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测绘2016:看实景三维数据如何继续搅动地信市场

  • 时间: 2016-05-08 00:00:00
  • 来源: 3sNews
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  随着传感器设备的迭代和测量算法的精进,新的测量技术正不断开疆破土,刷新着描绘这个世界的方式,刺激着测绘人的眼球。每一次作业效率的颠覆,每一次行业应用的变革,背后都有关键技术从0到1的创新之举。正如当初,基于SLAM的2D激光雷达扫描,使定点测量完成了向移动测量的飞跃,静止到移动,其中何止十倍百倍的效率升级?而后,3D测量技术的出现又进一步弥补了2D测量不适应颠簸环境的短板,真正实现三维环境下灵活的移动测量,这其中又有多少设备的打磨和技术的迭新?

  事实上,3D测量和BIM(建筑信息模型)远不是什么新潮的概念,遥想过去十几年,3D测量作为概念级技术停留在学院派时期,被真正需要使用它们的企业束之高阁。企业不知花了多少时间才逐渐意识到2D测量的局限,就是现在,我们开始真正看到工业级应用的雏形。

  在建筑业和制造业领域,实景建模吸引的关注度正日益提升,但是目前企业仍需要时间来发掘它的巨大价值,并将其应用于整个业务流程中,逐渐证明在软件和设备上的投资是值得的。

  由于实景三维数据能够在显著缩短建模时间的同时提高精度,在技术储备已近成熟的前提下,2016年被认为是该技术应用爆发式增长的一年。在这篇文章中,我们将梳理现阶段实景三维数据涉及到的一些技术手段、数据处理方式以及行业前导者,一同站在风口把握技术和行业变革的风向。

  数据获取:扫描、摄影各有所长

  目前,获取地形和城市建筑环境的数字化手段主要有三种:

  1.相机拍照,并基于摄影测量法进行数据获取;

  2.移动激光雷达(LiDAR)系统;

  3.高精度激光扫描仪。

  有时,相机和激光雷达设备会被加载到无人机系统(UAVs)上,大大提高数据收集的速度,获取的数据被用于创建三维模型,应用于各种场景。

  不论是扫描还是摄影测量,最终都会得到点云数据。不同之处在于通过扫描的方式能够获取更多诸如物体材质的细节,而通过摄影测量法能更快获取点云数据,但精度逊色。因此,企业不得不在技术效率和产品质量上做出权衡。“这个项目或是客户是否需要高精度细节呢?”如果是,那么选择高精度扫描的方式就是值得的。

  数据大小很重要

  在数据获取的过程中,分辨率是一个重要的考量因素,那是因为你收集的点云文件会像气球一样膨胀开来。过于笨重的数据量会阻碍文件共享和协同,甚至压垮你的CPU。更重要的是,更大的数据量有时并不能和更高的精度划等号。你需要问自己:我是否能够处理20 兆像素的图像?抑或是我真的需要一个高分辨率的扫描仪么?

  一旦数据被获取,技术人员有几种将点云数据索引到地理坐标的方式。多数的摄影测量相机和激光扫描仪制造商会提供相应软件,用来将数据集成并转换成数字格式。也有一些软件公司开发出强大兼容性的处理系统,面向多种数据格式,例如Autodesk ReCap 360 。

  建模

  一旦点云数据被登记处理成实景轮廓、街道、路缘或是其他各种属性,技术人员就会使用几何识别软件来将这些点云信息生成固态模型。工程师能够将固态模型输入三维设计程序。

  在这一阶段,有几个软件可供选择。如果使用徕卡扫描仪收集数据、生成点云,并且最终获得Civil 3D或AutoCAD 格式的固态模型,那么测绘人员可以使用CloudWorx软件。而对于可交付的BIM数据,使用Scan to BIM,能够从点云数据中直接提取模型,忽略其输入到Revit环境的过程。

  (先进的数据管理技术和工具集允许将整个项目点云输入AutoCAD Civil 3D、Revit以及Navisworks的设计环境中,设计人员不再需要权衡点云密度和计算机处理能力)

  一段时间后,建筑公司就可以使用Navisworks来进行设计模型和竣工模型的匹配对比。假设这种场景下,测绘人员使用徕卡扫描仪收集数据,之后使用Cyclone进行了数据处理 。那么设计工程师便可以使用CloudWorx将点云数据直接输入Navisworks进行冲突检测,而不必再转换格式。

  协同

  随着无人机、摄影测量、扫描以及点云技术被实景三维应用领域广泛接受,数据的获取变得越发简单。工程师和设计人员都会乐于看到数据集变得更敏捷,同时对各类项目客户兼容性更好。点云在设计、建筑管理等行业更广泛的应用,也会在未来不断加强行业项目间的协同。更易获取的数据、更加友好的建模软件、更加高效的协同处理,随着三维数据被更好地应用,描绘世界的方式和手段会变得更好。(文|3sNews 思佳)