Введение 3
1. Информационное моделирование зданий (ИМЗ) и фотограмметрия в ИМЗ 4
1.1. Информационное моделирование зданий 4
1.2. Требования к точности при создании пространственной основы для ИМЗ 7
1.3. Используемые камеры и их калибровка 10
1.4. Структура системы нормальных уравнений 14
1.5. Калибровочный стенд 15
2. Использование квадрокоптера и неметрической камеры для создания цифровой модели здания 19
2.1. Геодезическое обоснование 19
2.2. Создание сети опорных точек 24
2.3. Фотосъемка 27
2.4. Создание облака точек 33
2.5. Оценка точности 39
Заключение 41
Список использованных источников
Актуальность. При проектировании и строительстве зданий и сооружений всё чаще применяется технология информационного моделирования зданий (ИМЗ), которая позволяет создать виртуальную копию здания или сооружения на всех этапах его жизненного цикла, от проектирования до консервации и сноса, что позволяет заметно ускорить и удешевить процесс строительства. Для построения BIM необходима пространственная основа. Можно использовать материалы лазерного сканирования, фотограмметрии и обмерных чертежей.
Цель. Применение беспилотного летательного аппарата (БЛА) DJI Phantom 4 и неметрических камер Nikon D3100, DJI FC6310 в ПП Agisoft Photoscan Professional для построения пространственной основы BIM кафедры астрономии и космической геодезии фотограмметрическим методом.
Задачи, которые необходимо выполнить для достижения цели
• Изучить технологию ИМЗ и сооружений и рассмотреть методы построения пространственной основы ИМЗ;
• Откалибровать камеры и выполнить фотографическую съемку здания КАиКГ;
• Построить в ПП Agisoft Photoscan плотное облако точек для выбранного объекта;
• Выполнить экспорт плотного облака точек для дальнейшего построения ИМЗ в Autodesk Revit.
• Анализ возможности применения БЛА и неметрических камер для создания пространственной основы ИМЗ;
• Анализ точности полученных материалов съемки.
Данная работа состоит из двух глав. В первой главе даётся определение ИМЗ и требования к точности при создании пространственной основы ИМЗ, рассматривается использование возможностей фотограмметрии в этом виде работ. Также в первой главе подробно описан процесс калибровки используемых камер. Во второй главе описана практическая часть работы, а именно: выполнение фотосъемки объекта и построения плотного облака точек.
Для решения задач фотограмметрии сегмент БЛА представлен в большом количестве. Характеристиками выбора являются площадь съемки и качество получаемого результата.
В данной работе рассмотрены основные критерии и методика проведения наземной фотосъемки.
Использование нестандартного метода съемки позволило избежать нежелательных объектов (деревьев в непосредственной близости от здания) являвшихся причинами проблем при обработке снимков. Однако, как следствие, увеличилось снимков и опорных точек.
На основе полученных результатов можно сделать вывод о том, что применение данных моделей БЛА и неметрических камер при создании пространственной основы для ИМЗ соответствует нормативным требованиям.
Очевидно нужно выделить преимущество квадрокоптера при съемке высоких сооружений. При съемке таких зданий с помощью лазерного сканера происходит срезание угла и, результаты в верхней части фасада, возможно, будут отягощены существенным количеством аномальных ошибок измерений.
На основе оценок точности результатов наиболее надежными результатами являются результаты, полученные МНМ. Объясняется это тем что у данной модели присутствуют локальные выбросы на слаботекстурированных участках здания. Оценку точности лучше всего производить робастным методом.
В результате выполнения дипломной работы были получены следующие результаты:
1. Создано геодезическое обоснование вокруг кафедры астрономии и космической геодезии для координирования опорных точек.
2. Произведена калибровка неметрических камер DJI Phantom 4 и Nikon D3100 на калибровочном стенде.
3. Произведена фотосъемка фасада, крыши и интерьера некоторых помещений здания КАиКГ и создана их 3D модель.
4. Оценена точность полученной 3D модели и сделаны выводы по возможности использования данных неметрических камер и БЛА в этом виде деятельности.
1. Лобанов А.Н. Фотограмметрия. М.: Недра, 1984. 551 с.
2. Безменов В.М. Построение и уравнивание астрометрических сетей с
использованием проективных преобразований. Изв. ВУЗов. Геодезия и
аэрофотосъёмка, 1994, №2-3, с.117-128.
3. Безменов В.М. Структура системы нормальных уравнений при построении и уравнивании фототриангуляции. Изв. ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъёмка, 2002, №4, с.98-112.
4. Лобанов А.Н., Дубиновский В.Б., Машимов М.М., Овсянников Р.П.
Аналитическая пространственная фототриангуляция. М.: Недра, 1991, 256 с.
5. Попов В. BIM - информационная модель здания: пора или не пора. [Электронный ресурс]. 2001-2017. URL: http://scadsoft.com. (Дата обращения 25.05.2017).
6. Талапов В.Технология BIM и эксплуатация зданий. [Электронный ресурс].2004-2017иИГ: http://isicad.ru. (Дата обращения 04.05.2017).
7. МДС 11-20.2009. Методика высокоточной бесконтактной исполнительной съемки навесных фасадных систем с воздушными зазорами при возведении высотных зданий: методическая рекомендация при строительстве / В.Д. Фельдман, Л.М. Мережко - М.: Изд-во «Тектоплан», 2009.
8. Талапов В. BIM: что под этим обычно понимают. [Электронный ресурс]. 2004- 2017. URL: http://isicad.ru. (Дата обращения 29.04.2017).
9. Селиханович В.Г. Геодезия для вузов, Ч. II. - М.: Недра, 1981. - 544 с.