郑州市为全面贯彻落实中央、省、市关于改善人居环境的总体要求，进一步巩固城市环境综合整治成果，加快推进城市道路综合改造工程，结合工作实际，郑州市于2019年11月制定《郑州市城市道路综合改造工程实施方案》，开展“一环十横十纵”道路两侧立面整治工作。

近期，受设计单位委托，我单位对文化路和东风路路段两侧100米内建筑物进行实景三维建模，借助无人机以更直观的方式辅助设计单位展示治理成果。

1 项目重难点与风险把控

经过前期需求对接，团队意识到该项目的重点：

①道路两侧底商的建模效果

②抹除遮挡部分的行道树

同时，该项目的几个难点：

①飞行安全：文化路和东风路作为主干路，航拍时段必定存在有大量的车流和密集的人群，需要时刻注意飞行的安全问题。

②楼房高度不一：道路沿线两侧楼高差距最大达150米以上，影响航高，间接影响重叠度；带状测区不利于航线的规划。

③楼间距窄：沿线道路个别路段，红线宽度不足50米，且两侧楼高度大，又有行道树遮挡，不利于数据的采集。

④工期紧张：甲方要求在10个工作日内提交成果，传统的建模方法需要投入大量专业建模人员，成本较高；固定翼航测无法低空飞行，且在市区内飞行危险性高。

经过几个方案的比选，团队最终选择使用大疆小型无人机精灵Phantom 4 RTK进行影像采集，利用smart3D集群方式进行高精度三维模型生产。得益于厘米级导航定位系统和专业航线规划应用，精灵4RTK在复杂城区建模场景下拥有独特优势。Smart3d作为实景建模软件，被业内最为熟悉，拥有快速简单全自动、建模效果佳、可以集群处理大面积建模的优势。

2 作业方案与流程

前期经过沿路踏勘观察周围两旁的建筑物高低，标记出比较高的楼层。经过踏勘，觉得划分为不同航段，这样就可以灵活设置不同的飞行高度，最大限度提高模型精度。此次设置低楼区飞行高度100米GSD为67.5px，中楼区飞行120米GSD为80px，高楼区150米GSD为92.5px，重叠度都一样，旁向重叠率70%，航向重叠率80%，保证建模的成果。

精灵4 RTK支持KML文件导入，直接导入规划好的分段区间，接下来可以智能控制采集数据。采集分段示意图如下：

投入一名飞手作业，每天外业采集时长为5个小时，根据光线、天气等原因，选取早上10点（适宜天气可以提前至9点）至下午3点（适宜天气可以延迟至4点）为采集时段，在外业结束后回去整理图片内业处理。外业飞行总共花费9天的时间，总共飞行架次64个架次，采集照片数量23667张。

内业人员使用photoscan，先进行空三处理，然后将相机和点云导出区块，利用smart3D进行重建处理，输出三维建模成果（osgb格式和obj格式）共24G，考虑到甲方电脑配置低，所以成果采用分段的方式提交，内业共计花费7天时间（与外业时间同步处理）。生产的成果利用修模软件，将沿线道路树木抹除。

3 项目总结

在工期要求和成本紧张的情况下，整个项目17.3公里内外业总计9天时间完成，比预计工期提前1天完成。整个项目效率的关键得益于大疆精灵4的灵活高效智能优势：

①精灵4 RTK配合photoscan（只使用精灵4结合Smart3D需要沿道路布设控制点，否则有可能出现空三失败），免去地面人工打像控点的流程，保证建模成果精度的同时，减少了外业近一半的工作量。

②精灵4 RTK可以做到一键起飞自动执行航线任务，多个任务间可以切换飞行，最大限度利用电池飞行时长。

本次主要供甲方对建筑物底商、标准层和窗户进行量测，获得立面整治的准确工作量。

从实景三维建模成果中，可以直观清晰看到底商店铺，铁路和其他公共设施。相对于有建筑设计人员现场拍照根据经验内业建模统计立面整治工作量，该方式的工程量更加客观，准确。

4 用途延伸

A 道路规划设计阶段：我国地域辽阔，地质复杂，传统方式难以进行高效的大范围多方案比选论证，可以利用三维模型技术辅助道路选线设计，准确划定道路控制范围缓解用地矛盾，设计出技术可行，经济合理的路线。

B 道路施工阶段：建模速度快，模型精度高，可以根据项目施工进度对模型进行实时更新，计算工程填挖方量，便于监控施工进度减少公路系统内的交流沟通成本。

C 道路巡查养护阶段：从模型的效果来看，可以清晰看到公交站台，道路标志标线，行道树等路产设施，可以用于路产巡查，道路养护维护。