航测双利器快速拿下 0.5毫米超高分辨率贴近摄影测量项目
文化遗产数字化及保护
大疆创新近期发布“文化遗产数字化无人机贴近摄影测量大赛”,此次大赛目标是为了进一步加强我国文化遗产保护,通过线上征集中国文化遗产的精细化三维模型,推动我国文化遗产数字化及保护工作。
德格印经院贴近摄影
助推文物数字化保护工作,为文物的传承与利用在技术上贡献力量,大疆无人机川、藏地区测绘领域金牌方案商——成都九江伟业科技有限公司也参与了此次竞赛,运用贴近摄影方式,对拥有“藏文化大百科全书 ”之称的德格印经院进行精细化采集与建模,并在微信视频号“老蒋讲航测”发布《让眼球更贴近“善地”——德格印经院0.5毫米超高分辨率实景三维》作品,引起测绘领域大量关注。下面分享本次作品拍摄的流程及解决方案。
环境介绍
1、德格印经院周边有大量居民住房,正在施工修建游客中心位于印经院左侧,后方及左方飞行空间狭窄,大量减少飞行空间。
2、德格印经院雕刻及绘画十分精美及复杂,楼顶******及经桶为黄铜金属制作,在阳光照耀下反光严重,照片色差严重。
3、日常当地居民在印经院周围转经,加上远道而来的游客,人员密集,要确保安全的条件下进行作业采集,难度大大增加。
4、高海拔地区,多云雾、小雨,阴、晴变化无常,增加作业时间。
设备类型
本次拍摄以大疆精灵4RTK+大疆智图为主,精灵4RTK具备厘米级导航定位系统和高性能成像系统,小巧灵活,更容易穿梭建筑之间,搭配大疆智图软件,给我们提供了高精度、高效率的解决方案。经纬M300+禅思P1为辅,经纬 M300 RTK 拥有六向定位避障 ,为这次复杂的地理环境提供了飞行安全保障,禅思P1 集成全画幅图像传感器与三轴云台,4500 万像素全画幅传感器 ,提高后期重建的细节效果。此次成果类型要求为贴近式摄影测量,高精度、高像素相机拍摄更真实还原地表和物体精细结构。
解决方案
1、细节的拍摄采用大疆精灵4RTK ,机身小巧适合在狭窄的空间飞行,带有厘米级RTK定位系统及精度维持系统,保证每张照片的POS位置信息准确。
2、打开精灵4RTK的障碍物指示器,辅助判断飞机前方距拍摄物体的距离,保证飞行航线大致平行于墙面,提高最终重建的纹理效果。
3、针对不同的光线条件和被摄物体的材质,灵活调整相机的曝光补偿值,使得照片的曝光度基本一致。
4、地面人数较多,有不可控制性,且飞行空间狭窄,采用一人航飞一人观察的作业方式,自动规划航线容易无法避开障碍物,保证作业安全,大部分拍摄采用手动飞行,总共拍摄照片8658张。
作业流程
现场查看后确定航飞方式,使用精灵4RTK采集现场照片,并导入大疆智图,采用环绕场景进行重建,重建过程中使用兴趣区域建模进行多余部分的去除,最终获得需要的精细化模型。
1、现场勘察,确认飞行方式及障碍物:先进行贴近飞行采集房屋及经桶外表面,后进行10m/20m/30m/50m范围的环绕飞行及屋顶补拍。
2、设置及检查各参数(感光、快门、光圈、曝光补偿、RTK状态),现场情况不允许自动飞行,全部改为手动采集。
3、手动飞行进行立面细部采集(3m以内)
4、手持P4R进行细部补拍(0.5m~1m)
5、环绕外部飞行及楼顶补拍。
6、文件传回进行重建检查,快速补拍。
主要参数
P4R:打开RTK并打开精度维持模式
避障:打开避障并打开雷达图(方便判断距墙距离)
曝光参数:ISO100、快门自动、光圈自动、曝光补偿+0.7
成果展示
总结
在时间紧急、拍摄条件艰苦下,九江伟业通过精灵4RTK高效的航飞数据采集+大疆智图集群,大疆智图支持使用多台电脑同时对同一任务进行重建运算,可大幅提升重建效率,整个德格印经院贴近摄影项目共用5天时间,完成所有的内外业数据生产。德格印经院实景三维模型,生动呈现出传统的藏式建筑和精美的壁画、雕塑,色彩鲜明、栩栩如生。德格县文化广电和旅游局表示文物数字化对德格印经院的建筑保护和宣传提供了巨大的帮助。