为满足地理地质工程全生命周期管理需求,我们利用了无人机单镜头大重叠摄影与多角度倾斜摄影联合作业模式,对湖北省利川市某山区进行实景三维建模,建立了一组部分山体精模,通过研究成果可为之后的地质勘测,开发建设,施工与安全质量管理等基于BIM技术的地理地质工程全生命周期管理提供技术支持。

一、 项目背景

 

该山区位于位于湖北省西南部,云贵高原东延武陵山余脉与大巴山之间,地貌以碳酸盐岩组成的高原型山地为主体。现代社会中,遥感技术已成为人类获取地理环境及其变化信息的必备高科技手段。我们利用Falcon 8无人机搭载不同传感器进行航空摄影,采集山体局部重点勘测区影像数据,制作山体实景三维地理信息模型,并与设计模型联合应用,提高展示效果,辅助工程建设管理。

二、   项目实施

 

由于山区地形较为复杂适合采用无人机航空摄影测量方法进行数据获取和三维建模。我们团队选用Falcon 8无人机作为空间数据获取平台,使用高重叠度向下倾斜和水平横拍的方式进行数据采集,采用联合作业建模的工作模式。

我们利用猎鹰8共展开了5次影像数据采集,最低飞行高度10m,最高飞行高度230米,距起飞点最大直线距离200米,飞行十分顺利,无其他不良影响。

 

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图 | 猎鹰8垂直降落100米只需10-15秒 

三、   项目成果

 

数据采集之后我们团队利用软件共建立了4个局部三维模型,包括3个山体剖面模型和1个采石场剖面模型为之后的地质勘探提供依据。

 

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图 | 采石场剖面,石材上纹理清晰可见

实景三维建模由于飞行器航摄时可搭载高精度的定位设备,以及通过地面控制点的辅助,其平面和水平误差可控制在20-30厘米,甚至在15厘米之内,达到大比例尺地图的精度要求。

 

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图 | 最为突出的剖面为盘龙洞刨面,高度达100多米

 

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图 | 精灵崖壁剖面

 

倾斜摄影建模由于是在航拍影像的基础上,通过计算机自动构建的,不会存在人工建模时人为的选择性构建和修饰过程,可以还原真实世界的完整面貌,实现全要素覆盖的三维建模。

 

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图 | 高空斜剖面

 

三、   结语

 

利用无人机低空遥感对山区山体进行实景三维模型,尤其是三维精细模型在地理地质工程BIM得到了成功应用,将实景模型与虚拟模型叠加融合应用于地理地质工程建设管理全生命周期,可以使地理地质工程勘测,分析,开发,建设,管理等更加科学精准。

利用实景模型的高精度及现势性,结合工程的开挖地址模型,还可精确计算出工程量及工程投资,与工程监理确认的工程量及工程投资进行对比,从而实现对工程质量和进度的精细化管理。