如何让实景三维倾斜摄影机载LiDAR三维激光扫描车点云数据顺畅服务于高速公路市政道路BIM改扩建正向三维可视化设计?高效建立精准地表三维模型DEM,让勘测与设计专业更直接地完成三维设计工作。

让实景三维顺畅服务于高速公路市政道路BIM正向三维可视化设计

更多相关信息公众号:三维激光扫描技术及应用

大家好

这段视频的录制是为了给大家

提供一个实景三维数据能够顺畅应用的引导思路

因为近几年经常会在行业内看到

勘测和设计这两个专业之间总是不同程度地存在着难以填补的一些小空缺

导致先进的实景三维技术迟迟没能良好的服务于这些专业领域

专业之间的小空缺

所指的是测绘人员拿到实景三维数据以后

怎样才能够给设计人员提供合适的成果

尤其是现在我们看到的视图中的这种改扩建的这种项目

当然除了改扩建以外

其他的项目类型也具备适用性

我们可以大致浏览一下示例项目基本的数据成果

这些是我们即将要进行提取的各种类型的内容

比如说道路上的横断面

道路两侧的这些斜坡

以及马路牙子中间的隔离带

这些信息有了以后

右边视图我们可以看到地表的三维模型

我们看一下这个数据的基本情况

这是最终提取所得到的成果信息

所有的内容都是基于点云数据生成的

在成果中当我们把mesh模型关闭以后

所看到的数据内容是这样的

当然我们可以将点云数据也关闭掉

这个是我们提取得到的基础的数据信息

有了这些数据信息之后

即可完成想要的地表模型的建立

当然这里边也有一些是地物信息

最终得到的数据成果

可以直接应用于像市政道路的改扩建设计

高速公路规划设计

水利水电项目规划设计

当然建筑行业也是离不开的

主要看实际的应用场景是怎样的

对于现有的这组数据

我们仅对这个还没有提取的部分进行处理

由于时间关系不可能把所有的内容都提取出来

我们先关闭掉其他部分

对应的这些元素

我们为什么要提取那么多呢

或者是说为什么需要把所有的类型都要提取出来呢

对于设计专业来讲经常会需要这个位置的地表的三维模型

有了这个地表三维模型是不是就可以去实施设计的应用

我们可以做这么一个示例

看一下我们提取全面信息的主要原因

直接进行地表三维模型的建立

我们得到的三维模型是怎么样的一个效果

我们可以看一下

其实这个三维模型很容易也很快的就出来了

而且这些树丛的地方可以看到地表是比较准确的

或者是很准确的表达出来

仅有在后边的这些树的底下

有一些点位它会是漂浮的

这个我们不过多做介绍

只要地表上有点这种提取方法就可以直接将我们想要的地面数据提取出来

那我们说来说去这个问题在哪儿呢

其实是在这些比较明显特征的位置

也就是说我们现在看到的像中间的这个是类似于像一个隔离带

这个台阶坎儿有点类似于像直角或者斜坡

跟我们看到的道路两边的这些像马路牙子都是比较类似的

在这种情况下直接做滤波或者直接生成数据

往往这些位置是会丢失掉细节信息

细节信息的内容我们可以在截面中看一下

比如说我们把这个位置做一个断面的截取

这个断面截取完成之后

我们到视图中去看一下

现在我们可以看到点云数据是这样的

但是在这个位置模型现在我们看到的这条黑色的线

这是模型

可能这个位置太容易看得清楚

看一下这或者是这个道路边缘的马路牙子

在这些位置我们丢掉了真正的实际场景中的这个细节

这些细节我们在设计中是非常重要

所以说我们通过刚才的这种方式

只能得到一个基本粗略的地表模型

对于设计会有一定的应用上的缺憾

我们接下来看一下

对于前面我们看到的这个场景中

相应的这些数据内容怎么来一一的进行提取

首先我们在道路上会有一些标线

这些标线在改扩建设计中是有需要把这些位置进行一个准确定位

并提取生成出来的

因为我们需要知道车道的原有位置在哪

提取是自动化的

并且这100多米在几秒钟之内即可快速完成

现在大家看到的这些节点

对于像这种拐弯的位置都没有问题

我们再提取另外一条

这两条标线提取生成出来

当然周边还有一些是带有这种虚标线的间断线

这些线我们是可以提取它的每一段数据内容

也就是说我们提取得到的数据内容

都是单独的分成每一段矢量线

根据我们设置的不同得到的数据内容是有所不同的

可能有两个没有提取出来的

再提取一次这两个信息完成

我们把底下这个标线

这个部分按照实标线来提取

在这儿同样有一块

这个没有问题

对于标线的衔接

是可以非常轻松的通过编辑功能将快速完成的

断开的线条也可以通过相应的功能快速连成一个整体

操作都非常简便

这样的话一次性就完成了

标线提取生成出来了

把点云恢复回来

接下来我们看中间的隔离带

这个位置可以截取一个截面

看一下它的形态是怎么样的

这个是我们刚刚截取的这个截面的形态

也就是说它是一个斜坡坎和道路进行交接

像这种斜坡的提取模式跟前面我们看到提取标线是非常类似的

指定起点以后给定运算的方向

等待运算完成以后

我们可以看一下

到这个位置转弯的部分有断开的

没有关系可以通过参数的调整来进行更新的提取

让它直接达到我们想要的位置

这样整个一条就提取生成出来了

当然另外一侧继续提取

对面的这一条也已经完成了

在截面上可以看到被选中的几条线

它所在的位置就是线的截面

对于这个截面来讲

我们可以沿着某一个截面位置向前或者是向后移动

查看多个不同的位置

可以看到这些点位呢都是和点云数据的空间位置附合在一起

经过提取两侧的中间隔离带已经提取生成出来

接下来是道路边缘的马路牙子

对于道路边缘是可以提取生成多条线的

一次性提取多条

提取方式都非常的类似

并且是完全自动化的

在这个运算完成以后

同样是截取一个截面来看一下数据内容是怎么样

选中这几条线在视图中可以看到四条线

这四条线生成以后

我们可以将整个道路的马路牙子边缘

以及沥青和水泥的这个交界线提取完成

接下来提取另一侧

这条也提取出来了

在这儿会有一些像下水道的位置

把对应的这个数据内容隔开了

如果需要提取下水道位置的信息

也是可以通过类似的方式来完成

今天的演示内容我们不做过多的细节

主要是让大家了解基本操作过程

更主要的是让大家清楚

通过这个流程可以得到能够满足BIM设计应用的数据信息

可以看到当前我们提取的这几条线

这边还有一个空缺

这两段线如果想衔接的话

可以很轻松的衔接到一起

这是一个便捷的衔接操作

衔接完成以后所有的线条会连在一起

如果需要进行修改的话

可以进行快速的编辑调整

对于我们提取得到的内容是路面上这些线条化的信息

那对于这个道路上这些信息

前面我们提到了

为什么提这么多条线

主要原因在于我们要将道路两侧的这些形态特征

全部都保留到我们最终要建立生成的三角网模型中去

比如说现在我们选中的这条线的位置

从这条线向左侧这个道路表面的数据内容

我们首先把它提取出来

要调整一个合适的视角

这样可以看到提取的整个过程

运算是自动化

在道路上比如说有些车辆或者是行人或者一些障碍物

是不会影响数据成果提取的

接下来我们提取另外一条

在旋转视图的条件下大概的看一下

那么很清晰啊

随着我们这样的一个线条的形态

当然边缘的这个位置可能有一些线条是超出了限定

所以说在这个位置我们可以对某一些点去进行相应的编辑

比如说这两排点要清除一排

示例中我们就不做具体操作了

刚才提到了这有车辆的噪声

是不是会对提取造成影响

可以在这儿沿着这样的一个方向截取一条断面

在这个断面中可以看到

路的表面上是有车辆噪声数据的

在我们提取的时候

这些路面上粉色的这个高程点

这些点的提取是不会被车辆的点云所影响的

也就是说我们不需要通过手工分类

或者是说计算机的软件程序的自动的滤波

这个步骤完全可以省掉

而这些步骤通常在项目中都是比较耗时的

所以基于自动化方式直接得到我们想要的成果

避免时间浪费

这个是类似的

我们可以基于选定的位置

这些点同样可以看一下

这些点的生成在整个的场景中是不会受到植被影响的

我们可以在这个位置同样切取一个截面

截面有了以后我们选中一部分点

也就是说我们全部选中这些点之后

大家可以看到这些点位都是在地表上的

建立生成这个部分的地表模型就不成问题了

接下来是另外一侧

到目前为止我们已经基本的提取了

前面所看到的相应的这些用于做地形表达的数据内容

数据提取完成之后

所有的信息都是在

像AutoCAD这种常用的矢量信息平台中或者BIM设计平台中

直接去进行使用的

当然如果需要进行数据的交换

像比如说使用Civil 3D或者是使用其他的BIM设计软件

所有的这些信息这些节点的位置

这些信息是可以导出为三维坐标的

可以导出为txt csv或者是dat的数据格式

这组数据内容有了以后怎么去建立生成地表的三维模型

可以通过按照三角网边进行连接的参数设置

如6米来进行计算

前面的这个部分是那会隐藏掉的数据内容

这是刚刚建立生成的地形

我们把点云数据打开

打开以后对比查看一些特征位置

可以看到不管是路面的还是道路的马路牙子边缘

都保留了准确的地表形态

这跟我们最开始去查看这个数据内容的时候是有所区别

也就是说我们像这种坎状的地形特征都是被准确保留下来

操作部分就先介绍到这里

前面视频中所介绍的应用方法

广泛适用于处理车载LiDAR

地面三维激光扫描仪

机载LiDAR

倾斜摄影等多种方式采集回来的点云数据

想要让实景三维数据在面向设计应用时发挥其应有的价值

蕴含在其中的这些三维的矢量特征信息

就需要全面准确地提取生成出来

这与正射影像需要进行dlg矢量线画图绘制是一个道理

点云数据也好

倾斜模型也好

都可以称其为三维影像

从视觉方面跟二维图片这种图像是一样的

它都可以让人肉眼识别

但对于计算机来讲是难以直接应用的

所以在新型的测绘技术广泛应用的今天

三维影像(LiDAR点云/倾斜摄影点云)的三维矢量化

是行业实施三维设计应用的基础数据

希望今天这段视频可以给实景三维数据

面向工程BIM设计应用的同仁们带来一些思路上的启发

这项三维矢量化应用技术

在行业内已经有十几年的成熟应用

也为实景三维数据到BIM正向设计应用提供了无缝的衔接

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