黄兴故居和许光达故居实景三维项目--中海达影像rtk实景三维

黄兴故居和许光达故居实景三维项目

项目背景

应客户的委托，湖南交通职业技术学院路桥学院无人机工作室和建筑工程学院对黄兴故居和许光达故居进行精细化三维模型的生产。其中，黄兴故居建于清同治初年，是伟大的辛亥革命元勋黄兴的故居，现为全国重点文物保护单位，占地面积约6.45亩；许光达故居建于清光绪三十四年，是中国人民解放军开国大将、军事家许光达的故居，现为第五批湖南省爱国主义教育基地，占地面积约1.62亩。

根据传统建筑的特点与实际需求，项目要生成具备高分辨率和高精细度（分辨率应在1cm内）的建筑实景模型。同时，建筑的细部构造，特别是立面、檐下的建筑要素（如斗拱、立柱、挑檐等）、文化要素（如楹联、牌匾、装饰等）均应清晰展现。

▲黄兴故居

痛点分析

传统三维建模多采用无人机倾斜摄影建模，但由于以下难点，仅靠无人机建模远不能满足上述项目需求：角度、距离等原因，拍摄的立面纹理不够精细；由于传统建筑具有较宽的屋檐，斗拱、牌匾等檐下建筑纹理无法拍摄到；建筑周围栽种有茂密的树木，在树木的遮挡下，无人机无法采集到建筑立面的纹理。因此，满足大比例尺测图需要的无人机倾斜摄影技术，还不能满足建筑精细建模的需要。

为弥补无人机倾斜摄影技术建模方法的缺陷，我们通常采用以下方法加以补充，但对于本项目而言还是存在不足：

一是手动控制无人机对建筑立面和细部进行补拍，这种方法只适用于高大建筑且建筑周边有足够净空的情况，本项目拍摄的故居只有一层，加上旁边有高大树木，该方法实施有较大安全风险，不宜使用；

二是地面上人工持普通相机对建筑立面和细部进行补拍，这种方法比较适合民居建筑，但是由于普通相机照片不带有精确的POS位置数据，且与航测照片缺乏有效的分层与重叠，后期内业处理时，与航测照片融合空三建模操作会非常繁琐，而且普通相机与航测相机还存在较大差异（分辨率与CMOS像点尺寸等）。

实施方案

针对项目痛点，项目采用了中海达影像小碟RTK V5（下称中海达影像RTK）+无人机协同作业的方案进行精细化三维模型的生产。其中，空中利用无人机倾斜摄影采集屋顶和立面的影像，地面使用中海达影像RTK采集建筑立面的影像，后期内业分别进行空三，然后直接合并空三结果进行三维建模。

▲空地融合建模技术路线图

这套方案拥有两大优势，一是中海达影像RTK是一款将GNSS RTK和近景摄影测量技术相结合的影像RTK，它最大的特点就是拍摄的影像都带有准确的POS数据（RTK级别的精度）；二是无人机影像和地面影像均具有相同坐标系统的POS数据，内业空三计算时，无需通过设置连接点或者像控点来融合空中影像和地面影像，内业操作变繁为简，极大减轻了内业操作人员的劳动强度。