立面測(cè)繪 | 精靈 4 RTK 助力廈門美麗鄉(xiāng)村建設(shè)

鄉(xiāng)村環(huán)境是帶動(dòng)鄉(xiāng)村振興的關(guān)鍵因素之一，農(nóng)村人居環(huán)境整治也成為了近年來美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重點(diǎn)工作。從鄉(xiāng)村“顏值”入手，全-改-善鄉(xiāng)村建筑和景觀，帶動(dòng)當(dāng)?shù)氐穆糜伟l(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，成為不少鄉(xiāng)村的振興路徑。

近期，受當(dāng)?shù)亟ㄖO(shè)計(jì)院委托，為廈門翔安區(qū)何厝村進(jìn)行了建筑物外立面測(cè)繪。在該項(xiàng)目中使用大疆精靈 Phantom 4 RTK 進(jìn)行傾斜攝影測(cè)量，為建立實(shí)景三維模型矢量圖和建筑物外立面 CAD 線畫圖提供精準(zhǔn)的圖像信息，從而為建筑美化和改造提供決策支持。

工作流程

無人機(jī)傾斜攝影航拍---實(shí)景三維建模生產(chǎn)---立面正射影像圖制作---建筑物外立面圖繪制

無人機(jī)與建筑立面測(cè)繪

建筑立面測(cè)繪圖是指在與其立面平行的投影面上所得到的正投影圖，呈現(xiàn)著建筑的外貌特征。傳統(tǒng)進(jìn)行立面測(cè)繪是利用鋼尺、錘球、角尺，通過搭設(shè)腳架或者挑桿掛尺來測(cè)量。這種原始的方式不但精度低，而且外業(yè)人員在攀爬時(shí)或有人身危險(xiǎn)。

現(xiàn)代測(cè)繪中，三維激光掃描儀也是常見立面測(cè)繪的工具，它不需要接觸對(duì)象本體就可直接獲取空間及物體的高精度數(shù)據(jù)，但缺點(diǎn)是造價(jià)高昂，便攜性差，后期處理繁瑣，處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)缺乏建筑立面必要的紋理特征。

用無人機(jī)采集圖像，進(jìn)而生成三維實(shí)景建模的方式則能有效解決這些弊端。無人機(jī)同樣可以在不接觸對(duì)象本體的情況下采集立面信息，且設(shè)備造價(jià)相對(duì)較低，后期處理簡(jiǎn)便，包含建筑不同部位的相關(guān)紋理信息。實(shí)踐證明，使用大疆精靈 Phantom 4 RTK 等具備 RTK 高精度定位的無人機(jī)進(jìn)行近景攝影測(cè)量能夠滿足建筑測(cè)繪的精度需求。

傾斜攝影外業(yè)效率提升數(shù)十倍

本次測(cè)區(qū)面積將近 0.1 平方公里，測(cè)區(qū)內(nèi)建筑分布密集。本次作業(yè)航線規(guī)劃使用的是精靈 Phantom 4 RTK 自帶的 GS RTK  專業(yè)軟件。選擇攝影測(cè)量 3D 航線規(guī)劃模式，只需選定測(cè)區(qū)，GS RTK 就能自動(dòng)生成采集三維數(shù)據(jù)需要的航線，整個(gè)過程無布置像控點(diǎn)。

攝影測(cè)量3D航線規(guī)劃示意圖

為了保證模型精度，本次作業(yè)共進(jìn)行了兩次航線規(guī)劃：

1.在航高100米處做 -45°攝影測(cè)量3D規(guī)劃；

2.在航高120米處做 -60°攝影測(cè)量3D規(guī)劃。

照片位置和姿態(tài)示意圖

本次飛行作業(yè)僅出動(dòng)1名外業(yè)人員，不到1小時(shí)就飛行2個(gè)架次采集到所需的500余張高清圖像。經(jīng)計(jì)算，大疆無人機(jī)航測(cè)解決方案的效率是傳統(tǒng)測(cè)距儀、全站儀立面測(cè)量效率的30到50倍，是三維激光掃描儀的15到20倍。

內(nèi)業(yè)深度處理

精靈 Phantom 4 RTK 采集的測(cè)區(qū)相片帶有精確的位置信息，滿足高精度實(shí)景三維模型的生產(chǎn)需求。何厝村項(xiàng)目中，工作人員基于三維模型進(jìn)行了進(jìn)一步的立面正射影像圖制作與 CAD 立面圖繪制。

立面正射影像圖

立面圖尺寸標(biāo)注

高分辨率航拍影像讓門、窗戶、管線、水塔，電箱、空調(diào)等地物的繪制更加方便、全-面、細(xì)致。工作人員還在模型上測(cè)量并標(biāo)注出了建筑結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的尺寸，幫助建筑設(shè)計(jì)院的規(guī)劃師作出更科學(xué)合理的規(guī)劃決策。

成果圖

精靈 Phantom 4 RTK 的高精度成像真實(shí)、精準(zhǔn)地反映了何厝村的建筑面貌，其成果得到了當(dāng)?shù)亟ㄖO(shè)計(jì)院的充分肯定，將為美化和整改鄉(xiāng)村建筑立面改造工程提供了有效依據(jù)，幫助美麗鄉(xiāng)村建設(shè)提質(zhì)升檔。同時(shí)，還可有效避免因現(xiàn)實(shí)作業(yè)與設(shè)計(jì)規(guī)劃存在誤差而造成的損失。

實(shí)施本次項(xiàng)目的廈門負(fù)責(zé)人表示：精靈 Phantom 4 RTK 不但讓傾斜攝影外業(yè)作業(yè)效率大幅度提升，還可以用于解決第五立面也就是房頂屋頂平面圖的繪制難題。在接下來的建筑測(cè)繪項(xiàng)目中，我們將繼續(xù)挖掘無人機(jī)可視化數(shù)據(jù)的更多價(jià)值。