Введение 3
1. Цифровая фотограмметрия в проектировании и строительстве.
Информационное моделирование зданий 5
1.1 Использование фотограмметрии в геодезии и градостроительном
проектировании 5
1.2 Информационное моделирование зданий 9
1.3 Применение информационного моделирования к существующим зданиям 13
1.4 Использование фотограмметрического метода при строительстве и
эксплуатации зданий, сооружений 15
1.5 Цифровые фотокамеры как измерительный инструмент 19
1.6 Программное обеспечение для обработки наземной фотосъемки 27
2. Создание пространственной основы информационной модели части здания
кафедры астрономии и космической геодезии Казанского университета 35
2.1 Историческое значение объекта исследования. Порядок построения
пространственной основы выбранного объекта 35
2.2 Создание геодезического обоснования фотограмметрической съемки 37
2.3 Размещение кодированных марок и определение их положения в
заданной системе координат 44
2.4 Фотосъемка «Спутника» - части здания кафедры астрономии и
космической геодезии 47
2.5 Обработка фотоснимков в ПО Agisoft Photoscan 51
2.6 Использование плотного облака точек как пространственной основы
информационной модели здания 64
Заключение 65
Список литературы 66
В последнее время при проектировании и строительстве зданий и сооружений применяется технология информационного моделирования, которая позволяет создать виртуальную копию здания или сооружения на всех этапах его жизненного цикла, от проектирования до консервации и сноса. Информационные модели создаются как для проектируемых зданий, так и для уже построенных. Во втором случае важной частью процесса моделирования является получение информации о пространственных характеристиках объекта: его форме, размерах, геометрических свойствах отдельных элементов. Одним из способов сбора такой информации является фотограмметрический метод.
В настоящее время цифровая фотограмметрия активно развивается, охватывая различные сферы научной и инженерной деятельности. Такая тенденция обусловлена рядом причинами. Во-первых, созданием прецизионных метрических камер. Во-вторых, повышением качества не метрических цифровых камер, при уменьшении их стоимости и в результате широким распространением последних. В-третьих, интенсивным развитием информационных технологий.
Увеличение вычислительной мощности современных персональных компьютеров и создание универсальных и простых в освоении программ обработки цифровых фотоснимков позволяет в сочетании с доступными высококачественными цифровыми фотокамерами строить точные трехмерные модели различных объектов от археологических находок до промышленных комплексов.
Цель работы заключалась в построение пространственной основы информационной модели части здания КАиКГ фотограмметрическим методом. Получить плотное облако точек фасада, крыши и двух этажей с помощью ПО Agisoft Photoscan.
Задачи данной работы:
• Изучить технологию информационного моделирования;
• Рассмотреть методы построения пространственной основы информационной модели здания;
• Выполнить фотографическую съемку части здания КАиКГ;
• Построить в ПО Agisoft Photoscan плотное облако точек части здания КАиКГ;
• Экспорт плотного облака точек для дальнейшего построения информационной модели здания в предназначенном для этого программном обеспечении
Данная выпускная работа состоит из двух глав: в первой главе рассматривается цифровая фотограмметрия и ее применение в проектировании и строительстве. Дается определение информационной модели здания. Также описывается применение информационного моделирования к существующим зданиям. Во второй главе описывается выполнение практической части выпускной работы, а именно: выполнение фотограмметрической съёмки, и построение плотного облака точек выбранного объекта.
В данной работе рассмотрены основные критерии, выполнения наземной фотосъемки. Описана методика выполнения съемки фасада и интерьера здания.
В результате выполнения выпускной работы были получены следующие результаты:
1) Создано геодезическое обоснование вокруг кафедры астрономии и геодезии;
2) С помощью цифровых фотокамер была выполнена фотосъемка фасада и интерьера части здания;
3) Построено плотное облако точек «Спутника»;
4) Экспортировано плотное облако точек для дальнейшего построения информационной модели здания;
5) Построена текстурированная 3D модель фасада.
Полученная текстурированная 3D модель фасада может быть использована для самых разнообразных целей, а именно:
— для проектирования реконструкции, реставрации зданий и сооружений и для приспособления их под современные нужды с применением современных средств проектирования в 3D средах;
— для контроля построенного здания на соответствие проектной документации, если проект был подготовлен в 3D;
— для проектирования облицовки фасадов;
— для проектирования подсветки фасадов;
— для проецирования изображений фасад по технологии 3D мэппинг (3D mapping).
По результатам проделанной работы можно сделать вывод, что применение фотограмметрии для построения пространственной основы информационной модели здания позволит существенно ускорить процесс принятия проектных решений и минимизировать сроки на внесение изменений.
Также следует выделить достоинства и недостатки фотограмметрического метода. Основные достоинства:
• Высокая точность результатов;
• Возможность получения в короткий срок информации о состоянии, как всего объекта, так и отдельных его частейж
• Возможность использования не дорогостоящего оборудования;
Недостатки:
• Зависимость фотографических съемок от метеоусловий;
• Необходимость выполнения полевых геодезических работ с целью контроля всех технологических процессов
В последнее время ввиду интенсивного развития компьютерных технологий и микроэлектроники, методы наземной фотограмметрии являются перспективным направлением развития геодезии.
1. Назаров А. С. Фотограмметрия : учеб. пособие для студентов вузов. - Мн. : ТетраСистемс, 2006. - 368 с.
2. Джарроуш Д. Обычная цифровая камера как практический геодезический измерительный инструмент: проблемы и решения. - Журнал «Геопрофи», 2013. - 17 с.
3. Выграненко К.Н. Применение современных методик фотограмметрического анализа в реалиях архитектурно-градостроительного проектирования. - Сибирский федеральный университет, 6 с.
4. Талапов В. BIM: что под этим обычно понимают. [Электронный ресурс]. 2004-2017. URL: http://isicad.ru. (Дата обращения 29.04.2017).
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]. 2004-2017 URL: http://isicad.ru. (Дата обращения 04.05.2017).
7. Бобровников А. Технологии для высокоскоростного сбора данных и современные системы для их считывания и обработки - необходимое условие для работы по уже существующим объектам. [Электронный ресурс]. 2004-2017. URL: http://isicad.ru. (Дата обращения 1.05.2017).
8. Перес Вальдез Мануэль де Хесус Разработка и исследование
фотограмметрической технологии обмеров архитектурных и исторических сооружений по материалам плановой и перспективной аэрофотосъемки. -
МИИГАиК, 2016. - 117 с.
9. Ягудин Р. Съемка памятника архитектуры — Ново-Иерусалимского монастыря. Новейшие технологии и древнейшая религия. [Электронный ресурс]. 2017. URL: http://thedrone.ru. (Дата обращения 1.06.2017).
10. Коева М.Н., Перова В.П., Жечев Д.В. Возможности неметрических камер в наземной фотограмметрии. - Журнал «Геопрофи», 2003. - 3 с.
11. Черкашин А.Е. Технология создания фотореалистичных 3d моделей. - Сибирский федеральный университет, 2016. - 62 с.
12. Селиханович В. Г. Геодезия для вузов, Ч. II. - М.: Недра, 1981. - 544 с.
13. Руководство пользователя Agisoft PhotoScan: [Электронный ресурс]. 2017. URL: http:// agisoft.com. (Дата обращения 24.11.2016)
14. Безуглый Г. Как этажность влияет на обратную засечку. [Электронный ресурс]. 2009-2016 URL: http://bezuglyy.com. (Дата обращения 3.06.2017)
15. Квадрокоптеры: [Электронный ресурс]. URL: http://quadrocoptery.ru/(Дата обращения 3.06.2017)
16. Старовойтов А.В., Чернова И.Ю. Создание локальной инфраструктуры пространственных данных для ведения археологических исследований на базе современных геодезических и ГИС-технологий. - Казанский федеральный университет, - 12 с.