隨著數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)的測(cè)繪方法難以完全滿足各大領(lǐng)域的需求。而貼近攝影測(cè)量技術(shù)，作為傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的補(bǔ)充，在精細(xì)化測(cè)量、立面測(cè)量等方面逐步得到應(yīng)用。
貼近攝影測(cè)量技術(shù)，是由武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院張祖勛院士團(tuán)隊(duì)針對(duì)無(wú)人機(jī)精細(xì)化測(cè)量需求提出的全新攝影測(cè)量技術(shù)。無(wú)人機(jī)貼近物體表面進(jìn)行攝影，在獲取的高清影像基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)量，可高度還原目標(biāo)物的精細(xì)結(jié)構(gòu)、 坐標(biāo)。從數(shù)據(jù)成果看，貼近攝影測(cè)量能夠達(dá)到亞厘米甚至毫米級(jí)的精度。
DJI M350 RTK + DJI P1
大疆行業(yè)合作伙伴武漢多普云科技有限公司利用貼近攝影測(cè)量技術(shù)，高度還原地表精細(xì)結(jié)構(gòu)、物體特征，生產(chǎn)高精細(xì)三維影像模型，為地災(zāi)監(jiān)測(cè)、工程建設(shè)、文物保護(hù)等領(lǐng)域帶來(lái)全新應(yīng)用。
【地災(zāi)監(jiān)測(cè)】
貼近攝影獲取泥石流模型
分辨率優(yōu)于 1 厘米
近年來(lái)，各類極端自然災(zāi)害頻發(fā)，對(duì)我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力提出了更高要求。近日，中央財(cái)政增發(fā) 2023 年國(guó)債 1 萬(wàn)億元，用于提升防災(zāi)減災(zāi)能力等 8 個(gè)方向。
在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中，貼近攝影測(cè)量技術(shù)可以快速捕捉危巖巖體凹陷處的細(xì)節(jié)和幾何信息，其精準(zhǔn)生成的危巖體三維模型，精度可優(yōu)于 1 厘米。同時(shí)，通過(guò)模型還可以實(shí)現(xiàn)多期數(shù)據(jù)的對(duì)比和分析，為危巖體監(jiān)測(cè)提供便捷的手段。
以云南省德欽縣一中河泥石流調(diào)查滑坡監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為例。云南省德欽縣城長(zhǎng)期受泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重威脅，特別是縣城東側(cè)發(fā)育的一中河特大型泥石流，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)極高。但是，受地形和氣候等多重不利條件影響，上游源頭區(qū)基本屬于無(wú)人區(qū)，勘查作業(yè)難度極大，常規(guī)勘查手段難以滿足工作要求。
德欽縣一中河滑坡點(diǎn)
項(xiàng)目組利用貼近攝影測(cè)量新技術(shù)開(kāi)展野外調(diào)查作業(yè)，采用“由粗到細(xì)”影像采集策略。
首先采集粗模，通過(guò)使用大疆行業(yè)最新款旗艦機(jī)經(jīng)緯 M350 RTK，搭載全畫(huà)幅相機(jī)禪思 P1，對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行正射影像數(shù)據(jù)采集，并利用大疆智圖軟件生成粗模點(diǎn)云數(shù)據(jù)成果。
粗模成果再導(dǎo)入大疆行業(yè)應(yīng)用生態(tài)軟件 DPGO 進(jìn)行精細(xì)化貼近航線規(guī)劃：設(shè)置拍攝視角包括“正視+左右交向+上下交向”，保證目標(biāo)物體的各個(gè)視角均被采集到。
航線規(guī)劃
貼近航線導(dǎo)入 DJI Pilot 2，使用大疆行業(yè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，并通過(guò)大疆智圖自動(dòng)生成三維模型及地理信息數(shù)據(jù)。
，時(shí)長(zhǎng)02:24
精細(xì)化模型成果
通過(guò)建立高陡坡、多角度等的復(fù)雜地形的高精細(xì)三維影像模型，可快速識(shí)別流域內(nèi)源頭及兩岸的泥石流物源的規(guī)模及分布范圍。此外，通過(guò)高精細(xì)模型也基本查清節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面特征，為一中河泥石流治理“因害設(shè)防”提供詳盡的勘查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
為進(jìn)一步查清一中河泥石流源區(qū)危巖體發(fā)育特征，項(xiàng)目組統(tǒng)計(jì)了不同危巖帶內(nèi)的危巖體規(guī)模和節(jié)理發(fā)育情況，并計(jì)算一中河泥石流物源區(qū)危巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀特征，基本查清了岸坡巖體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
基于高精度模型采用空間三點(diǎn)坐標(biāo)法計(jì)算結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀
其次，通過(guò)高精度的數(shù)字高程模型（DEM），在 GIS 平臺(tái)疊加分析泥石流在汛期前后的坡面松散物變化情況，為后續(xù)泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)提供了可靠且有針對(duì)性的數(shù)據(jù)。
全流域物源變化疊加分析成果
典型物源變化疊加分析成果
危巖帶崩滑前后疊加對(duì)比圖
溝道堆積物泥石流前后疊加對(duì)比圖
【工程建設(shè)】
水電站數(shù)字孿生
分辨率優(yōu)于 6 毫米
對(duì)于大型工程建設(shè)，往往需要進(jìn)行定期巡查、監(jiān)管、對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)識(shí)別、定點(diǎn)分析。利用貼近攝影測(cè)量技術(shù)獲取的三維數(shù)據(jù)，可作為基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)，輔助精準(zhǔn)的儀器進(jìn)行定點(diǎn)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)分析。
以丹江口數(shù)字孿生底座建設(shè)項(xiàng)目為例。長(zhǎng)江水利委員會(huì)下屬長(zhǎng)江空間信息技術(shù)工程有限公司聯(lián)合武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院貼近攝影測(cè)量課題組、武漢多普云科技有限公司，采用貼近攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行大壩的數(shù)據(jù)采集及精細(xì)化模型重建，用于丹江口水電站數(shù)字孿生數(shù)據(jù)底座，更直觀真實(shí)展示數(shù)字丹江口。
按照規(guī)劃的航線進(jìn)行貼近攝影，大疆 M350 RTK 搭載 DJI P1 共采集 6.1 萬(wàn)張影像，數(shù)據(jù)大小為 407GB。大疆智圖三維重建一次通過(guò)，最終建立實(shí)景三維模型，分辨率優(yōu)于 6 毫米，高度真實(shí)還原大壩原結(jié)構(gòu)和表面特征。
貼近航線軌跡
，時(shí)長(zhǎng)06:53
丹江口精細(xì)化模型成果
重建的丹江口大壩三維實(shí)景模型，作為數(shù)字孿生數(shù)據(jù)底座，只需接入物理感知傳感器數(shù)據(jù)，即可直觀的展示大壩安全預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
數(shù)字孿生丹江口工程——大壩安全預(yù)案智能響應(yīng)
通過(guò)形成的三維虛實(shí)模型底圖，將已有信息進(jìn)行數(shù)據(jù)深度集成，快速定位問(wèn)題、解決問(wèn)題，對(duì)關(guān)鍵測(cè)項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。
數(shù)字孿生丹江口工程——大壩安全預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
【文物保護(hù)】
黃鶴樓數(shù)字存檔
分辨率為 1.5-3 毫米
如何建立數(shù)字檔案，讓文物修復(fù)工作有據(jù)可依？貼近攝影測(cè)量技術(shù)能夠解決文物真實(shí)三維信息和紋理信息保存、后期文物修繕和恢復(fù)的難題。
以黃鶴樓數(shù)字存檔為例。黃鶴樓素有“天下江山 樓”之美譽(yù)，是“武漢十大景”之首。測(cè)區(qū)位于城區(qū)，電磁干擾嚴(yán)重，高聳內(nèi)凹的樓體對(duì)無(wú)人機(jī)信號(hào)接收影響大；景區(qū)游客較多，對(duì)無(wú)人機(jī)作業(yè)安全性要求高。
黃鶴樓
項(xiàng)目組采用性能強(qiáng)勁的 M350 RTK 搭載 DJI P1 鏡頭自動(dòng)執(zhí)行貼近攝影航線任務(wù)，獲取原始照片 6800 張，共計(jì) 55GB，大疆智圖集群版 12 節(jié)點(diǎn)僅 5 小時(shí)快速生成精細(xì)三維模型數(shù)據(jù)，原始分辨率為 1.5-3 毫米。
航線規(guī)劃
，時(shí)長(zhǎng)01:55
基于黃鶴樓精細(xì)三維模型，進(jìn)行數(shù)字線劃圖制作，將實(shí)景數(shù)據(jù)“搬到”了電腦，為文物保護(hù)提供完整的數(shù)字化信息支撐。
