移动测量系统及实景三维技术的发展与应用
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1新型测绘技术与实景三维技术在城市规划中的应用分析1.1地形与地貌分析地形与地貌的准确性和细节程度直接影响到规划的质量和可行性。
传统的地形测绘方法数据收集周期长,更新困难,在复杂地貌区域的测绘准确性受限。
无人机(UAV )和卫星遥感技术的进步使得地形与地貌测绘可以在短时间内获得大范围的地表信息,且对复杂地貌的测绘效果更优。
此外,激光雷达(LiDAR )技术可以通过发射和接收激光脉冲,对地面的高程和形态进行精确测量,特别是在地表被遮挡的区域,其优势尤为突出。
地理信息系统(GIS)的应用为地形与地貌数据提供了有效的管理、处理和分析工具。
通过GIS ,规划师可以轻松地进行地形分析,如坡度、坡向、流域分析等,并据此进行土地利用规划、水系规划和基础设施布局[1]。
再者,实景三维建模技术能够利用测绘数据建立三维模型,能够直观地感受地形与地貌的特点,对于地质灾害评估、土地利用规划和城市景观设计都有重要意义。
1.2建筑物与设施规划新型测绘技术能够提供高分辨率、高精度的数据,为建筑物与设施的规划定位、布局与设计提供有力支撑。
(1)实景三维建模技术为规划者提供了仿真的三维视界以解释规划设计。
(2)在地下设施、高架桥或隧道的规划中,精确的地质数据和地表建筑物信息对于确保工程运行安全和提高工程效益都是至关重要的。
新型测绘技术为可以提供详尽的数据支撑,而实景三维技术则帮助规划师对这些数据进行直观解读。
(3)通【作者简介】姜慧(1984~),女,山东东营人,工程师,从事地理信息系统及开发研究。
新型基础测绘与实景三维技术在城市规划中的应用Application of New Fundamental Surveying and Real-Scene 3DTechnology in Urban Planning姜慧(安徽省第一测绘院,合肥230031)JIANG Hui(Anhui Province First Institute of Surveying and Mapping,Hefei 230031,China)【摘要】主要研究了新型基础测绘与实景三维技术在城市规划中的应用,探讨了其在城市发展、设计和决策中的价值与潜力。
实景三维可行性研究报告一、研究背景现代科技的发展,使得虚拟现实技术越来越普及,而实景三维技术作为虚拟现实技术的一种重要应用形式,受到了广泛关注。
实景三维技术可将真实场景进行立体化呈现,使得用户仿佛置身其中,具有极高的沉浸感和真实感,被广泛用于建筑、景观设计、旅游等领域。
本文旨在对实景三维技术的可行性进行深入研究,以期为相关领域的应用提供参考。
二、研究目标1. 探讨实景三维技术的基本原理和应用模式2. 分析实景三维技术的市场需求和前景3. 调研实景三维技术的发展现状和趋势4. 探讨实景三维技术在建筑、景观设计、旅游等领域的应用可行性三、研究方法1. 文献综述法:通过查阅相关论文、书籍和研究报告,系统性地梳理和总结实景三维技术的研究现状、理论基础和应用模式。
2. 实地调研法:对实景三维技术在建筑、景观设计、旅游等领域的应用情况进行实地考察和调研,获取第一手资料。
3. 专家访谈法:邀请相关领域的专家学者进行访谈,了解他们对实景三维技术的看法和观点,获取权威意见。
四、研究内容1. 实景三维技术的基本原理和应用模式实景三维技术是指利用摄影测量技术和地理信息系统技术,对真实场景进行三维立体化建模和展示的技术。
它将传统的平面图像转换为真实的三维场景,使得用户可以像身临其境一样浏览和观赏。
实景三维技术主要包括数据采集、建模、渲染、交互等环节,其应用模式主要包括虚拟建筑漫游、虚拟景观设计、虚拟旅游体验等。
2. 市场需求和前景分析实景三维技术在建筑、景观设计、旅游等领域的应用需求日益增长。
在建筑行业,实景三维技术可以帮助设计师更直观地呈现设计方案,提高设计效率和效果。
在景观设计领域,实景三维技术可以为设计师提供更真实的场景展示,提高设计方案的客观性和可行性。
在旅游领域,实景三维技术可以为游客提供更丰富的旅游体验,吸引更多的游客。
3. 发展现状和趋势调研当前,实景三维技术在国内外已经有了一定的应用和发展。
在国内,一些大型建筑设计和景观规划公司已经开始采用实景三维技术进行项目展示和交流。
国产高精度位置和姿态测量系统LDPOS的发展与应用周落根邓晓光洪勇(摘要:本文详细介绍了高精度位置和姿态测量系统的发展,我国具有完全自主知识产权的移动测量和实景三维技术和产品的研究、应用和服务情况,以及地面无控航测系统,并对其未来的发展进行展望。
关键词:高精度位置和姿态测量系统LDPOS地面无控航测系统一引言高精度位置和姿态测量系统(Position and Orientation System, POS)集全球导航卫星系统、惯性测量单元、导航处理计算机技术于一体,可以实时获取运动物体的高精度空间位置和三维姿态信息,广泛应用于飞机、轮船和陆地载体的导航定位。
POS通过全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System ,GNSS)接收定位数据,利用高精度光学陀螺捷联惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)提供设备瞬间的速度、加速度和方向信息,然后通过数据处理与融合软件对所接收的定位定姿信息进行数据处理,获得载体设备的高精度位置及姿态信息,同时给载荷传感器提供高精度同步信息,直接解算观测成果的高精度外方位元素,输出具有直接地理参考的影像数据。
POS解决了GNSS动态可靠性差,会出现信号遮挡、丢失,同时数据输出的频率低等问题。
POS系统将GNSS长期、低动态定位精度高的特性与惯性导航系统QNS)的短期、高动态定位精度高的性能有机地结合起来,不但提高了系统的精度,加强了系统的抗干扰能力,同时解决了GNSS动态应用采样频率低的问题。
POS系统可为载体或航空传感器提供高精度、高频率(200HZ)的实时位置与姿态(X,Y,Z,e,3, K)数据,应用于各种不同类型的传感器:如航空胶片或数字相机、线阵扫周落根,立得空间信息技术股份有限公司副总经理;邓晓光、洪勇,立得空间信息技术股份有限公司。
描仪、激光扫描仪、合成孔径雷达、成像光谱仪等。
在崇山峻岭、戈壁荒漠等难以通行的地区,如国界、沼泽滩涂等作业员根本无法到达的地区,采用POS系统和航空摄影系统集成进行直接空间对地定位,可迅速、及时地获取多频段、多时相、高精度、高分辨率的位置与图像信息,快速高效地编绘基础地理图件,大大提高了作业效率和成功率。
实景三维中国建设的认识与实践摘要:随着5G网络、云计算、大数据、人工智能等新技术的飞速发展,我们已经具备了用3D技术描述和管理现实世界的各种条件。
自然资源部成立后,将国家测绘工作纳入“两委”自然资源管理模式,在立体中国建设的实阶段中逐步推进。
2018年4月,自然资源部部长陆浩在回答行业调研时明确表示,要把自然资源登记系统由二维系统转变为三维系统,解决自然资源调查、实物识别、土地利用等方面的问题。
2019年2月,在全国地形图工作会议上,提出2020年启动“四五”基本测绘计划,确定“立体中国”建设目标。
自然资源部的一系列举措表明了建设真正立体中国的愿望。
关键词:实景三维中国;建设;认识与实践前言实景三维模型是指通过激光、摄像机等手段采集地面各个点的空间、纹理等信息,再通过专用软件进行构造,是对高精度 GIS数据的集中展示,与其它 GIS产品相比,具有真实、准确等特点。
我国的实景三维建筑是指在全国范围内进行立体立体建模与应用的一体化规划与实施,其建设成果将为我国的经济、社会发展、自然资源的一体化管理提供三维GIS数据基础。
一、国内实景三维模型建设和应用中存在的问题一是没有一个统一的施工计划,没有一个统一的应用方案。
长期以来,由测绘、规划、国土、住建等多个部门共同负责,造成了大量的资源浪费。
由于各单位的建设目的和用途的差异,数据采集、存储、传输等标准和数据公布的服务平台都很薄弱,很多数据仅仅是一个单位的数据,采集后"束之高阁",难以与其它单位进行全面的分享和集成。
二是缺少一个稳定、多来源的资金来源。
由于缺乏有关部门的支持,没有制定统一的建设计划,不同规模的实景三维模型建设不能得到持续的资金支持,也不能建立常态化、周期性的数据采集与更新机制。
而实景三维建模的造价普遍偏高,仅依靠政府的资金很难满足不断增加的应用需求,尤其是实体层次的三维模型,根据需求划分,应该是市县牵头,但是市县目前还没有足够的资金来承担这一工程,迫切需要引进市场化的施工方式来拓宽投资渠道。
论述地面移动测量系统的应用情况及发展现状与前景移动测量技术是当今测绘界最为前沿的技术之一,诞生于20世纪90年代初,集成了全球卫星定位、惯性导航、图像处理、摄影测量、地理信息及集成控制等技术,通过采集空间信息和实景影像,由卫星及惯性定位确定实景影像的位置姿态等测量参数,实现了任意影像上的按需测量[1]。
最初人们利用摄影测量技术集成组合导航技术构建移动测量系统,实现地面移动摄影测量,获取目标地物的影像和空间信息数据。
由于地面摄影测量自身的局限性(视距变化大且短,同名点自动匹配困难等),系统所测数据精度较低,数据处理工作量大。
激光测距技术出现后,很快在测绘领域展开应用。
先后出现了激光测距仪和激光扫描仪。
新一代的移动测量系统就是将激光扫描仪、组合导航系统和CCD相机集成实现移动中直接获取目标物绝对坐标和纹理信息等数据的。
移动测量的多传感器系统可加载于如航天航空飞行器、陆地交通工具、水上交通工具等多种载体上,形成不同的移动测量系统,满足不同的测量需求。
例如,陆基移动测量系统通过车载平台上安装的GPS、INS、CCD等传感器协同运行,沿道路采集周围地物的可量测实景影像数据。
在两院院士李德仁先生的推动下,我国从1995年开始对移动测量技术进行研究,由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室在对多个关键技术展开技术攻关并取得突破后,于1999年完成移动测量系统样机的研制。
目前国内在移动测量技术领域的研发实力和技术水平与发达国家相比还存在一定差距。
此外,国内某些高等院校和研究机构虽然在此领域有着较为深厚的学术底蕴,但其技术水平仅停留在原型样机的阶段,均未实现产业化,行业发展受到限制。
为推动科研成果的转化,立得空间于1999年成立,其前身是武汉立得空间信息技术有限公司,2008年4月更名为立得空间信息技术有限公司,2010年12月,变更为立得空间信息技术股份有限公司(以下简称立得空间),李德仁院士出任公司首席科学家,并开始主导移动测量技术的产业化。
实景三维技术设计方案引言实景三维技术是一种利用计算机视觉和图形学技术,将虚拟场景与真实世界场景无缝融合的技术。
它为用户提供了一种沉浸式的体验,使用户能够在现实世界中与虚拟对象互动。
本文将详细介绍实景三维技术的设计方案,并分析其应用前景及相关挑战。
设计方案1. 传感器技术实景三维技术的关键在于准确获取现实世界的场景信息。
传感器技术起到了至关重要的作用。
设计方案中,我们可以使用各种传感器来捕捉物体的位置、姿态和运动轨迹。
常见的传感器包括激光雷达、深度摄像头和惯性测量单元。
通过对传感器数据进行融合和处理,可以得到准确的场景信息。
2. 虚实融合技术实景三维技术需要将虚拟世界与真实世界进行融合,使得虚拟对象能够与真实对象进行交互。
虚实融合技术是实现这一目标的关键。
通过将虚拟物体与真实场景进行对齐,并进行实时的位置和姿态跟踪,可以实现虚拟物体的精准投影。
同时,还可以使用虚实重叠技术,将虚拟物体与真实物体进行无缝融合,增强用户的沉浸感。
3. 实时渲染技术实时渲染是实景三维技术中不可或缺的一环。
通过实时渲染技术,可以将虚拟对象以逼真的方式呈现在用户眼前。
在设计方案中,可以使用OpenGL、Direct3D 等图形库来实现实时渲染。
此外,还可以借助深度学习技术,提高虚拟对象的细节和真实感。
4. 用户交互技术为了增强用户体验,设计方案需要提供多样化的用户交互方式。
传统的交互方式包括手势识别、语音识别等。
此外,还可以引入虚拟现实设备,例如头戴式显示器和手柄控制器,使用户能够更直观地与虚拟物体进行互动。
5. 系统集成方案实景三维技术设计方案还需要考虑系统集成的问题。
将各个组件进行集成,确保系统的稳定运行是至关重要的。
此外,还需要考虑系统的可扩展性和可维护性,便于后续的升级和维护。
应用前景实景三维技术在众多领域都具有广泛的应用前景。
1. 游戏与娱乐实景三维技术可以为游戏和娱乐行业带来全新的体验。
通过将虚拟游戏场景与真实世界相结合,使用户能够在真实环境中进行游戏。
实景三维模型在城市发展中的应用发布时间:2022-05-07T03:26:07.839Z 来源:《科技新时代》2022年2期作者:徐艳明孙明毅[导读] 实景三维模型是以倾斜摄影为基础,借助Skyline平台进行二次开发,搭建城市辅助规划管理系统,是现阶段最新型的测绘地理产品,其数据模型的优势是实时、精准、可视度高,在城市规划发展过程中被广泛的应用和普及,其应用发展前景广阔,本文针对实景三维模型在城市发展中的应用进行分析研究。
徐艳明孙明毅山东正元航空遥感技术有限公司山东济南 250101摘要:实景三维模型是以倾斜摄影为基础,借助Skyline平台进行二次开发,搭建城市辅助规划管理系统,是现阶段最新型的测绘地理产品,其数据模型的优势是实时、精准、可视度高,在城市规划发展过程中被广泛的应用和普及,其应用发展前景广阔,本文针对实景三维模型在城市发展中的应用进行分析研究。
关键词:应用;城市发展;实景三维模型引言:当今城市化进程不断加快,城市空间发展逐渐转向立体化,早期的传统测绘技术已经无法满足当代城市发展建设的需求,新型的实景三维模型数据能够更加真实、全面的展现立体空间,能够实时高效的获取地理信息数据,可以看到立体直观的客观模型,并且具有获取数据清晰、直观、精准、真实感等优势,能够让人们在室内多维度的进行全景浏览,减少人工测量工作,高效精准的进行立体测量计算,能够为城市建设规划及地下管网管理等多个领域提供便捷高效的应用服务,促使城市化建设快速发展。
一、实景三维模型在城市发展中的应用特征1.1获取及制作实景三维模型数据实景三维模型数据采用无人机、车载移动测量挂载倾斜或者有人飞机等通过多维传感器实时获取相关数据,并且能够缩短地区三维建模时间,传统人工建模而言,实景三维模型实时获取数据,并通过软件进行自动化建模更具优势。
以哈尔滨市为例,通过两架有人飞机采集和制作全市数据,之后利用复合翼无人机着重对核心区域进行数据实时补充,以确保漏洞修复和数据精准。
实景测绘技术在建筑工程中的应用指南随着科技的不断发展和创新,实景测绘技术已经成为建筑工程领域中不可或缺的一部分。
实景测绘技术通过利用数字化影像、三维建模和地理信息系统等工具,可以实现对建筑物及其周边环境进行精确测量和模拟,为建筑工程的设计、施工和管理提供强有力的支持。
本文将为大家介绍实景测绘技术在建筑工程中的应用指南。
首先,实景测绘技术在建筑设计过程中的应用不可忽视。
在传统的设计手段中,建筑师需要仔细测量现场的地理环境、周边建筑物和地形地貌等信息,然后进行手绘或借助计算机进行二维图纸的绘制。
而实景测绘技术可以通过激光扫描、无人机航拍等方式,将建筑物及其周边环境快速准确地转化为数字化模型,为建筑师提供真实、可视化的设计基础。
设计师可以在三维数字模型中进行实时漫游,并通过模拟光照、材质质感等方式,更好地感受建筑的外观效果,从而更好地进行设计决策。
其次,实景测绘技术在建筑施工中的应用也非常重要。
在传统的施工过程中,施工人员需要准确地根据二维施工图进行定位和布置,并进行施工监控,以保证施工质量。
而实景测绘技术可以通过三维实景影像和地理信息系统等工具,提供高精度的三维空间数据和定位信息,帮助施工人员进行建筑物的定位、挖掘、浇筑等工作。
同时,实景测绘技术还可以实现对施工过程中的动态监测和管理,及时发现施工现场的问题,并进行调整和控制,以提高施工效率和质量。
此外,实景测绘技术在建筑管理中的应用也具有重要意义。
建筑物的运营和管理需要对建筑物的状态、设备设施等进行全面的监测和管理。
传统的建筑管理往往需要依赖人工巡检和手工记录,耗时耗力且容易出现差错。
而实景测绘技术可以通过激光扫描仪、无人机等设备,实现对建筑物及其周边环境的全面扫描和模拟。
建筑管理人员可以通过三维模型进行虚拟漫游,发现潜在的安全隐患和设备故障,并及时采取相应的措施。
同时,在维护和修缮过程中,实景测绘技术可以帮助管理人员准确判断各种物料的用量和安装位置,提高施工效率,降低维护成本。
《基于北京三号卫星数据实景三维建模及应用》篇一一、引言随着科技的飞速发展,卫星遥感技术已成为现代地理信息系统的重要组成部分。
北京三号卫星作为我国重要的遥感数据源,其高分辨率、高精度的数据为实景三维建模提供了坚实的基础。
本文将探讨基于北京三号卫星数据的实景三维建模技术及其在各领域的应用,以期为相关研究与应用提供参考。
二、北京三号卫星数据概述北京三号卫星是我国自主研发的高分辨率光学遥感卫星,具有高分辨率、高精度、高时效性等特点。
其数据覆盖范围广,分辨率高,为实景三维建模提供了丰富的数据源。
北京三号卫星数据在实景三维建模中的应用,能够为城市规划、环境保护、农业估产等领域提供重要的支持。
三、实景三维建模技术实景三维建模技术是一种基于遥感数据、地理信息系统等技术的三维建模技术。
通过提取卫星遥感数据中的地形、建筑物、植被等信息,结合数字高程模型(DEM)、正射影像图(DOM)等技术,实现实景三维建模。
基于北京三号卫星数据的实景三维建模,能够快速、准确地获取地面信息,为后续应用提供坚实的基础。
四、实景三维建模流程实景三维建模流程主要包括数据预处理、特征提取、三维建模和模型优化等步骤。
其中,数据预处理包括辐射定标、几何校正等;特征提取包括地形、建筑物、植被等信息的提取;三维建模则是将提取的信息进行整合,生成三维模型;模型优化则是通过优化算法,提高模型的精度和真实性。
五、实景三维建模应用1. 城市规划:基于实景三维模型,可以实现对城市地形的直观展示,为城市规划提供重要的决策支持。
同时,还可以通过对建筑物、道路等信息的提取,为城市规划提供详细的数据支持。
2. 环境保护:实景三维模型可以实现对环境变化的实时监测,为环境保护提供重要的数据支持。
例如,通过对植被覆盖率的监测,可以评估生态环境的质量;通过对水域的监测,可以及时发现水体污染等问题。
3. 农业估产:实景三维模型可以实现对农田的精确测量,为农业估产提供重要的数据支持。
测绘技术在城市实景三维地图中的应用2.湖北省航测遥感院湖北省武汉市 430074摘要:城市实景三维地图作为一种强大的工具,可以提供高度详细的城市空间信息,广泛应用于城市规划、交通管理、灾害应对、旅游和文化遗产保护等领域。
随着测绘技术的不断发展,如激光扫描、卫星遥感和无人机技术的兴起,城市实景三维地图制作将变得更加精确。
因此,本研究的主要目的是探讨测绘技术在城市实景三维地图制作中的应用,以深入理解其在不同领域的潜在价值。
关键词:测绘技术;城市;实景三维地图;应用一、城市实景三维地图的重要性城市实景三维地图结合了先进的测绘技术和地理信息系统,为城市规划、管理和社会发展提供了宝贵的信息资源。
城市实景三维地图提供了高度详细的城市空间信息,包括建筑物、道路、地形、植被等,为城市规划者提供了全面的参考。
决策者可以更好地理解城市结构,促进可持续发展和改善城市生活质量。
同时,在自然灾害或紧急情况下,这些地图可用于实时监测和决策支持,及时进行救援行动。
此外,城市实景三维地图在导航、旅游和文化遗产保护方面也具有广泛应用,它们可以改善导航系统的精度,帮助游客更好地了解城市景点和文化遗产,从而促进旅游业的发展。
总之,城市实景三维地图是现代城市管理和社会发展的关键工具,为决策者、研究者和公众提供了宝贵的视觉和空间信息,有助于解决城市面临的众多挑战。
二、测绘技术在地图制作中的作用测绘技术在地图制作中扮演着至关重要的作用,不仅在传统地图制作中,也在现代地理信息系统(GIS)和实景三维地图的制作中发挥着关键作用。
以下是测绘技术在地图制作中的作用的一些关键方面:首先,测绘技术是地图的数据源之一,通过各种测绘方法,如卫星遥感、激光扫描、无人机图像采集,可以获取地理数据,包括地理坐标、高程信息、地物属性等。
这些数据是地图的基础,用于绘制地图上的要素,如道路、建筑物、水体等。
其次,现代测绘工具和方法可以提供高度准确的地理数据,从而确保制作的地图是准确的反映了地表的实际情况,这对于决策制定、导航、资源管理等领域至关重要。
实景三维建设方案在实景三维建设方案方面,越来越多的行业开始意识到其巨大的潜力与重要性。
实景三维建设方案能够以逼真的方式展示建筑、景观、产品等多种场景,为用户提供真实感观的体验。
本文将探讨实景三维建设方案的应用领域、技术原理以及未来发展趋势。
一、实景三维建设方案的应用领域实景三维建设方案广泛应用于建筑设计、景观规划、产品展示等领域。
在建筑设计中,实景三维建设方案可以帮助设计师更好地展示建筑的外观、内部布局以及材质质感,为业主提供更直观的设计效果。
在景观规划中,实景三维建设方案可以模拟自然环境,帮助规划师更好地呈现景观布局、植物种植等方面的效果。
在产品展示中,实景三维建设方案可以将产品置于实景环境中展示,增加产品的真实感和吸引力。
二、实景三维建设方案的技术原理实景三维建设方案的核心技术是三维建模和渲染。
三维建模是将实际物体或场景转化为具有三维形状和结构的模型。
建模的方式多种多样,可以通过手工绘制、激光扫描或者摄影测量等方式获取真实场景的数据,然后通过计算机图形学技术将其转化为三维模型。
渲染是将三维模型赋予材质、光照等属性,并将其呈现为逼真的图像或动画。
通过模拟光线传播和材质反射等物理过程,渲染引擎可以计算出真实场景中的光照效果,从而使观众产生身临其境的感觉。
三、实景三维建设方案的未来发展趋势实景三维建设方案在未来的发展中将呈现出以下几个趋势:1. 融合虚拟现实技术:随着虚拟现实技术的不断发展,实景三维建设方案可以与虚拟现实技术相结合,为用户带来更加沉浸式、交互性更强的体验。
用户可以通过佩戴虚拟现实设备,进入由实景三维建设方案构建的虚拟世界,与其中的物体进行互动。
2. 智能化应用:实景三维建设方案将与人工智能技术结合,实现自动化生成和场景分析。
通过训练算法和深度学习,系统可以自动识别并分析场景中的物体、材质、光照等要素,从而减轻人工建模和渲染的负担。
3. 实时渲染:目前实景三维建设方案中的渲染需要较长时间的计算,限制了其实时性。
实景三维建设的必要性与可行性分析作者:于倩来源:《科技创新导报》2020年第08期摘要:2018—2019年,自然资源部密集出台文件及讲话精神,鼓励实景三维中国建设。
本文通过对相关政策的解读,结合山东省内外实景三维建设现状,分析了经济社会发展对实景三維建设的需求,以及现有的建设条件。
在当前背景下开展实景三维建设,是服务山东省八大战略,为政府部门和众多行业领域的广泛需求提供支撑的必要条件。
关键词:实景三维建设现状必要性可行性中图分类号:P237 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2020)03(b)-0007-02实景三维是遥感测绘、大数据、云计算、智能感知等新技术催生的新型地理空间数据,其效果逼真,要素全面,具有极强的展示效果,而且具有测量精度,可以还原真实世界的完整面貌,使人类对自然地理环境的认知从二维走向三维。
2018年4月,自然资源部陆昊部长在海南调研测绘地理信息工作时专门指出,自然资源登记等系统,要由二维系统变成三维系统,解决自然资源调查、确权和国土空间用途管控等问题。
2019年2月,自然资源部召开全国国土测绘工作座谈会,明确提出,要开展实景三维中国建设,并于今年启动全国“十四五”基础测绘规划编制工作,推动在国家测绘基准体系建设与精化、实景三维中国建设、海洋测绘、内陆水下测绘等方向,凝练形成大项目、大工程。
2019年11月,自然资源部印发《自然资源部信息化建设总体方案》,明确提出,推进三维实景数据库建设,推动建立三维立体自然资源“一张图”。
这些政策与文件的出台为建设实景三维中国提供了充分的政策保障。
在这一背景下,建设实景三维山东,是服务山东省新旧动能转换及“走在前列,全面开创”战略布局的现实要求,也是为政府部门和众多行业领域的广泛需求提供支撑的必要条件。
1 实景三维建设现状随着倾斜摄影、自动化建模等技术的发展,以及智慧城市建设的推进,国内一些省市相继开展了实景三维模型建设,并在规划审批、城市管理、自然资源确权登记等方面取得显著应用成效,下面以重庆市、临沂市为例说明。
新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件近年来,随着科技的发展和深入应用,测绘与实景三维建设技术在地理信息系统中的应用不断深入,在建设过程中的重要作用也日益凸现。
为了进一步推动测绘与实景三维建设技术在建设企业中的广泛应用,结合中国国土资源部、中国测绘卫星导航管理局等部门和单位,我们提出了《新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件》,制定有关工作标准,以实施测绘与实景三维中国建设技术在建设企业的全面落地。
本文介绍了中国国土资源部、中国测绘卫星导航管理局等部门对新型基础测绘与实景三维建设技术在建设企业中的推广推行和实施,以促进测绘与实景三维建设技术在地理信息系统中的应用深入发展。
一、测绘与实景三维建设技术在建设企业中的应用(1)支撑建设规划设计。
测绘与实景三维建设技术可以将对象的形态、材料、结构形式等多维信息完整的记录,可以支撑建设规划设计,提高施工预算准确度,避免资源的浪费,降低资金的投入和创新的成本。
(2)改善施工管理。
测绘与实景三维技术可以收集大量的空间信息,依据空间视角和对对象的更深入分析,清晰可见施工过程,并及时拦截工程进度上的延误,改善施工管理,提升工程质量。
(3)提高建设质量。
测绘与实景三维技术可以准确收集和管理施工阶段的所有信息,并可实时反馈施工进度,及时拦截施工过程中的质量问题,提高施工质量。
二、实施测绘与实景三维中国建设技术(1)完善基础测绘技术服务体系。
基础测绘技术主要是指有关地球表面测量技术,包括地形测量、水文测量、摄影测量、地质测量等,为建设提供基础数据。
完善基础测量技术服务体系,对推广和应用测绘与实景三维建设技术起到积极的推动作用,是实施和推广测绘与实景三维中国建设技术的基础。
(2)加强技术创新。
测绘与实景三维建设技术的发展受到计算机技术、精密仪器仪表技术、图像处理和3D建模,以及物联网等技术的推动,加大对技术创新和探索的力度是实施和推广测绘与实景三维中国建设技术的前提。
(3)建立质量管理体系。
实景三维技术在房地一体中的应用摘要:房地一体工程可以明晰产权、化解权属纠纷、完整记录房权信息,由于我国农村区域范围大,村级单位数量较多,在该工程测量与管理中通过配置技术要素,有效提高确权的科学性。
当前正值房地一体工程高质量发展时期,需要进一步增强数字化技术的应用。
本文以此为出发点,概述了实景三维技术原理与应用价值,分别从测量与管理两个方面,对其具体应用进行了讨论。
关键词:实景三维技术;房地一体;应用目前,房地一体工程数据采集时,对于地理空间的精度要求较高,对于三维模型的需求相对较大。
而且,随着该近年来房地一体确权工作的整体推进,在后续实践中面临着海量数据处理、综合监测,以及智慧管理等多种问题。
因而,新时期需要提高影像的分辨率,为其奠定坚实基础。
从实践经验看,实景三维技术不仅可以满足房地一体工程中的测量需求,也能够借助三维管理系统开展数据化管理。
但是作为一种综合技术,应用时涉及到对无人机、倾斜摄影测量、测图软件、管理模块的联合操作,具有一定的复杂性。
下面先对该技术原理与应用价值做出说明。
1、实景三维技术概述1.1技术原理从原理方面看,实景三维技术并不复杂,主要是通过图像编辑技术,将摄像机拍摄到的一组照片组合起来,构建成三维图像。
当前在该技术应用时可以选择配套的软件,实现测量建模一体化。
需要说明的是,在应用该技术时应根据实际测量要求进行设备选型与方案设计。
另外,在应用实景三维技术开展房地一体管理时,也可以借助自主化的三维管理系统设计,保障测量与管理的一致性,提高数据标准化管理水平。
1.2应用价值实景三维技术在各行业诸领域的实践情况表明,该技术具有多重应用价值。
以房地一体工程中的应用为例,一方面,可以提高测量数据采集的完整性与测图时的精准性,而且应用单体化模型的条件下,有利于降低实地丈量造成的资源浪费与效率低下问题,并针对非标准顶层精度、分层图中楼层信息等进行精准测量等。
另一方面,能够使此类工程管理中的抽象数据,与直观全景图像实现匹配与转换。
实景三维建模的前世今生展开全文倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。
常用的影像数据大多只有地物顶部的信息特征,缺乏地物侧面详细的轮廓及纹理信息,不利于全方位的模型重建。
倾斜摄影测量技术由来已久。
在2008年第21届ISPRS大会和2011年第53届德国摄影测量周,倾斜摄影测量技术都是大会的主要议题之一。
新型多线(面)阵、多角度数码相机的应用(如ADS40/80,SWDC-5等)为多视影像和大角度倾斜影像的获取提供了可能。
早在2000年,徕卡公司推出了ADS40三线阵数码相机,提供地物前视,正视和后视3个视角方向的影像,这可以认为是最早的倾斜摄影相机系统。
后来,美国Pictometry公司和天宝公司(Trimble)都推出来专门用于倾斜摄影的多角度相机。
国内也出现了多款倾斜相机,比如上海航遥研制的AMC-580和四维远见研制的SWDC-5。
而实景三维建模技术的发展,则真正把倾斜摄影的价值挖掘出来。
实景三维建模技术能够根据一系列二维相片,或者一组倾斜影像,自动生成高分辨的、带有逼真纹理贴图的三维模型。
如果倾斜像片带有坐标信息,那么模型的地理位置信息也是准确的。
这种模型效果逼真,要素全面,而且具有测量精度,不仅带给人身临其境之感还可用于测量学应用,是现实世界的真实还原。
实景三维建模软件的雏形来自于华盛顿大学的Visual SFM,这是一个学术界的开源软件,实景三维建模技术的几个关键步骤的算法也一并在这里公布。
这是实景三维建模软件的起源。
随后,Smart3D、Pix4D、PhotoMesh、街景工厂等软件相继出现。
随着数据获取手段的更新和软件版本的更替,这些软件的功能和建模效果都有了长足的进步。
但是在实际生产过程中,还有很多问题存在。
比如空三过程不可拆分,导致了工程进展以及工程规模的限制,人机交互不够友好、出现问题不易侦测等。
移动测量系统及实景三维技术的发展与应用周落根韩聪颖王星卓*摘要:本文介绍了我国移动测量技术的发展概况,阐述了实景三维地理信息产业的形成和发展,分析了移动测量行业和实景三维地理信息服务的竞争格局,对其未来发展进行了展望。
关键词:移动测量系统实景三维技术地理信息服务一引言移动测量技术是当今测绘界最为前沿的技术之一,诞生于20世纪90年代初,集成了全球卫星定位、惯性导航、图像处理、摄影测量、地理信息及集成控制等技术,通过采集空间信息和实景影像,由卫星及惯性定位确定实景影像的位置姿态等测量参数,实现了任意影像上的按需测量。
移动测量的多传感器系统可加载于如航天航空飞行器、陆地交通工具、水上交通工具等多种载体上,形成不同的移动测量系统,满足不同的测量需求。
例如,陆基移动测量系统通过车载平台上安装的GPS、INS、CCD等传感器协同运行,沿道路采集周围地物的可量测实景影像数据。
二我国移动测量技术的发展在两院院士李德仁先生的推动下,我国从1995年开始对移动测量技术进行研究,由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室在对多个关键技术展开技术攻关并取得突破后,于1999年完成移动测量系统样机的研制。
目前国内在移动测量技术领域的研发实力和技术水平与发达国家相比还存在一定差距。
*周落根,立得空间信息技术股份有限公司副总经理;韩聪颖,王星卓,立得空间信息技术股份有限公司。
此外,国内某些高等院校和研究机构虽然在此领域有着较为深厚的学术底蕴,但其技术水平仅停留在原型样机的阶段,均未实现产业化,行业发展受到限制。
为推动科研成果的转化,立得空间于1999年成立,其前身是武汉立得空间信息技术有限公司,2008年4月更名为立得空间信息技术有限公司,2010年12月,变更为立得空间信息技术股份有限公司(以下简称立得空间),李德仁院士出任公司首席科学家,并开始主导移动测量技术的产业化。
经过十余年的努力,立得空间使中国移动测量行业及其相关产业初具规模,是我国移动测量系统的开拓者。
立得空间研制生产的路基移动测量系统(Land-based MMS)包括:第一代车载CCD实景三维采集车系统即LD2000系列、第二代激光三维采集车系统即LD2011型系列全景激光移动测量系统;空基移动测量设备(Airborne Mobile Mapping Device)包括LD2011空基移动测量设备。
公司现有移动测量系统(MMS)变形车产品包括:流动执法MMS、应急测绘MMS、广告牌测量MMS、简装版公路巡查MMS、公路巡查及裂缝测量MMS、铁路行业MMS、便携式MMS、全景激光MMS,都具有相当成熟的规模(见图1)。
图1. 移动测量系统大家族(一)陆基移动测量系统陆基移动测量系统是一种基于道路的快速移动测量系统,其原理是在机动车上集成全球定位系统(GPS)、摄影测量系统(CCD)、惯性导航系统(INS)等先进传感器和设备,在车辆高速行进时,快速采集道路及周边地物的空间位置和属性数据,并同步存储于车载计算机中,经专门软件编辑处理,形成各种空间地理信息数据成果,如电子地图、设施数据库、兴趣点(POI)数据库等。
具有测量精确、采集快速、使用方便、获取的信息丰富等诸多优点,被公认为是最佳的导航电子地图测制、地图修测及道路实景三维地理信息数据采集工具,系统原理如图2所示。
图2. 陆基移动测量系统原理示意图陆基移动测量系统在获取目标的地理空间位置的同时,还能够采集地物的实景影像,丰富地理信息数据的内容,从而拓展了地理信息数据的应用领域,因此被广泛应用于军事、测绘、城管、公安、应急、交通、铁路等多个行业。
此外,陆基移动测量系统所获取的实景三维地理信息以实景影像方式直观表达,易于被大众用户所接受与使用。
2004年以前,受制于计算机处理技术、存储技术以及网络带宽技术的局限性,陆基移动测量系统在长时间内仅被应用于军事、测绘、交通等专业领域,并且主要用于二维地图的更新,在基于道路的空间地理信息数据建库等方面的市场需求量较小。
随着计算机技术、网络技术和移动测量技术的不断发展与完善,在计算机和网络中传输海量空间地理信息成为可能,以影像融合二维地图的实景三维空间地理信息系统应运而生。
相对于传统的二维地图,实景三维空间地理信息统表达方式更为直观、信息更加丰富、更易被理解和使用,因此Google、微软、诺基亚等IT巨头为争夺未来网络地理信息的霸主地位,纷纷投入了大量资源用于购买、组装移动测量系统,在全球范围内进行街景影像采集。
立得空间的陆基移动测量系统与国外厂商相比,性能与国际顶尖产品相当,性价比极高,主要功能性能指标见表1。
表1. 主要陆基移动测量系统对比表在国内,相关政策和法规规定境外公司不能独自在中国大陆境内进行地理信息数据采集和发布,因此各种行业及互联网地理信息数据服务必须由中国大陆公司主导完成。
在政策前提下,作为一种最有效的城市空间信息采集系统,立得空间的陆基移动测量系统在强大核心技术的支撑下,占据了市场垄断地位。
(二)空基移动测量设备空基移动测量设备以由GNSS、INS、导航存储设备、数据处理软件等组成的定位定向系统(POS: Positioning and Orientation System)为核心部件,装载于飞艇、无人机等飞行器上,系统可以实时获取运动物体的空间位置和三维姿态信息,其原理为:将各个导航传感器获取的信息进行最优化数学处理,为飞行器等设备提供高精度的位置和姿态信息。
空基移动测量设备可为机载激光雷达、推扫式超光谱成像仪、大面阵CCD数字相机、合成孔径雷达等测绘遥感设备提供动态坐标及姿态基准,对提高地理信息采集与更新速度、实现我国测绘现代化目标具有重要意义。
定位定向系统(POS)系统作为空基移动测量设备的核心部件,一直受到西方国家军事禁运的影响。
长期以来,我国缺少适用于测量和高精度地理信息数据采集的航空POS。
近年来,西方国家对INS的管制小幅放松,多家国外POS生产商开始向我国供货,但价格十分昂贵,限制了我国空基移动测量系统的大规模使用。
为打破国外技术封锁,立得空间自创立伊始即开始POS相关技术研究及产品的开发工作,在突破了载波相位差分、精密动态单点、GNSS/INS紧密组合等一系列技术难关后,自主研制出了与进口产品技术水平和性能相当的POS系统。
立得空间研制的航空POS可为各航测设备厂商提供配套服务,同时还适用于飞行器及地面交通工具导航、战术武器导航平台、工业自动控制等高端领域,相关产品外观如图3所示。
图3. 立得空间生产的POS产品典型外观图采用POS系统直接地理定位具有如下优点:➢不依赖空中三角测量和一个完整的地面控制测量;➢简化、自动化数据处理和质量控制的过程;➢单个的立体模型制图、单幅影像的正射校正可以使用已有的数字高程模型(DEM);➢在传统的航空测绘应用方面提高了工作效率,从而减少了操作时间,节约了成本,进而提高了精度;➢易与数码相机、摄影机、LIDAR系统、SAR系统、数字扫描仪等传感器结合;➢适用于应急测绘快速响应。
三实景三维地理信息产业的形成与发展随着测绘技术和移动测量技术的发展,实景三维地理信息应运而生,其是在传统二维地理信息的基础之上,增加了连续的地面可量测影像库作为新的数据源,并通过专门的数据开发平台与地理信息行业应用软件无缝集成,从而给用户提供更直观易用的实景可视化环境。
实景三维地理信息服务是指运用测绘技术、计算机软件技术采集地理数据、可量测实景影像数据和行业专题地理数据,主要为政府、企业的决策管理和日常办公提供信息服务,并能为用户带来更多崭新的功能和应用模式,可为城市信息化管理部门提供“数字城市”地理信息整体数据解决方案,其主要的应用领域有:基础地理空间数据框架、地理信息共享平台、电子政务平台、数字城管、公安、应急、智能交通、旅游、公众地图服务等。
服务的主要内容为:实景三维地理信息的采集与处理、业务专题数据库建库、可量测实景影像应用开发平台、数据应用部署等,尤其是面向城市管理与决策的高端应用。
国家测绘地理信息局于2009年发布行业标准《可量测实景影像CH/Z 1002-2009》,将实景三维地理信息正式纳入国家基础地理信息数字产品范畴,成为国家空间数据基础设施的重要组成部分。
交通部、住建部、公安部等国家有关部委均在数字城市各行业的信息化建设规划中,对采用实景三维地理信息服务制定行业指导意见。
经过近十年的发展,实景三维地理信息服务逐渐形成如图4所示的产业链。
实景三维地理信息服务产业的上游为地理信息采集设备提供商,包括传感器、电子电气元器件及设备等的提供商;中游的地理信息服务商提供实景三维地理数据采集与建库服务,通过集成开发商或企业级的数据生产商、网络运营商等为下游的城市信息化用户提供服务,或直接提供服务。
随着移动终端、互联网技术的发展,实景三维地理信息服务将从高端行业应用推广至社会大众。
近年来,国外主要以谷歌公司为代表、国内以立得空间为代表的地理信息服务商已全面开始提供实景三维地理信息服务。
截止2010年底,谷歌公司提供的街景地图服务已在欧洲、北美等发达国家和地区实现城市全覆盖;立得空间的实景三维地理信息服务也已在全国29个省,100多个城市、城区得到广泛应用,主要应用于城市地理信息服务共享平台和基础地理数据框架、电子政务平台、数字城管、公安应急、公路交通、旅游招商等诸多领域。
国内的实景三维地理信息服务始于20世纪末,与国外的实景三维地理信息服务处于同样的起步水平,经过数十年的研究与发展,其技术应用模式已趋于成熟。
但相比国际著名品牌如谷歌公司的Street View和微软公司的StreetSide,国内实景三维地理信息服务的劣势在于品牌推广力度较小,产业化程度较低。
企业数字城市应用(总包商、系统集成商)实景三维地理信息(城市信息化用户如:政府信息办、经信委、城管局、公安局、交通局等图4. 实景三维地理信息服务产业链立得空间不仅是中国移动测量系统的开拓者,还是实景三维地理信息理念的原创者,开创了国内的实景三维地理信息产业,是目前国内唯一可提供可量测实景影像(DMI)技术的公司和实现移动测量系统产业化的生产企业。
同时,凭借着实景三维地理信息所具有的富信息、按需测量、直观易用、更新快捷等诸多优点,公司将业务领域广泛拓展至电子政务平台、数字城管、公安应急、公路交通、旅游招商等诸多领域,创造了国内实景三维地理信息服务的新模式。
目前,立得空间引领的国内实景三维地理信息产业已初具规模,呈现快速和多样化发展趋势。
立得空间的移动测量系统和实景三维地理信息服务模式已经在全国27个省、100多个城市(区县)和青藏铁路、汶川地震、北京奥运、国庆60周年阅兵、广州亚运等项目中得到成功应用,在行业内形成巨大的影响力。