筆者最近忙著進(jìn)行城市污水處理廠設(shè)計(jì)的前期現(xiàn)場調(diào)研工作。經(jīng)過多次的溝通對接,目前遇到的最大一個(gè)困難是,地方政府的基礎(chǔ)資料嚴(yán)重缺乏,且由于各個(gè)部門處在整合的過渡期,導(dǎo)致責(zé)權(quán)還沒有明確細(xì)分,給資料的進(jìn)一步收集工作帶來了很大的難度。其中作為可研設(shè)計(jì)最為重要的基礎(chǔ)資料之一——現(xiàn)狀地形圖,收集上來的地形圖紙區(qū)域不全,并且大多是很久之前測的地形圖,隨著城市的快速發(fā)展已經(jīng)跟現(xiàn)狀有了較大的差異。
一方面是項(xiàng)目的急迫性,領(lǐng)導(dǎo)希望能夠快速的推進(jìn)項(xiàng)目,在最短的時(shí)間內(nèi)有明顯進(jìn)展。而另一方面如果需要重新收集地形信息,若采用傳統(tǒng)方式,臨時(shí)派測量隊(duì)進(jìn)行現(xiàn)場測量,項(xiàng)目進(jìn)展必然會嚴(yán)重滯后,甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)PPP項(xiàng)目難產(chǎn)。針對這一矛盾點(diǎn),筆者建議可以采用傾斜攝影技術(shù)來解決該問題。
一、什么是傾斜攝影技術(shù)(又稱“實(shí)景建模技術(shù)”)
網(wǎng)上能夠查到非常學(xué)術(shù)、詳細(xì)的定義,但這里筆者更想用通俗的語言來解釋這個(gè)先進(jìn)的技術(shù)。
現(xiàn)代人出去旅游,吃飯,聚會都喜歡拍照留影。如果打開手機(jī)的相冊,是可以查看這些照片的拍攝地點(diǎn),筆者以自己手機(jī)中的照片為例:
從這里我們可以清楚的看到,照片的屬性中是有定位信息的。也就是我們常說的GPS信息。對于同一個(gè)固定不動的物體,例如,道路,建筑……不管對著它拍多少張照片,該物體在不同的照片中其GPS信息是固定的。
傾斜攝影技術(shù)最常見的數(shù)據(jù)收集手段之一就是把數(shù)碼相機(jī)掛載在無人機(jī)上,用無人機(jī)進(jìn)行照片數(shù)據(jù)采集。這種采集方式,對于大面積的區(qū)域,能夠在極短的時(shí)間內(nèi)將現(xiàn)場的照片信息收集起來。但是僅有現(xiàn)場照片,顯然依然無法解決CAD地形圖資料不全帶來的不便。這時(shí)我們需要借助傾斜攝影計(jì)算軟件(目前行業(yè)內(nèi)公認(rèn)計(jì)算效率最高,效果最好的為Bentley ContextCapture,簡稱:CC軟件),其大致的計(jì)算原理是,根據(jù)同一對象在不同照片中其位置信息是一致的,利用其強(qiáng)大的核心算法,把這些點(diǎn)連起來,最終把平面的照片計(jì)算成帶有一定信息的三維實(shí)景模型。
Context capture 自動建模流
以下為一個(gè)生成的實(shí)景模型展示。
二、實(shí)景模型在污水處理廠可研階段的應(yīng)用
1、進(jìn)行污水廠選址
污水處理廠廠址的選擇是工程前期的重點(diǎn)之一,需要考慮的因素眾多:
①地勢的影響
污水廠會優(yōu)先選擇在服務(wù)片區(qū)的地勢最低點(diǎn),主要是盡量讓污水可以通過重力流匯集進(jìn)水廠。實(shí)景模型可以轉(zhuǎn)化數(shù)字化地模,直觀的看到地形的高低起伏。并且可以通過地模自動提取等高線。
②臭氣的影響
污水廠在處理污水的過程中,會產(chǎn)生臭氣,設(shè)計(jì)中需要盡量減少臭氣對周邊居民及廠前區(qū)的影響。除了城市的常年主導(dǎo)風(fēng)向,周邊有沒有高山,最近居民區(qū)的方位,都是判斷臭氣會往哪邊排的依據(jù)。而CAD地形圖,對這些信息的體現(xiàn)很難全面??梢酝ㄟ^實(shí)景模型詳細(xì)的評估。
③受納水體的影響
受納水體離污水廠的距離遠(yuǎn)近,以及受納水體的水系類型,都影響著污水廠的投資成本,隨著水流的沖刷和淤積,水體的河岸線是在變化的,若水體的資料太過于老舊,必然會導(dǎo)致選址的方案不優(yōu),可以通過實(shí)景模型來深入了解河岸線沿岸的現(xiàn)狀。
④征地拆遷等影響
CAD地形圖中無法統(tǒng)計(jì)征地的建筑面積,有時(shí)通過地形,風(fēng)向、水體等初步確定了選址,因?yàn)椴疬w征地費(fèi)用過高,導(dǎo)致重復(fù)性選址評估。實(shí)景模型可以量測建筑的面積,高度,層數(shù),可以概算出拆遷面積,且精度可以達(dá)到可研精度要求。
2.服務(wù)范圍及水質(zhì)組成
高精度實(shí)景模型,能夠清晰的看清污水廠服務(wù)片區(qū)內(nèi)每棟建筑的用途類型及規(guī)模,初步判斷該區(qū)域的水質(zhì)類型組成,再有針對性的對特殊排水用戶進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的上門考察,可以大大的提高水質(zhì)資料收集效率。
三、實(shí)景建模技術(shù)在可研階段的應(yīng)用優(yōu)勢
與傳統(tǒng)的現(xiàn)場測量相比,實(shí)景建模技術(shù)具有以下優(yōu)勢:
①效率突出
采用人工測量一兩年才能完成的區(qū)域,通過傾斜攝影建模方式只需要三至五個(gè)月時(shí)間即可完成,大大降低了基礎(chǔ)信息采集的時(shí)間成本和人工成本。
②場景真實(shí),視角多維
實(shí)景掃描的3D模型是以現(xiàn)場拍照的照片和視頻作為模型生成的依據(jù),所以模型是現(xiàn)場100%真實(shí)反映??梢詫?shí)現(xiàn)縮放、旋轉(zhuǎn)等多項(xiàng)功能,可以從各個(gè)角度進(jìn)行實(shí)景展示。
③位置信息,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確
3D實(shí)景模型中包含任一點(diǎn)的的位置信息,其位置信息依據(jù)GPS生成,突破了傳統(tǒng)的單點(diǎn)測量的局限。所需實(shí)際數(shù)據(jù),如:長度、面積、體積等可以直接在模型中進(jìn)行測量,精度達(dá)到厘米級。
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道路選線是在道路規(guī)劃起點(diǎn)與終點(diǎn)之間選定一條技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)上合理,又能滿足使用要求的道路中心線。選線工作面對的是一個(gè)十分復(fù)雜的自然環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)條件,需要考慮多方面的因素。通過傾斜攝影對于道路選線范圍進(jìn)行拍攝,獲取相關(guān)道路數(shù)據(jù),再利用實(shí)景建模軟件ContextCapture,生成格網(wǎng)模型和道路...
隨著傾斜攝影技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,實(shí)景建模技術(shù)也不斷前進(jìn)。本期推送在總結(jié)實(shí)景建模技術(shù)工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過對無人機(jī)航拍精度分析、實(shí)景數(shù)據(jù)空三處理等深入研究,探索形成完整的技術(shù)應(yīng)用路線。