歲月沉淀,古磚青苔,是跨越千年的旅程,見證了歷史的千秋輝煌。在數字化浪潮下,我們利用實景三維技術,探尋北宋王陵的建筑之美。
項目背景:永昭陵的數字化使命 ??
永昭陵,這座承載著厚重歷史的帝陵,其保護和傳承一直是一項重要而艱巨的任務。傳統的保護方式面臨著許多挑戰,如人為破壞、自然侵蝕等,而數字化的手段為文物保護提供了新的可能性。瑞光科技采用大疆無人機進行貼近攝影測量,結合三維激光掃描儀,為永昭陵建立起了精確的三維模型,為后續的保護、研究和展示工作提供了強大的技術支持。


項目痛點:精準度與真實性的追求 ??
- 永昭陵數字三維:永昭陵的建筑結構復雜,傳統的測量方法難以獲取全面、準確的三維數據。
- 無關要素:在拍攝過程中,存在大量無關要素,如天空、樹木等,影響了模型的精度和清晰度。
- 紋理失真:由于光照條件和拍攝角度的不同,紋理失真問題較為嚴重,需要進行有效的處理。


設備投入:先進設備的力量 ???
為解決上述問題,瑞光科技采用了大疆無人機的先進技術與三維激光掃描儀相結合的空地融合方案:
- MATRICE 350 RTK:搭載高精度RTK模塊,確保飛行穩定性與數據準確性。
- PSDK 102s V3:定制化負載,搭載索尼數碼相機,捕捉高清紋理信息。
- DJI MAVIC 3E:靈活機動,用于難以觸及區域的補充拍攝。
- 航跡大師:規劃高效飛行路徑,減少無關要素干擾。
- 大疆智圖與大疆智模:強大的數據處理軟件,實現從數據導入到三維模型生成的自動化流程。
- FARO架站三維激光掃描儀:用于無人機采集空缺處進行向上掃描,補充建筑細節和盲處。

項目作業流程細節
1.測區整體三維建模
使用M350RTK+SAIER 102S V3進行整體航飛,對永昭陵整體進行圖像采集以及三維建模。


2.測區整體三維建模
- 航線規劃:基于已完成的三維模型,對闕庭使用WPM航跡大師進行對使用M350+SAIER 102S V3的立面測繪航線進行規劃使采集更加高效、精準。
- 數據采集:將使用WPM航跡大師規劃的KML航線文件導入至RC PLUS遙控器,使用M350RTK+SAIER 102S V3進行航拍作業。


3.建筑斗拱及細節拍攝
- 斗拱細節拍攝:由于斗拱傾斜向上的位置特殊性,立面航線無法對斗拱直接進行高精度建模。需要使用M3E進行細節補拍。
- M3E細節拍攝:為了給門闕及闕庭內部高低不同且較窄部分的墊板進行高精度建模,高度較高且人員無法攀登,使用M3E進行姿態模式飛行進行補拍。
- 相機細節補拍:使用索尼a7α4數碼單反相機對門闕內部紋路進行細節補拍,融合無人機航拍照片保證建模的細節呈現效果。
- FARO架站掃描結合:對于一二闕庭的整體掃描我們采用大疆M3E進行高空拍攝采集,同時FARO架站式三維激光掃描儀在下方同步進行掃描。兩種技術的結合,使得我們能夠獲得一個既精確又全面的三維模型。



數據解算
數據結算環節是數字化工作的核心。我們首先將采集到的數據導入大疆智圖,設置坐標系,確保數據的準確性和一致性。**通過大疆智模聯動功能,將攝影測量數據和三維激光掃描數據相結合,生成高質量的三維模型。**最后對模型進行優化和調整,輸出最終的成果。
- 數據導入:采集數據導入大疆智圖
- 設置坐標系:本次采用CGCS2000坐標系,高程系統采大地坐標系。
- 智模聯動:聯動大疆智模,三維模型支持自動生成大疆智摸工程文件。
- 成果輸出:一鍵式輸出OSGB模型成果。

模型修復???
在數據結算完成后,我們還需要對模型進行修復。首先,將模型導入修復軟件,刪除懸浮物,壓平表面,確保模型的完整性和美觀度。經過修復后的模型,更加真實、生動,為后續的保護和研究工作提供了有力支持。
- 破洞修補:在建模中模型會出現一些空洞區域可以一鍵修補。
- 懸浮物刪除:大疆智模自帶智能識別算法,能夠精準識別懸浮物,且支持增選或減選等方式選擇懸浮物。
- 表面壓平:模型會出現些人為造成的殘影,可以使用此功能進行壓平。
- 紋理修復:受光線以及房屋布局的影響,會出現紋理失真,顏色不準確現象。
總結與展望未來 ??
通過這次成功的實踐,瑞光科技不僅為永昭陵的保護與研究提供了新的工具,也為文物的數字化傳承開辟了新的道路。未來,我們期待大疆無人機在文物保護領域發揮更大的作用,讓更多的歷史遺跡在數字世界中煥發新的生機。



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