三維實景建模技術及其在施工管理中的應用

三維實景建模技術以圖像為素材構建實景模型，其原理主要通過同一個像素點在不同照片中的圖像進行空中三角測量運算來進行定位，生成點云進而重構模型。模型重建對象的每一部分應至少在3 個不同的視點進行拍攝，相鄰兩張照片重疊部分應超過60%。影像可以通過手機、照相機、無人機、大飛機等設備采集，生成三維模型的精度與采集的照片的拍 攝距離、拍攝角度、相機傳感器寬度、相機焦距、設備GPS 位置相關。目前BENTLY 公司的ContextCapture 是公認的最優秀的三維實景建模軟件。

三維實景建模技術及其在施工管理中的應用

2、三維實景模型的構建

2.1 目標建模分析和設備選擇環繞拍照無人機之字形航線規劃示意圖

2.2 影像采集高版本的ContextCapture 軟件能夠輸入照片和視頻。無論手機、相機還是無人機錄像模式的分辨率一般比拍照模式低，但是由于錄像模式的影像是連續生成，更加符合照片重疊率的規則，當然分辨率上會有所損失；拍照模式具有高清高精的特點，需要操作者及時按鍵或者設 置自動拍照時間間隔，這兩種模式的選擇根據目標物體或場景的模型需求來決定。

2.3 控制點設置控制點control point 是在空中三角測量中的輔助定位信息。對區塊添加控制點能夠使模型具有更加準確的空間地理精度，避免長距離幾何失真。

2.4 空中三角測量為了執行三維重建，必須準確的獲取每個影像的姿態信息。如果這些信息缺失或是不夠精確，軟件會自動計算出這些信息，這個運算的過程就是空中三角測量( 簡稱空三)。

2.5 三維重建空三完畢后即可建立一個重建項目，重建項目首先需要確定空間坐標系和建模區域。對于具有地理參考屬性的工程, 坐標系可以直接輸入，對于不具備地理參考屬性的工程 , 系統會自定義區塊的本地坐標系統；建模區域可以通過手動在三維預覽區內擴大或縮小，以便于去除多余的要素點區域；對于大場區模型，為降低計算機內存運行負荷，可以分割瓦片分區處理。

2.6 三維實景模型能夠導出種格式

三維實景模型能夠導出為3mx、fbx、obj、dae、stl 等多種格式。2.7 實景模型修補由于ContextCapture 在玻璃、水面等反射體的實景建模存在一些問題，有些模型會形成塌陷、結構扭曲、破面缺面等缺陷，后期可以采用 Geomagicstudio、DP-modeler 等軟件對模型做局部修復。

3、實景模型在施工管理中的應用

3.1 三維場布將擬建建筑場區及其周邊環境進行三維實景建模，精確反映出場地起伏、原有道路、原有基坑、原有建筑、原有景觀綠化及已有水電接駁設施等信息，以實景模型為基礎進行施工平面布置。

3.2 施工部署由于現場各種因素的不確定性，施工部署其實是一個動態調整的長期工作。施工現場可以安排無人機拍攝計劃，定期將現場實況制作成實景模型。結合實景模型和各階段的bim 施工推演模型，進行實時的比對。

3.3 交通組織施工現場及其周邊的交通組織往往對工期和質量有較大影響，三維實景模型中對于市政道路，以及車輛可停放、可掉頭空間有準確的表達。施工過程中混凝土攪拌車的交通組織直接影響結構質量。

3.4 進度展現施工現場定期進行三維實景建模，能夠對施工生產情況有準確的描述，在施工單位產值申報、形象進度匯報中都有很強的說服力，即使遠在外地的業主也能對工程進展有清晰的掌握。某建筑的三維實景進度模型3.5 方案模擬方案設計中，需要考慮原有環境和建構筑物時，實景模型能得到很好的應用。例如某工程中，原有建筑、道路邊坡臨近擬建基坑，必須對原有邊坡進行加固處理，通過無人機拍攝建模，得到場區 實景模型。

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