筆者最近忙著進行城市污水處理廠設(shè)計的前期現(xiàn)場調(diào)研工作。經(jīng)過多次的溝通對接,目前遇到的最大一個困難是,地方政府的基礎(chǔ)資料嚴重缺乏,且由于各個部門處在整合的過渡期,導(dǎo)致責(zé)權(quán)還沒有明確細分,給資料的進一步收集工作帶來了很大的難度。其中作為可研設(shè)計最為重要的基礎(chǔ)資料之一——現(xiàn)狀地形圖,收集上來的地形圖紙區(qū)域不全,并且大多是很久之前測的地形圖,隨著城市的快速發(fā)展已經(jīng)跟現(xiàn)狀有了較大的差異。
一方面是項目的急迫性,領(lǐng)導(dǎo)希望能夠快速的推進項目,在最短的時間內(nèi)有明顯進展。而另一方面如果需要重新收集地形信息,若采用傳統(tǒng)方式,臨時派測量隊進行現(xiàn)場測量,項目進展必然會嚴重滯后,甚至?xí)?dǎo)致整個PPP項目難產(chǎn)。針對這一矛盾點,筆者建議可以采用傾斜攝影技術(shù)來解決該問題。
一、什么是傾斜攝影技術(shù)(又稱“實景建模技術(shù)”)
網(wǎng)上能夠查到非常學(xué)術(shù)、詳細的定義,但這里筆者更想用通俗的語言來解釋這個先進的技術(shù)。
現(xiàn)代人出去旅游,吃飯,聚會都喜歡拍照留影。如果打開手機的相冊,是可以查看這些照片的拍攝地點,筆者以自己手機中的照片為例:
從這里我們可以清楚的看到,照片的屬性中是有定位信息的。也就是我們常說的GPS信息。對于同一個固定不動的物體,例如,道路,建筑……不管對著它拍多少張照片,該物體在不同的照片中其GPS信息是固定的。
傾斜攝影技術(shù)最常見的數(shù)據(jù)收集手段之一就是把數(shù)碼相機掛載在無人機上,用無人機進行照片數(shù)據(jù)采集。這種采集方式,對于大面積的區(qū)域,能夠在極短的時間內(nèi)將現(xiàn)場的照片信息收集起來。但是僅有現(xiàn)場照片,顯然依然無法解決CAD地形圖資料不全帶來的不便。這時我們需要借助傾斜攝影計算軟件(目前行業(yè)內(nèi)公認計算效率最高,效果最好的為Bentley ContextCapture,簡稱:CC軟件),其大致的計算原理是,根據(jù)同一對象在不同照片中其位置信息是一致的,利用其強大的核心算法,把這些點連起來,最終把平面的照片計算成帶有一定信息的三維實景模型。
Context capture 自動建模流
以下為一個生成的實景模型展示。
二、實景模型在污水處理廠可研階段的應(yīng)用
1、進行污水廠選址
污水處理廠廠址的選擇是工程前期的重點之一,需要考慮的因素眾多:
①地勢的影響
污水廠會優(yōu)先選擇在服務(wù)片區(qū)的地勢最低點,主要是盡量讓污水可以通過重力流匯集進水廠。實景模型可以轉(zhuǎn)化數(shù)字化地模,直觀的看到地形的高低起伏。并且可以通過地模自動提取等高線。
②臭氣的影響
污水廠在處理污水的過程中,會產(chǎn)生臭氣,設(shè)計中需要盡量減少臭氣對周邊居民及廠前區(qū)的影響。除了城市的常年主導(dǎo)風(fēng)向,周邊有沒有高山,最近居民區(qū)的方位,都是判斷臭氣會往哪邊排的依據(jù)。而CAD地形圖,對這些信息的體現(xiàn)很難全面??梢酝ㄟ^實景模型詳細的評估。
③受納水體的影響
受納水體離污水廠的距離遠近,以及受納水體的水系類型,都影響著污水廠的投資成本,隨著水流的沖刷和淤積,水體的河岸線是在變化的,若水體的資料太過于老舊,必然會導(dǎo)致選址的方案不優(yōu),可以通過實景模型來深入了解河岸線沿岸的現(xiàn)狀。
④征地拆遷等影響
CAD地形圖中無法統(tǒng)計征地的建筑面積,有時通過地形,風(fēng)向、水體等初步確定了選址,因為拆遷征地費用過高,導(dǎo)致重復(fù)性選址評估。實景模型可以量測建筑的面積,高度,層數(shù),可以概算出拆遷面積,且精度可以達到可研精度要求。
2.服務(wù)范圍及水質(zhì)組成
高精度實景模型,能夠清晰的看清污水廠服務(wù)片區(qū)內(nèi)每棟建筑的用途類型及規(guī)模,初步判斷該區(qū)域的水質(zhì)類型組成,再有針對性的對特殊排水用戶進行點對點的上門考察,可以大大的提高水質(zhì)資料收集效率。
三、實景建模技術(shù)在可研階段的應(yīng)用優(yōu)勢
與傳統(tǒng)的現(xiàn)場測量相比,實景建模技術(shù)具有以下優(yōu)勢:
①效率突出
采用人工測量一兩年才能完成的區(qū)域,通過傾斜攝影建模方式只需要三至五個月時間即可完成,大大降低了基礎(chǔ)信息采集的時間成本和人工成本。
②場景真實,視角多維
實景掃描的3D模型是以現(xiàn)場拍照的照片和視頻作為模型生成的依據(jù),所以模型是現(xiàn)場100%真實反映。可以實現(xiàn)縮放、旋轉(zhuǎn)等多項功能,可以從各個角度進行實景展示。
③位置信息,數(shù)據(jù)準確
3D實景模型中包含任一點的的位置信息,其位置信息依據(jù)GPS生成,突破了傳統(tǒng)的單點測量的局限。所需實際數(shù)據(jù),如:長度、面積、體積等可以直接在模型中進行測量,精度達到厘米級。
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道路設(shè)計與施工必須結(jié)合環(huán)境地貌等因素,有效的施工管理能大大提高施工效益,我公司在多個項目的實施中,將實景建模與道路設(shè)計與施工緊密結(jié)合起來,取得了不菲的成果。
項目背景:本項目通過鉆孔勘察數(shù)據(jù)完成對G地區(qū)的三維地質(zhì)建模工作,且通過加入航拍影像很好地將地表面渲染出來,讓工程師更直觀的了解到各地層巖性、地表起伏及接觸關(guān)系的變化情況。