基于无人机倾斜摄影测量与BIM技术的三维虚拟校园研究

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近些年,随着云计算、大数据、人工智能、物联网、虚拟现实、增强现实等技术的快速发展,城市的发展已经进入了城市信息化和数字化之后的城市智能化阶段。虚拟校园也从简单的三维虚拟建模过渡到多种技术相结合的虚拟校园系统阶段。三维虚拟建模是智慧城市建设的基础。智慧城市的本质是信息化与城市化的高度融合,更强调信息的现势性、全面性与集成程度。因此三维虚拟校园系统也是多种技术相结合的产物。随着各种智慧城市建设不断如火如荼地开展,国内外许多大学也开始构建三维虚拟校园系统,以满足高校的智慧化管理,从而为推进智慧城市建设做出重要贡献。本文以阳光学院为例,通过研究无人机倾斜摄影测量技术与建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术,实现了基于上述两种不同技术构建出来的倾斜摄影模型与BIM建筑设计模型的融合,从而达到了校园建筑室内外信息的集成、管理与应用。本文主要的研究成果如下:(1)在基于无人机倾斜摄影测量技术建立校园真三维实景模型方面,本文采用了大疆多旋翼六轴无人机M600Pro搭载索尼五镜头倾斜相机的方式获取了航测区域的倾斜影像数据。基于航测建模软件Context Capture对倾斜数据自动化处理后获得了阳光校园的真三维实景模型、数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)、真正射影像(True Digital Orthophoto Map,TDOM)。最后,通过精度分析得到了真三维模型的平面中误差为4.31cm,高程中误差为2.88cm,满足实际大比例尺测量精度的要求。(2)在BIM技术构建校园建筑室内三维建模方面,采用BIM技术建模软件Revit 2018结合阳光学院建筑的CAD平面图纸,首先通过构建标高与轴网确定了模型的位置,接着构建墙体、门窗、楼板、楼梯、台阶、屋顶、梁柱等建筑结构模型,最终成功构建了阳光校园30号楼的BIM模型。(3)在真三维实景模型与BIM的融合方面,首先从多个方面分析研究了两种模型的联系、区别、底层数据的标准。其次,基于Super Map平台与对应版本的Revit插件实现了两种模型底层数据方面的转换,从而基于Super Map平台实现了两种模型在同一三维地理场景中的加载与融合。(4)在融合后的模型应用方面,基于三维可视化平台Super Map提供的强大空间分析能力,实现了融合后模型的真三维可视化、室内外三维模型一体化管理与三维空间分析等应用。本文应用的三维空间分析有可视域分析、日照分析、通视分析、天际线分析等。最后,通过对应版本的Super Map iserver将三维模型发布到Web端。
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