中国智慧农业网 未分类 数据采集难度大,城市级实景三维遭遇卡脖子问题

数据采集难度大,城市级实景三维遭遇卡脖子问题

「实景三维中国将取代传统4D产品,成为新型基础测绘的标准化成果」这是自然资源部国土测绘司司长武文忠在上周举办的…

「实景三维中国将取代传统4D产品,成为新型基础测绘的标准化成果」这是自然资源部国土测绘司司长武文忠在上周举办的中国地理信息产业大会上为实景三维中国给出的最新定义。

未来,新型基础测绘的技术发展和应用将全面围绕实景三维来展开,已逐渐成为行业共识。李德仁院士此前在接受泰伯网采访时就坦言,目前实景三维产业已具备充分的技术条件,且市场需求强烈,符合技术发展整体趋势,应当尽早立项落地。

到2020年底,针对“经济建设、国防建设、社会发展和生态保护等普适性服务以及自然资源管理”需求,完成10米格网DEM全国更新和优化。

可以看到,在国家基础测绘工作全面转型升级的节点,实景三维中国建设已「渐入佳境」。

说回到城市级三维,其实是源自于「实景三维中国」三个层级划分(城市级、地形级、部件级)中的一项内容,其主要目标是对全国地级以上城市完成实景三维模型的构建。并且根据实景三维中国建设的「两步走战略」,这项工作要在「十四五」期间完成。

相较于地形级三维来说,城市级三维建设要求的精度更高、展示内容更丰富、总体工作量也要更大。此外,有赖于智慧城市建设的不断加速,社会对城市级三维的需求和重视也将要远大于地形级三维。

据统计,目前虽然有超过600个地区已经开展了不同程度的实景三维建设,但其中针对于城市城区进行大范围实景三维建模的并不多。泰伯网认为,造成这种情况的原因,一是由于城市级三维的数据规范和相关标准尚未明确,仍处在试点阶段。其次是城市级三维的实施难度较大,相关企业正在探索最优的技术路径和产品方案。

今年10月,刚刚完成昆明城区实景三维无人机航测项目的常雨(化名)告诉泰伯网,目前绝大多数的测绘企业,其实都缺乏这种大规模城市级实景三维建设的项目经验。任务面积大、工期紧、安全性要求高、有高层建筑物以及电磁干扰强,这都是城市级三维数据采集中常见的几个问题。从常规实景三维项目中积累下的工作流程和产品方案,往往在城市级三维中就行不通。

而巨大的挑战同样意味着巨大的机遇,谁能够先搞清楚城市级实景三维,谁也就在新时代中掌握了主动权。

目前开展实景三维中国建设,主要是依靠无人机航测、激光雷达、倾斜摄影及移动测量等数据采集技术作为支撑。常雨告诉泰伯网,通过在几个城市级实景三维项目中积累下的实施经验,他们已经对如何选择无人机、如何高效完成城区三维数据采集任务有了全新的理解。

首先,常雨认为,城市级实景三维需要满足在光照条件缓慢变化过程中,连续采集最多的数据。同时测区分块范围越大越好,可以有效的降低缝合处的重叠数据。因此超长航时的无人机平台会更具竞争力,而且是飞行时间越长越好。城市级实景三维项目的项目周期紧、城区环境复杂,如果无法提高单架次的作业面积,那么将大大降低整体的作业效率。面对动辄上百平方公里的作业任务,多旋翼无人机往往有些力不从心,相比之下大型的垂直起降固定翼无人机则显得更加实用和高效。

其次,相比于油动无人机,纯电动无人机应该更适用于城区环境。众所周知,油动无人机的续航时间长、巡航速度快。但是城区的人口密集,地面建筑物和车辆集中,由于油动无人机本身携带汽油,万一出现危险情况,那么可能造成的人身财产损失将是不可预计的。此外,纯电动无人机低噪音、免保养的特性,也决定了它更适用于城区环境。

最后,城市级实景三维项目对无人机在稳定性上有着更高的要求。常雨表示,因为城区林立密集的超高层建筑物,改变了地表状况,所以对该地及周围地区、低空飞行范围的风场结构产生了强烈的影响,同时城市还是各种电磁干扰的聚集地。如果无人机无法克服这些问题,外业数据采集将难以为继。

昆明市城市级实景三维建模效果

常雨告诉泰伯网,在昆明城区项目中他们采用的是沃飞长空傲势XC-25无人机,它除了是一款能够续航6小时的长航时纯电无人机以外,还是一架多余度无人机,即全机多个关键系统额外有一套备用系统,如电源、GNSS、IMU、磁罗盘、舵机等)采用多余度设计,有效降低了系统失效概率,降低飞行风险。假设单余度系统的失效概率为0.1%(千分之一),那么双余度设计就将系统的失效概率由千分之一降低到了百万分之一。

在常雨眼中,长续航、纯电动、多余度已经成为他未来考量一款无人机是否适合城市级实景三维任务的三个核心标准。

沃飞长空傲势XC-25双龙头无人机

此前,就有业内专家表示,单从目前的数据采集技术而言,无论是无人机航测还是倾斜摄影,都已经相当成熟。如今只是需要大家认识到,城市级三维与传统小型地块三维建模之间,无论是在项目体量、城区作业环境,甚至于如何选择合适的无人机产品上,都存在着不小的差异。

当然,除了数据采集,城市级实景三维建设也必然会对数据处理、三维成果应用等方面产生新的变化。

从二维到三维,从乡村到城市,已经是全球科技发展和智慧地球建设的必然趋势。随着试点工作的逐步完成,相关标准和规划的制定,实景三维将会对地理信息产业产生巨大的推动作用,也将帮助国家基础测绘工作完成转型升级。

沃飞长空“城市级三维实景建模”解决方案,已于10月28日-30日的第十届中国测绘地理信息技术装备博览会现场首次发布。欢迎前往沃飞长空展位:T33 了解全新解决方案,共同智“绘”未来。

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