原標題：部件級實景三維建模，張家界貼近攝影測量案例詳解

近年來，實景三維成為測繪行業(yè)熱議話題。實景三維以真實直觀、高精度等特點在城市規(guī)劃、智慧旅游、應急救災等領域得到廣泛應用。據(jù)自然資源部印發(fā)的《關于全面推進實景三維中國建設的通知》，到 2050 年，80% 以上的政府決策、生產(chǎn)調度和生活規(guī)劃可通過線上實景三維空間完成。

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隨著實景三維中國全面鋪開建設，眾多優(yōu)質項目如雨后春筍般出現(xiàn)。去年，由湖南省第一測繪院承擔的張家界實景三維項目引起廣泛關注，項目成功入選 2022 年數(shù)字湖南十大應用場景建設典型案例，堪稱實景三維中國應用的典范。

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基于實景三維張家界模型的渲染效果

一起看看實景三維張家界項目應用了哪些新的航測技術及作業(yè)成果吧！

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地形極其復雜

百日完成大規(guī)模實景三維建設

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2022 年，首屆湖南旅游發(fā)展大會在張家界舉行。為科技賦能大會，測出真實、立體、掌上的張家界，湖南省第一測繪院受湖南省自然資源廳、張家界自然資源和規(guī)劃局委托，負責實施 “實景三維張家界”項目，建設數(shù)字孿生張家界城區(qū)、景區(qū)，充分挖掘實景三維數(shù)據(jù)價值。

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張家界山地丘陵起伏，兼有山間盆地、河谷帶狀平原，全域地形地貌極其復雜，項目組需在三個月的短時間內(nèi)，制作完成張家界全域 9516 平方公里地形級實景三維、270 平方公里城市級實景三維，采集 120 公里街景和 202 處全景數(shù)據(jù)，建設 48 處核心景區(qū)和場館超精細三維模型。

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項目時間緊，任務重，要求高，項目組派出 102 名技術人員進駐張家界，采用大疆經(jīng)緯 M300 RTK、精靈 4 RTK 等各類型無人機 29 架，使用大疆智圖在內(nèi)的數(shù)據(jù)處理軟件，開展實景三維張家界項目作業(yè)。

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項目組使用經(jīng)緯 M300 RTK 搭載 P1進行航測作業(yè)

貼近攝影測量重建天門山

分辨率優(yōu)于 0.01?米

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在實景三維張家界項目中，完成核心景區(qū)和場館超精細三維建模是一項重要任務。以張家界天門山森林公園為例，天門山山頂面積約 2 平方千米，其中天門洞門高 131.5 米，寬 57 米，深 60 米，高差巨大、信號遮擋、天氣多變，環(huán)境極端復雜，采用傳統(tǒng)的傾斜攝影測量方式無法完成精細化重建的任務。

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綜合考慮多種因素，湖南省第一測繪院聯(lián)合武漢大學遙感信息工程學院貼近攝影測量課題組和武漢多普云科技有限公司，決定在天門山等地采用貼近攝影測量技術，獲取高精度地理信息數(shù)據(jù)。

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貼近攝影測量是武漢大學遙感信息工程學院張祖勛院士團隊針對無人機精細化測量需求提出的全新攝影測量技術，它以“目標”為攝影對象，利用無人機靈活的云臺擺動貼近攝影獲取超高分辨率影像，進行精細化地理信息提取，因此可高度還原地表和物體的精細結構。從數(shù)據(jù)上看，貼近攝影測量能夠達到亞厘米甚至毫米級的精度。

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天門洞高差大，雨霧天氣多的環(huán)境給作業(yè)帶來挑戰(zhàn)

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天門山超大的立面結構增加作業(yè)難度

項目采用 “由粗到細”影像采集策略。首先進行粗模采集，獲取被攝目標的結構信息，通過使用精靈 4 RTK 對測區(qū)進行粗模正射影像數(shù)據(jù)采集，將數(shù)據(jù)導入大疆智圖軟件三維重建，生成粗模點云數(shù)據(jù)成果。

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初始點云數(shù)據(jù)導入課題組自研的貼近攝影測量軟件 DPGO（電腦端） 進行精細化貼近航線規(guī)劃，將天門山按照結構信息分為多個規(guī)則面，設置航線飛行高度、重疊度等參數(shù)，設置拍攝視角包括“正視+左右交向+上下交向”，保證目標物體的各個視角均被采集到，規(guī)劃飛行范圍，自動生成飛行航線。飛行航線導入 DPGO （手機端），通過使用性能強勁的大疆經(jīng)緯 M300 RTK 搭載全畫幅測繪相機 DJI P1 執(zhí)行貼近航線任務。

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使用 DPGO 基于粗模進行航線規(guī)劃

最終，張家界天門山國家森林公園完成貼近原始影像采集 15630 張，數(shù)據(jù)量 229GB ，分辨率優(yōu)于 0.01 米，高度還原地表和景區(qū)精細結構，精準地記錄了天門山原始的真實三維信息。

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采集的數(shù)據(jù)導入大疆智圖集群版做三維重建，大疆智圖針對貼近攝影測量方式采集的數(shù)據(jù)做了特殊優(yōu)化，確保生成高質量的數(shù)據(jù)成果。大疆智圖每 1G 內(nèi)存可處理 6000 張影像，采用 10 節(jié)點集群配置[1]，僅 38 小時便完成天門山的高精度模型重建，真實還原景區(qū)的地形地貌。

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實景三維模型將天門山景區(qū)的一草一木數(shù)字孿生到虛擬世界。2022 年 11 月首屆湖南旅游發(fā)展大會召開，游客只需通過手機或電腦，即可 720 度一覽景區(qū)三維 VR 地圖。群峰競秀、萬石崢嶸，地圖復刻了天門山自然地貌和人文景觀精華。

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值得一提的是，基于高精度貼近攝影測量的實景三維模型，項目組識別出 10 處存在失穩(wěn)傾倒或墜落風險的危巖體。為此，由張祖勛院士牽頭，聯(lián)合多個單位向張家界市人民政府提出《關于加強天門洞危巖識別與加固的建議》，建議對天門洞地質狀況與安全風險進行勘察和評估，得到市政府的高度重視并付諸行動。

48?處核心景區(qū)和場館

采用貼近攝影測量技術進行建模

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在實景三維張家界項目中，還有百龍?zhí)焯莸?48 處核心景區(qū)和場館超精細三維模型均使用了貼近攝影測量技術進行建模。

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百龍?zhí)焯葙N近航線規(guī)劃

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百龍?zhí)焯荽怪备卟?335 米，山體地質環(huán)境復雜，整個天梯全天不定時高頻率運行，建模紋理細節(jié)挑戰(zhàn)大。項目組實地核算飛行區(qū)域面積因素，劃分 10 個面，分別對頂部、巖壁側面、天梯正面等重點規(guī)劃航線任務，利用大疆經(jīng)緯? M300 RTK+ DJI P1 自動飛行，共采集數(shù)據(jù) 14076 張，大疆智圖集群建模耗時 25 小時

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大疆行業(yè)應用

為實景三維中國建設持續(xù)發(fā)力

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實景三維張家界項目成果豐碩?！霸粕蠌埣医?VR 地圖”產(chǎn)品集成 378 幅空中全景、26 處三維實景、3 處 VR 實景等多種數(shù)據(jù)，提供張家界智慧文旅重要數(shù)據(jù)底座，將科技和旅游完美結合，不僅能帶游客“云”游張家界，還能提供“吃住行游購娛”服務。

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實景三維的蝶變還將繼續(xù)。按照項目制定的“近期服務旅發(fā)大會、中期夯實基礎設施、長遠服務自然資源管理和社會經(jīng)濟發(fā)展”三期目標，實景三維張家界將為數(shù)字政府建設、人居環(huán)境改善、國土空間規(guī)劃、耕地保護等提供更科學、精準的測繪地理信息服務。

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以大疆行業(yè)無人機、航測負載、建模軟件組成的大疆航測解決方案作為新型基礎測繪手段，覆蓋實景三維中國地形級、城市級、部件級各類場景，將進一步推動航測技術的發(fā)展與應用，為實景三維中國提供強大的技術基礎。（來源大疆行業(yè)應用）

注釋

【電腦配置】

主節(jié)點：AMD 3970X；GPU RTX3090；內(nèi)存 128G

子節(jié)點：Intel I7-7700 ；GPU GTX1650；內(nèi)存 32G

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