天下万物生于有,有生于无——倾斜摄影与三维扫描

导言:近两年做了不少逆向建模的项目,点云扫描也罢,无人机倾斜摄影也罢,今天我们就来拨开其神秘面纱,顺便聊一聊他们与 BIM、GIS 平台的关系。

倾斜摄影

近些年随着大疆这类无人机的日益火爆,航拍的硬件和学习成本逐渐降低。搭载的摄像头传感器以正射、倾斜的角度给地物拍照,最后得到的成片交给建模软件(比如 smart3D、Altizure、contextcapture 等),就能自动计算出三维模型成果,航拍过程中所包括的经纬度、飞机拍摄时刻航向角度、俯仰角度等信息,而建模的时候这些信息对后期与 GIS 地理信息平台连接时至关重要。

天下万物生于有,有生于无——倾斜摄影与三维扫描-BIMBANK

回想起来,最近一次比较火的事件应该是就是巴黎圣母院火灾损毁事件了。

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感觉巴黎人民心还是比较大的,这栋历史建筑损毁后,政府打算重建,但是早就没有了图纸,而且建造过程历时180多年,重建需要有个参考,这时候就找到了谷歌地球。

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谷歌地球就是一个典型的 GIS 平台,在放大后,可以看到的三维模型,就是通过倾斜摄影采集的。远远的看,基本可以辨识出建筑的特征和造型。

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尽管倾斜摄影在大场景中可以基本还原环境,但是拉进了以后,这画质有点不行了。

倾斜摄影模型的产生,主要通过几何校正、联合平差等处理流程,基于图像生成点云

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再从点云构件 TIN 模型

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最后再贴上纹理映射,形成较为真实的三维模型

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总体来说,这种自动化生产方式大大降低了建模成本,相比于手工建模,其真实性和效率程度都是无可争议的。

✦ 应用体验:倾斜摄影和三维扫描在如今的建筑过程中应用相对普及,现在我们基本上每一个项目都会先进行一次倾斜摄影,来对整个项目的周边环境和场布布置进行推演。三维模型也能较好的对整个环境进行真实复制。

三维扫描

尽管在 GIS 平台的尺度,倾斜摄影已经足够使用了,但在建筑尺度上,还需要精度更高的仪器参与。这就不得不提到三维激光扫描技术了。同样说到巴黎圣母院,当时重建工作后来找到了艺术史学家 Andrew Tallon,他从 2010 年开始,历时6年,运用三维激光扫描,对整个巴黎圣母院进行了精确还原和记录,误差控制在5毫米左右!

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▲ Andrew Tallon 的扫描工作成果

在这边还要辟个谣,当初说育碧的游戏《刺客信条》通过游戏 1:1 还原巴黎圣母院,可以照着游戏场景重建,实际上是一句戏言。游戏场景和实际场景还是有着较大的细节差异。专业工作还是需要专业人士来做。

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至于三维扫描,主要用于复杂环境的测量以及文化艺术的复刻,去年我们拿到的 AEC 全球一等奖的大雄宝殿仿唐古建项目上也采用了该技术。

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那么在一般项目上怎么使用呢?

办公室改造施工项目

在现场完成拆除工作后,就是扫描进场的时间了,首先我们在现场确定控制点,规划扫描点位,然后,就是机器工作时间……

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经过两个小时的等待时光,点云模型终于出来了,导入 Revit,开启法线模式,就能清清楚楚的看到建筑的墙顶地的轮廓,每根管子都不会错,直接将现场搬回办公室,然后就是设计师的工作了。

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对改造工程BIM模型搭建完成后,与点云模型比对,一方面帮助现场确认隐蔽工程和实际标高,另一方面,作为改造工程的结构依据。

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▼ 柱与图纸尺寸不符、位置不符

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▼ 梁与管线位置清晰明确

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▼ 梁位置与机电管线标高真实准确

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▼ 办公室改造漫游

无论是倾斜摄影技术还是扫描技术,其本质都是通过技术,提质增效。理性的使用技术,升级技术的同时,将省下来的时间和精力,更好的投入到项目的设计和管理中,才是技术带来的最大价值。

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