DJI Terra 大疆智圖是大疆推出的一款提供自主航線規(guī)劃、飛行航拍、二維正射影像與三維模型重建的 PC 應(yīng)用軟件。圖新地球兩款軟件Wish3D Earth 和 LSV （LocaSpaceViewer）已全面支持大疆智圖的數(shù)據(jù)成果，歡迎體驗(yàn)。

No.1

數(shù)據(jù)介紹

19年3月，DJI大疆行業(yè)應(yīng)用與武漢大學(xué)張祖勛院士團(tuán)隊(duì)合作，為山西大同懸空寺建立高精度實(shí)景三維模型。

懸空寺外景

由于懸空寺地勢復(fù)雜，傳統(tǒng)的五航線、井字航線等自動航線規(guī)劃方式都無法進(jìn)行。因此現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集使用了手工遠(yuǎn)距離飛行拍照，并用大疆智圖快速建立粗模（低精度模型），進(jìn)而基于粗模，在大疆智圖上完成采集航線規(guī)劃，來實(shí)現(xiàn)近距離精細(xì)化的數(shù)據(jù)采集。

最終采集到的相片數(shù)據(jù)，通過大疆智圖完成了厘米級精度的實(shí)景模型構(gòu)建，精準(zhǔn)還原了建筑的錯落變化，大到滑坡，小至建筑中的一根木頭斷裂，皆可清晰重現(xiàn)。

懸空寺飛檐細(xì)節(jié)

如果現(xiàn)場不方便采集粗模再進(jìn)行精模測量的情況，還可以使用LSV （LocaSpaceViewer）的地形下載，下載12m分辨率的DEM，下載后加載到LSV內(nèi)，基于LSV內(nèi)的空間三維環(huán)境設(shè)計飛行路徑，并將設(shè)計路徑導(dǎo)出為KML格式，再把含有高程的KML路徑導(dǎo)入大疆智圖，作為飛行軌跡，也可輔助進(jìn)行精確飛行。

LSV查看照片軌跡

本次數(shù)字化采集詳細(xì)信息見下表所示：

項(xiàng)目

值

飛機(jī)

大疆精靈4 RTK版

飛控軟件

大疆智圖

飛手

2人

采集時間

0.5天

照片數(shù)量

782張

照片體積

6.35GB

建模軟件

大疆智圖

建模時間

5小時

建模成果

OSGB

模型體積

1.88G

采集成果建模后，加載到LSV中查看，同時使用LSV的照片生成軌跡工具，可以把所有原始照片也加載到地圖上，同步查看模型與照片，方便建模以及通過發(fā)現(xiàn)的問題尋找原始對應(yīng)照片。

LSV內(nèi)加載模型照片對照查看

No.2

上傳Wish3D Earth在線平臺

大疆智圖的數(shù)據(jù)成果為OSGB格式的傾斜模型文件，一般研究學(xué)者無法直接打開查看，導(dǎo)致數(shù)字化成果流通性降低。同時由于研究團(tuán)隊(duì)分散在全國，使用Wish3D Earth在線平臺將模型發(fā)布為在線場景，通過網(wǎng)頁鏈接，即可隨時隨地查看數(shù)據(jù)、開展研究。

Wish3D Earth平臺使用較為簡單，總體分為三步：上傳數(shù)據(jù)、搭建場景、分享場景。

首先，把大疆智圖輸出成果即OSGB格式的傾斜模型打zip包，打開Wish3D控制臺》素材管理》上傳數(shù)據(jù)，拖拽懸空寺模型數(shù)據(jù)包到上傳界面即可上傳。

Wish3D Earth上傳數(shù)據(jù)

除此之外，還可以上傳正射影像、DEM、SHP矢量等各種格式的數(shù)據(jù)。

等待上傳完成后，平臺會自動解壓并轉(zhuǎn)換模型格式，稍等片刻，模型處理成功后，進(jìn)行第二步，場景搭建。場景管理》我的場景》創(chuàng)建場景，即進(jìn)入場景編輯器界面。先從素材庫添加上傳的傾斜模型到場景：

場景編輯

接著在圖層管理，創(chuàng)建文件夾，把標(biāo)記內(nèi)容錄入到場景內(nèi)。

圖層管理

標(biāo)記點(diǎn)也可以插入文本、視頻、照片、無人機(jī)全景等信息。最后，編輯下場景信息：

場景信息

添加無人機(jī)全景視頻

至此，一個懸空寺的數(shù)據(jù)場景就編輯完畢，點(diǎn)擊保存，即可在Wish3D Earth的場景列表中看到，點(diǎn)擊即可分享或者預(yù)覽該場景。如果數(shù)據(jù)涉密，還可以配置限時加密分享。

分享

No.3

古建筑保護(hù)應(yīng)用分析

測量墻壁裂隙長度

我們在懸空寺山門南側(cè)墻壁發(fā)現(xiàn)了兩條裂隙，使用Wish3D Earth的空間距離測量工具，可以快速量取出裂隙的長度：左側(cè)裂隙長度為4.17m，最寬處0.02m；右側(cè)裂隙分兩段，上部長0.17m、下部長2.5m。

裂隙測量

通過對模型的各角度仔細(xì)檢查，共發(fā)現(xiàn)明顯裂隙7條：

位置

數(shù)量

山門南墻

2

大雄寶殿地基

4

三圣殿地基

1

初步檢查完畢后，建議實(shí)地對速查發(fā)現(xiàn)的裂隙進(jìn)行詳細(xì)檢查評估。另外也可以采用定期無人機(jī)建模，通過多時相模型對比檢查裂隙的變化。

基于面積推算游客承載能力

為確定懸空寺的游客承載能力，研究采用了面積統(tǒng)計法，使用模型，快速量取各建筑空間面積，基于面積來推算懸空寺瞬時游客承載能力。

空間面積測量

面積測量結(jié)果統(tǒng)計見下表：

區(qū)域

面積

大雄寶殿區(qū)域

300平

純陽宮區(qū)域

120平

三圣殿區(qū)域

60平

過道連接

50平

總面積

530平

考慮古建內(nèi)，游客可用面積不足3成，故而實(shí)際游客可用空間約159平。按人均2平米空間的話，建議懸空寺瞬時游客承載量為80人，與官方游客控制量80~100人保持一致。

模擬攝像頭布設(shè)

因懸空寺地形復(fù)雜，客流量大，因此考慮需要在懸空寺古建上安裝攝像頭，結(jié)合隱蔽、不破壞建筑、完整覆蓋景區(qū)的需求，在三維模型上進(jìn)行空間可視域分析。

虛擬攝像頭布設(shè)模擬

通過不斷調(diào)整空間可視域分析，觀察虛擬攝像頭覆蓋交叉情況，即可快速完成攝像頭虛擬布設(shè)方案評估。

古建形制、采光、建筑結(jié)構(gòu)研究

一般導(dǎo)游詞中，對于懸空寺的介紹：“懸空寺在僅僅152.5 ㎡的地基上，建有17處殿閣，最高處的三教殿離地面90余米?！?、“懸空寺建造在離地面高度50米距離山崖處，由低到高，最高距地面有90米?！薄ⅰ霸趹铱账孪路脚c山巖之間矗立著數(shù)十根木柱，將山寺建筑與山巖之間連接?！?/p>

導(dǎo)游詞中有些數(shù)值與實(shí)際還是有一些差異的。使用Wish3D Earth平臺中的三角測量功能，可以快速量取到懸空寺各點(diǎn)的空間距離、高程差值等信息。

通過實(shí)際測量，懸空寺山門至三圣殿頂部，只有19.21m落差。山神廟至三圣殿頂部也只有21.58m落差，而測量三圣殿頂部到齊正下方的地面落差，也只有45.71m，測量結(jié)果與一般說法有較大差異。

落差測量

同時基于模型數(shù)據(jù)，還評估了懸空寺各殿殿基的石方量。使用平臺的方量計算，在模型上繪制區(qū)域，輸入巖層面高程值，即可快速評估其上的石方工程量：

基準(zhǔn)面測量

方量計算

由測量可知，山門平臺的十方工程量約323.798立方米。同理可得其他殿基的石方量。

使用日照分析工具，還可以估算出懸空寺一天實(shí)際有效的日照時間：

日照分析

除了基礎(chǔ)分析，還可以精確地對懸空寺支撐立柱數(shù)量、長度、粗細(xì)做了測量統(tǒng)計，其結(jié)果為：大小支撐立柱35根，總長約132.1m，最長立柱為9.77m。

立柱統(tǒng)計

通過使用大疆精靈 4 RTK配合大疆智圖航測軟件，可以快速完成復(fù)雜地形下古建的數(shù)字化采集及精細(xì)化建模工作，使用Wish3D Earth平臺可以快速把數(shù)字化成果配合各種專題資料如全景、視頻、文本、圖片等轉(zhuǎn)換為可在線查閱分享的專題數(shù)據(jù)集，方便的分享和在線瀏覽。

利用在線平臺的各種快速分析工具，研究者可以量取分析出各種有價值的信息，從而在不破壞、不干擾古建的基礎(chǔ)上，精細(xì)化的測量分析。