcToolbox，点击Spatial Analyst工具下的表面分析，双击等值线进行参数设置，本实施例中以等值线间距0.5m为例，如图7所示的，形成等高线；
上述的等高线虽包含了数据高程，但其高程字段Contour在AutoDesk CAD中并不能识别，因此在进行要素导出前，需在等高线属性表中添加CAD能识别的高度、海拔Elevation字段，并将Contour字段的属性赋予到Elevation字段中，确保导出的等高线能有高程数据信息。
首先打开等高线属性表，如图8所示的，添加Elevation字段。在添加的字段顶部右键选择字段计算器，进行字段编程，如图9所示的，解析脚本选择VB脚本，字段代码选择Elevation=[ Contour],单击确认即可显示Elevation表格的数据与Contour的数据形成了一一对应关系，
进一步的，待等高线属性表中添加CAD能识别的Elevation字段后，打开ArcToolbox，通过要素转CAD将等高线要素转换为通用的DWG文件格式，如图10所示的。
进一步的，在所述步骤二中，还生成有三维纹理模型，如图12所示的。进一步的，在Smart 3D的Acute 3D viewer查看生成的三维纹理模型，并进行距离、表面积、体积的测量工作。
在本实施例中，在进行步骤二时，还可以同时生成如图12所示的三维纹理模型，在实际工程应用中，能够进行距离、表面积、体积等的测量工作，如此，大幅的方便了实际工程应用，也可以与BIM软件相结合，通过BIM软件生成如图11所示的地形模型。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种基于Smart 3D倾斜摄影技术输出实际地形等高线的方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤一、航拍：采用搭载多台传感器的无人机对待测绘区域进行拍摄，形成包括若干图片的航拍图片集；
步骤二、Smart 3D逆向建模：将步骤一的航拍图片集导入Smart 3D中进行空中三角测量，并生成带颜色密集点云LAS格式模型；
步骤三、生成等高线：采用ArcGIS软件对步骤二得到的带颜色密集点云LAS格式模型进行处理，得到实际地形地貌的DWG文件格式的等高线。
2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤一中，先根据待测绘区域的位置及面积对无人机的航拍区域、航拍路线以及航拍高度进行设置，并按照区域大小设置航向重叠率、旁向重叠率、相机倾斜角参数，设置完成后开始无人机的自动航拍工作。
3.如权利要求2所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤二中，在航拍图片集导入Smart 3D后，在进行空中三角测量前，先检查航拍图片集的完整性，待航拍图片集完整性检测通过后，再进行空中三角测量，当航拍图片集完整性检测不通过时，重新对待测绘区域进行拍摄，或者对缺失位置进行补拍。
4.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤二中，所述的空中三角测量为：在航拍图片集导入Smart 3D后，打开Gerenal选项卡，点击Submit aerotriangulation进行参数设置，参数设置完成后运行Context Capture Engine进行空中三角测量。
5.如权利要求4所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤二中，在空中三角测量完成后，在空中三角测量结果中打开General选项卡，点击New reconstruction，进行建模参数设置，按照航拍图片集有效覆盖范围设置建模范围以及选择坐标系，参数设置完成后打开General选项卡，点击Submit new production按钮，并运行ContextCapture Engine进行模型重建，生成带颜色密集点云LAS格式模型。
6.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤三中，点击ArcGIS的桌面组件ArcMap，在ArcMap中新建空白地图，并导入步骤二中生成的带颜色密集点云LAS格式模型，并将带颜色密集点云LAS格式模型数据转为栅格文件，然后进行等值线的间距设定，即得到等高线；在等高线属性表中添加CAD能识别的Elevation字段，确保导出的等高线能有高程数据信息。
7.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于：所述等高线的导出：待等高线属性表中添加CAD能识别的Elevation字段后，打开ArcToolbox，通过要素转CAD将等高线要素转换为通用的DWG文件格式。
8.如权利要求1-7任意一项所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤二中，还生成有三维纹理模型。
9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于：在Smart 3D的Acute 3D viewer查看生成的三维纹理模型，并进行距离、表面积、体积的测量工作。
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