一、项目背景
为历史建筑建立数字档案,对于古建筑保护来说,具有相当的重要意义。精细的倾斜摄影模型可以为后续的保护提供基础数据参考,也方便各类研究者随时随地开展研究。
如果将来需要对历史建筑进行修复时,它可以提供一个可靠的参考样本。例如大火后的巴黎圣母院的修复工作,就是建立在之前生产的精细化数字模型基础上。
同时,对于嘉峪关来讲,在建立保护性数字模型档案的同时,还可以用于旅游景点的形象宣传,吸引更多的游客前来参观。
二、景区介绍与模型展示
嘉峪关地区在10月份,多是晴天,无云,光照较强,并且阳光颜色偏黄,在嘉峪关建筑上,反映出暖色的效果。
嘉峪关关城周长733米。关城正中有一官井,旧有亭,今已废。
西门外套筑一道凸形城墙,构成一个罗城,这就是外城。
外城比内城高2.7米。外城正中大门额刻“嘉峪关”三个大字。门顶有城楼,与东西二楼形制相同,三楼东西成一线。
东瓮城外有文昌阁、关帝庙、戏楼,城内靠北有游击衙门府一座,都是清代建筑。
关城以内城为主,周长640米,面积2.5万平方米,城高10.7米,以黄土夯筑而成,西侧以砖包墙,雄伟坚固。内城开东西两门,东为“光化门”,西为“柔远门”,意为以怀柔而致远,安定西陲。
门台上建有三层歇山顶式建筑。东西门各有一瓮城围护,西门外有一罗城,与外城南北墙相连,有“嘉峪关”门通往关外,上建嘉峪关楼
门外各筑有瓮城,城楼对称,三层三檐五间式,周围有廊,单檐歇山顶,高17米。城四隅有角楼、南、北墙中段有敌楼,一层三间式带前廊。两门内北侧有马道达城顶。
三、项目实施
3.1▪设备选型与相控布设
景区面积0.1km²左右,高差在20m左右,最高建筑30m左右,测区建筑和城墙交错,对于精确建模航线设计有一定影响。
全天一直有风,并且风速较大,平均保持在8m/s-10m/s,对无人机飞行的稳定性,有一定影响。
项目无人机使用大疆M300RTK,相机使用睿铂M10Pro。
测区布设9个像控点,用红色胶带做L形标靶,坐标系采用CGCS2000,1985高程系统,RTK多次测量求平均值。
3.2▪航线规划
首先在睿铂航线规划软件Rainpoo Route Assistant中设计测区全范围的环绕航线,处理得到测区的粗略模型,为后面基于模型,规划立面航线做底图准备。
因为测区内的塔楼都是比较复杂的传统古建筑形式,屋檐,建筑侧面镂空多,所以要专门基于粗模设计立面航线,同心环绕航线,多角度高精度采集才能得到更加完整的模型数据。
因为嘉峪关内部,城墙和塔楼等建筑交错复杂,前面的关帝庙和戏楼等建筑设计立面航线互相有遮挡,所以,这几座建筑使用手动航线补拍。
四、项目成果与总结
数据采集共飞行14个架次,获得5000张左右的原始影像。使用Smart3D旗舰版,全部数据整体空三,重建模型。
之后,我们在模型中验证了像控点的精度,结果如下。
M10Pro配置中画幅cmos,像素高达1亿,搭载睿铂自研MLE光学镜头,搭配睿铂MS快门,能够获取高精度、高锐度、低畸变的优质航空影像,保证更好的建模效果。