城市級實景三維 技術方案介紹

將現實世界進行真實還原。"實景三維在數字城市、城市規劃、交通管理、公共安全等場景有著廣泛應用。根據自然資源部印發的《關于全面推進實景三維中國建設的通知》，到 2025 年，50% 以上的政府決策、生產調度和生活規劃可通過線上實景三維空間完成。

2019 至 2022 年期間，為響應國家加強農村宅基地管理、城中村治理、美麗鄉村建設等戰略，由東莞市自然資源局、政務服務數據管理局等多部門組織，東莞市地理信息與規劃編制研究中心作為技術牽頭單位，開展了基于大規模實景三維的農房管控與治理關鍵技術研究與應用項目，完成了兩期東莞全域覆蓋的傾斜攝影數據采集與實景三維建模工作。項目建成的東莞城市級實景三維成果，堪稱實景三維中國應用的一大。

該項目由大疆行業合作伙伴深圳市武測空間信息有限公司、深圳市中科科地勘測地理信息有限公司等單位負責實施，外業采用大疆經緯 M300 RTK 等無人機采集數據，內業采用大疆智圖集群版在內的軟件處理數據，最終生成高精度模型，為東莞農房管理、城市設計、土地整備、交通規劃等各類實景三維智慧城市應用提供良好支撐。

2465 平方公里

該項目面積大，外業飛行時間窗口短，項目工期緊，精度要求高。根據項目要求，以傾斜攝影方式采集全市影像數據，分辨率優于 5cm；同時以貼近攝影測量方式采集城市 CBD 數據，分辨率優于 2cm，并配合后期處理實現對高層異構建筑的精準建模。

作業范圍圖

東莞城區人口密集，地面建筑物和車輛集中，同時城區還是各種電磁干擾的聚集地，對無人機可靠性、安全性提出更高要求。經過綜合考慮，項目組采用大疆經緯 M300 RTK 為主力機型在建成區作業，固定翼無人機在山區作業，通過智能規劃航線自動飛行，數據采集穩定性強、速度快、效率高。

在 2021 年第二期數據外業采集中，項目投入專業技術人員和航測人員共 200 余人，出動無人機 26 架，DJI P1 和 PSDK 五鏡頭相機在內的各類型航測負載 20 余臺。

9 大外業分區

綠色為外業分區，紫色為內業分區

參考《低空數字航空攝影規范（CH/T 3005-2021） 》，結合測區特點，外業航線規劃南北走向。由于項目要求全區域地面分辨率優于 5cm，為嚴格保證成果精度，項目采用大重疊率：航向重疊率 80%，旁向重疊率 75%；高樓地區航向重疊率 85%，旁向重疊率 80%，并通過貼近攝影測量方式補拍數據。

為保障精度及做成果檢查，項目組布設 5000 余個像控點，每平方公里 1-2 點像控點。在分區的交界處，加密布設像控點，保障接邊處數據精度。

像控點分布效果圖樣例

在 2021 年的數據采集中，項目組 26 架無人機飛行 920 架次，飛行總航程 2.3 wanli，航拍照片數約 500 萬張，采集數據量約 80TB。20 天作業時間內，依賴可靠性強大的經緯 M300 RTK，項目組實現零飛行事故。

大疆智圖集群版快速建模

考慮到區域的面積過大，全區整體運算會使機器負荷過大。項目組根據地面形狀、照片數量和算法的能力，將東莞整個區域分成 156 個子項目分區，分別進行建模。

以最大的第 155 塊分區為例，該區域的總面積 32 平方公里，原始數據量 8 萬余張，使用 20 臺大疆智圖集群版建模，2 天完成空三加刺像控點，5 天完成集群建模。

作業成果模型錄屏

此次外業任務，考慮各分區地物特征，采用了多種不同相機搭配完成數據采集。多種相機的數據融合處理，對內業會帶來一定挑戰。大疆智圖支持自定義相機參數，可在相機信息界面設定像主點位置、焦距、畸變參數、相機分組等，能夠更好地實現各類相機數據的空三與重建。

大疆智圖支持自定義相機參數

在實景三維數據生產中，水面建模一直是業內難題。東莞市區河流縱橫，湖泊眾多，大疆智圖三維重建支持水面自動修復，通過智能算法識別水面區域，自動在輸出的三維模型成果中輸出完整的水面模型，從而大幅減少后期修模工作量。

水面修模前

使用大疆智圖，水面自動修模效果

大疆航測新方案

基于實景三維東莞制作的全市傾斜攝影一張圖、農房臺賬等成果，為農房管控與治理提供科技支撐，有效提升農房管控與治理能力及效率。同時，實景三維數據成果具備直觀性強、分辨率清晰等特點，成果可以延伸拓展到住建、農業、軌道交通等多個相關領域，數據的共享使用可大幅節省數據建設成本、人力成本，具有巨大的推廣價值和應用前景。

對于此類大規模城市級實景三維數據獲取，無人機作為新型測繪手段，具備機動靈活、經濟高效、安全可靠的優勢。與此同時，大疆行業航測方案也在不斷革新：

5 月 18 日，大疆發布行業旗艦無人機 M350 RTK，產品迭代升級。全新 O3 圖傳行業版 + 4G 增強圖傳，在城市和山區的復雜作業環境，飛行更安全可靠。全新的 TB65 智能電池，循環次數更高，如使用新電池，東莞實景三維項目的 920 架次飛行，可節省電池成本 3 萬余元。

5 月 25 日，大疆智圖發布 V3.7.0 版本。大疆智圖集群版穩定性得到進一步提升，集群版處理規模大，內業分區可實現更大面積的劃分，大幅節省處理時間。智圖 V3.7.0 版本還新增自動刺點功能，該項目數據處理的 5000 余像控點刺點工作，可節省半個月時間，極大提高效率。

DJI M350 RTK + DJI P1

當前，實景三維中國正如火如荼建設中，深圳、上海、西安等城市實景三維建設成果頗豐。在這樣的大背景下，大疆行業也將繼續通過技術的革新與應用，助力實景三維中國建設，推動無人機及成果數據在各行業中的應用。