机载激光快速建模赋能美丽乡村建设

二十大报告将“城乡人居环境明显改善，美丽中国建设成效显著”列入未来五年的主要目标任务，而乡村规划是美丽乡村建设中最为重要的一环。但是，传统测绘作业方式无法完全满足乡村规划工作中对高效率获取高现势性、多元化测绘成果的需求。

项目概况

为响应乡村振兴的国家战略，进一步落实美丽乡村建设任务，湖北省汉川市马口镇某村积极开展乡村规划工作。为保证项目如期验收交付，亟需利用快速测绘技术对村域地形地貌、农房和基本农田进行数据采集，并生成多种二三维测绘成果作为后续规划建设的现势底板数据，对接规划设计软件，为乡村规划设计工作提速。

项目难点

1、项目时间紧

要求一天时间完成0.5平方公里乡村测区的数据采集工作，并拿到测区数字正射影像图、数字表面模型、实景三维模型等相关数据。

2、数据采集难

村落主干道地基杂乱，存在多处倒塌建筑，高压线电路纵横交错，立面信息采集难度大。

测区局部道路与建筑情况

3、需求成果多

需提供彩色点云(.las)、DOM(.tif)、DSM(.tif)、实景三维模型(.osgb、.obj)多类二三维测绘成果，且要求数据成果能够灵活应用于规划软件。

4、精度要求高

要求生产的二三维数据成果均达到测绘级精度，以满足后续的数据应用需求。

针对该村的项目需求和现实情况，大势智慧团队提出机载激光快速建模解决方案，利用速影机载激光快速建模装备，对测区进行激光雷达点云数据采集和处理，实现测区村貌精细化复原，同时生成高精度二三维数据成果，灵活应用于村庄规划改造，为该村美丽乡村建设提供空间数据参考依据和支持。

17分钟

完成0.5k㎡数据采集

借助速影高集成、高密度、多回波、高点频的优势，外业团队单架次仅用时17分钟便完成了0.5平方公里的数据采集，共采集了约1.9亿个点，点云数据量约6.09GB；424张影像（2600W像素），数据量约2.46GB。

在操作过程中，作业团队采用速影机载激光扫描仪搭载大疆经纬M300无人机进行航测，按照雷达旁向重叠度40%，飞行速度8米/秒，航高100米的航测参数0.5平方公里测区实时、动态地采集点云和影像数据。

外业采集现场

测区航飞路线规划

测区航飞参数

25分钟

实现高精度三维重建

考虑到实际采集数据量大和重建需求较为紧迫，内业团队采用大势智慧自研的可移动式便携搬运算力设备——重建农场便携版（5节点）配合速影进行点云融合建模。

对测区点云数据进行预处理后，仅用时17分钟，便生成了具备测绘级精度的DSM和TDOM等二维数据成果；仅用时25分钟，输出了高精度实景三维模型（从点云到实景三维模型生成时间）。

内业数据展示

经过数据检验，速影所生成的数据精度契合村庄规划需求，将为该村编制挂图、地形图、三维鸟瞰图等多样化地图编制提供底板数据支撑。

成果展示

建筑物点云剖面图

林区点云剖面图

点云厚度为2.4cm

每平方米点密度为751点/m²

高精度彩色点云数据

基于点云生成的TDOM真正射影像图（分辨率5cm）

基于点云生成的DSM数字表面模型（分辨率50cm）

点云与影像融合生成的实景三维模型 （平面精度20cm、高程精度7cm）

多类二三维成果

直接应用

过去，乡村规划的呈现和展示方式主要限于二维CAD设计图纸，往往需要通过渲染才能输出高质量的规划设计图，需要耗费较高的算力和时间，作业效率较低。

速影近半小时即可输出0.5平方公里面积的二三维数据成果，成果无需转换，可直接接入规划设计软件，实现村域建筑、道路的三维立体化展示，辅助规划人员进行进一步设计。

基于速影生成的二三维模型进行村健身广场规划

基于速影生成的二三维模型进行村节点广场规划

基于速影生成的二三维模型进行村中心广场规划

基于速影生成的二三维模型进行道路规划

除了前期的乡村规划以外，速影在乡村建设项目后期的改造施工阶段也发挥着重要作用。当地规划管理人员借助速影快速三维重建的优势，定期生成项目区域不同时期规划进展的二三维模型数据，实时掌握建设进度情况，为后续的项目施工和验收提供可视化对比参考，确保项目建设质量。

村落局部三维鸟瞰概念图

村落整体三维鸟瞰概念图

美丽乡村建设是实施乡村振兴战略的重要任务。速影机载激光快速建模装备，25分钟完成三维重建，为乡村规划提供高现势性的二三维底板数据支撑，高效赋能湖北汉川美丽乡村建设项目。同时，速影所表现出的建模效率高、一键式输出多类数据成果、生产数据质量佳等特点，更可服务于建筑工程、林业调查、电力巡检等多个相关领域，应用前景广阔。