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三维建模技术在测绘中的应用范围非常广泛,重构真实世界环境

作者:软荐小编      2023-10-08 01:04:08     205

前言

三维建模技术是一项逐渐广泛应用于测绘领域的技术。 它可以重建现实世界的环境并以虚拟的方式呈现。 该技术可以利用遥感图像、激光雷达、摄像头等设备采集数据,通过特定算法生成三维模型。

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与传统的二维图形相比,三维模型可以提供更精确的地形数据,包括高程、坡度、坡向等信息,从而满足不同行业的需求。 在测绘领域,3D建模技术有着广泛的应用。 可应用于地质勘探、水利工程、城市规划等方面,有助于各行各业的发展。

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1、三维建模在测绘中的应用优势

由于3D建模技术可以生成详细的地面模型,不仅可以显示地面地形的波动,还可以还原地表覆盖的分布,因此可以提供更加真实的地形数据。 这些数据对于水利、电力、交通、城市规划等各种项目和规划非常重要。

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利用三维建模技术,可以更加准确地评价地形的地貌特征、地形起伏、生态环境等,为各种工程和规划提供重要参考。 传统的二维平面测量需要在地面上放置大量的测量点,然后利用插值算法获得地形高程等信息。

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这种方法存在工作量较大的问题,特别是在现场测量时。 利用三维建模技术,我们可以通过无人机、激光雷达等设备快速采集,生成高精度、高分辨率的地形模型,可以大大提高测绘工作的效率。 这对于复杂地形的测量尤其重要。

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利用3D建模技术,我们可以为地形分析提供更加细致和多样化的手段。 例如,在道路建设规划中,我们可以利用三维建模技术来设计路线和隧道等更适合道路行驶的建筑物。

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在自然灾害防治中,我们可以利用三维建模技术,分析地形表面的坡度、高程等信息,预测山洪、泥石流等灾害发生的可能性,为防灾减灾提供参考。 此外,3D建模技术还可以应用于农业、林业、环境等领域,提供更加准确有效的数据支持。

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2 三维建模在测绘中的应用策略

在总体规划方面,本次测绘项目首先使用大疆Mavic3E多旋翼无人机科学规划航线。 然后,利用倾斜摄影相关技术和Altizure软件,生成工业园区的3D实景模型,让园区更容易到达。 可以对开放空间进行智能测量和绘图,以方便后期规划。

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具体来说,一是根据地图和现场勘察发现,园区内建筑规格比较统一,道路比较整齐,总体呈“井”字形。 因此,选择“S”形测量路线,以保证测绘信息的全面收集。

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其次,为了保证地物具有合适的亮度以及人眼能够轻松区分图像的对比度,我们选择晴朗的天气进行图像采集。 采集时间从下午14:00开始,此时阳光较强。 ,云层也处于比较稀薄的状态。

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航线确定后,为了有效提高无人机成像精度,无人机配备了规格为1200万像素、25mm焦距、f/2.0光圈、0.5m至∞距离的镜头。 三是采用倾斜摄影技术,可以使相机拍摄的图像从1个垂直角、4个倾斜角5个角度同步曝光,使地物信息最大限度地保留其真实性。程度 。

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同时,为了提高最终成像效果,在图像采集过程中,航向重叠率应≥60%,侧向重叠率应≥30%。 获得一系列图像后,对图像进行排序、编号并分为三组。

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所有图像均质化并同时进行区域调整。 之后对图像的颜色进行校正,最终得到高质量的图片。 第四,将图片插入Altizure软件中进行集成,得到基于实际场景的工业园区3D模型。

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在该模型中,准确地显示了地面物体的位置。 就三维建模的结果来看,整个公园呈长方形的状态排列,建筑物之间距离相等,分布规则,建筑物的高度也具有均匀性,处于规划之中。达到高度完美的状态。

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公园被中间一条东西走向的道路分为南北两部分,并有延伸的支路连接各个建筑。 从模型整体来看,公园西南侧的土地原为运动场(公园建成前已建),现已废弃。 同时,东北侧还有一块待开发的土地。 因此,工业园区的二次规划应重点关注这两块土地。

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此外,通过三维建模进行测绘虽然具有建模时间短、精度高的优点,但可以使工业园区的闲置土地尽快得到规划。 然而,在本次测绘项目中,倾斜摄影技术在图像采集方面存在一定的问题。

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例如,在模型匹配过程中,无法有效避免模型失真的问题。 这个问题主要存在于模型中各个地面物体的底部。 而且,基于真实场景的3D模型是通过超高密度点和云技术生成的数字表面模型。 它与手工建模方法不同。 模型的曲面数量难以自动处理和控制,导致三角面数量较多,给后续步骤造成了一定的障碍。

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在获得基于实景的3D模型后,我们对模型进行了整体分析,发现工业园区已经具备了完善的基础设施。 因此,拟在二次规划中的两块空地之一上增设停车场。 。 具体来说,首先导入测绘后获得的工业园区实景3D模型,并在西南体育场位置新增停车场模型。

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随后利用漫游模型模拟24小时内人流、车流对新建停车场及周边建筑的影响。 因此位于主线末端,开车比较方便。 因此,在这里新建停车场将导致停车位空置率大幅下降。

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同时,这种现象也会导致这里瞬时车流过大,导致干线堵车、刮擦的概率增大。 另外,如果在西南位置增设停车场,由于工业园区内的办公楼位于其周围,汽车产生的噪音将不利于这里的办公。 因此,在西南位置增设停车场并不是优先考虑的事情。

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针对东北侧闲置用地的规划,虚拟停车场采用与西南侧体育场用地相同的方法进行建模。 建模完成后发现,这里的土地可以建设比较大的停车场,而且距离主线也比较远。 因此,与西南地区相比,东北地区可以起到调节附属道路车流的作用。 减少主要道路拥堵的可能性。

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在后期测绘中,通过将设计模型与现实模型相结合,可以为停车场的建设提出更详细的设计方案。 对3D模型进行整体分析后,确定在东北部增加一个大型停车场,根据真实场景将停车场的设计模型插入到3D模型中。

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在后续建设阶段,还可以充分利用基于三维模型的测绘技术。 停车场施工过程中,根据每个施工步骤,利用无人机多次对停车场及周边土地情况进行勘察和建模,确保3D模型及时更新。

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这样可以即时掌控施工人员和设备的现场情况、施工进度等,不仅保证了施工项目优质高效地完成,而且可以提出调整和替代施工方案根据施工现场情况进行后续处理。 。 停车场建设完成后,再次使用无人机进行测绘,并构建了真实的3D模型。

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模型生成后,将施工前测绘过程的初始模型与其进行比较,分析差异,从而为其他未开发土地的建设提供有益的经验。

由此可见,基于三维模型的测绘可以在工程的多个阶段得到应用。 3D建模与信息平台的有机结合,可以充分利用土地,提高项目建设的质量和效率,最大程度地保证项目的合理性和可靠性。

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3. 未来展望

人工智能技术将在未来测绘领域,特别是三维建模过程中发挥越来越重要的作用。 利用人工智能技术进行数据处理和建模,可以提高效率和精度,降低建模成本,从而进一步优化我们的测绘工作。 机器学习算法是实现人工智能应用的主要手段之一。

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在3D建模中,机器学习算法可用于识别和分类地形信息,也可用于预测和插值地形高程等属性。 通过训练神经网络算法,我们可以学习并分析相应的输入数据集和输出结果之间的关系,然后将其应用到新的数据中,生成更准确、更高质量的模型。

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此外,将人工智能技术与图像识别技术相结合,有助于进一步识别并准确区分地形中不同物体和类型的地物三维城市建模软件,如建筑物、道路、森林等。通过将图像识别技术与机器学习技术相结合,实现自动化和可以更好地实现3D建模过程的智能化。

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同时深度学习算法在三维建模的数据处理中也能发挥非常重要的作用。 深度学习算法可以训练和优化大规模数据,以达到更高的准确性和效率。 在三维测绘领域,利用深度学习算法处理大量数据集,可以获得更加准确、全面的地形信息。

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在未来测绘领域,通过融合不同类型的传感器数据,如激光雷达、摄影测量等,可以实现全方位、高精度、高效率的三维测绘。 激光雷达是常用的三维建模传感器,具有高精度、高稳定性、高可靠性的特点。

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激光雷达可以通过快速、准确地采集表面点云数据来生成真实、详细、准确的3D模型。 此外,摄影测量技术可以通过航空、轨道等方式获取高分辨率的卫星图像,然后利用图像处理软件将这些图像的信息进行融合,转换为数字高程模型,从而获得更详细的地形信息。

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通过融合这两种不同类型的传感器数据,可以获得更准确、更详细的 3D 模型。 同时三维城市建模软件,传感器融合还可以有效提高建模效率,降低建模成本。 此外,由于传感器融合可以提供更全面、多维度的数据,还可以满足更广泛领域的应用需求,例如自动驾驶、城市规划、矿山勘探等。

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总结

3D建模在测绘中的应用优势主要包括地形数据更加准确、测绘工作效率提高、地形分析方法更加多样化。 在实际应用过程中,基于三维建模的测量结果可以为新建项目的选址规划提供更直观的参考。 对模型进行全面细致的分析,使新项目的选址和内部设置更加合理。

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同时,施工阶段测绘完成后,对结果进行三维建模,可以为工程高质量、高效完成奠定基础。 未来,3D建模将融合人工智能、传感器、虚拟现实等技术,为测绘行业提供更有力的支撑。

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