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PhotoMesh助力广州实景三维建设

日期:2018-4-2
         近日,由泰瑞数创参与承建的《广州市2015-2017年度高分辨率航空摄影测量项目》验收会于广州市召开。会议由广州市国土资源和规划委员会总工程师主持,中国工程院张祖勋院士和国际欧亚科学院张新长院士等专家组成验收组,广州市国规委、规划院和承建单位等参加了会议。项目顺利通过验收,由泰瑞数创负责的倾斜实景整体三维模型部分工作得到了专家们的高度认可。

       《广州市2015-2017年度高分辨率航空摄影测量项目》是由广州市国土资源和规划委员会组织,广州市城市规划勘测设计研究院承建的广州市7434平方公里的数字航空摄影测量项目,主要包括广州市全市域7434平方公里航空摄影及数字高程模型,数字正射影像制作;广州市中心城区1800平方公里倾斜摄影测量及整体三维模型制作以及长洲岛示范区精细模型制作等多项内容。其中的1800平方公里倾斜实景整体三维模型项目由泰瑞数创公司负责,同时也是迄今为止国内完成验收覆盖面积最大的城市实景三维建模项目

        由于项目建模时间紧、质量要求高,需要在短时间内完成城市级海量数据的获取以及制作,因此项目对市场上主流的倾斜摄影三维模型自动生产软件进行了多轮比对评测,综合考虑生产效率及成果质量等诸多因素,最终选定PhotoMesh软件为倾斜摄影整体三维模型唯一生产软件。

        PhotoMesh 是一款倾斜摄影自动批量建模软件,可以实现快速、自动地从一组标准、无序的二维相片批量构建全要素、精细、带有纹理的三维网格模型,从而快速还原真实世界。海量的数据,极短的处理时间和高精度的成果要求,对生产软件和工艺流程都提出了极高的要求。PhotoMesh的特长在这个项目中得到了最充分的体现。

1.海量数据处理全流程空三分布式算法和虚拟节点技术

       PhotoMesh独有的全流程空三分布式算法和任务优化调度策略,能够真正实现包括特征提取、空三解算、模型构建、LOD生成在内的多核、多机、全流程分布式计算,保证数据生产各阶段无节点冗余闲置,充分利用计算资源。实现广域城市海量数据的无需拆分、一键提交。

        针对目前市场上其他产品单次工程计算中只能处理数万张相片的缺陷,PhotoMesh在单次工程中能够实现一次性处理数十万张影像,上万亿像素的原始数据。结合“Fuser Farm机器资源分配机制”可以无限扩展处理节点,把处理速度提高了几十倍。 极大的优化了过去项目分块接边多,冗余大的问题,为城市级海量数据高效快速的生产提供了极大的便利。

        该项目生产环境选用了虚拟化的高性能图形云计算节点以及高性能存储等设施,组建了广州市实景三维云计算中心。虚拟化的计算节点可以利用PhotoMesh的Fuser Farm机制,充分发挥运算节点的性能优势,在项目中不到40个运算节点的生产效率达到了100台服务器的水平,非常大的降低了项目在硬件设备上的整体投入。

2.工艺流程优势

        从数据准备角度来说,PhotoMesh提供了强大的数据检查工具,如重叠度检查、兴趣点照片分析、实时调整照片姿态等等。可以通过一次航飞试生产,对航飞数据情况进行检查,为外业作业提供辅助决策支持。同时可以将高清地图引入,作为航飞检查和控制点布设参考。

        从生产监控角度来说,PhotoMesh提供了丰富的统计工具,在生产过程中可以直观的、准确的了解和掌握生产进程。尤其对大型生产项目而言,科学的管理生产过程,监控生产过程,预测生产时间都是项目成功的关键。

        从过程侦错角度来说,PhotoMesh可以通过日志文件、节点状态窗口等多个数据源查看错误原因,进行错误定位。还支持断电续算功能,在发生停电等情况下,可以最大限度保持工程完整度和恢复当前的运算进程,确保项目时间进度。

3.模型后处理和应用

        为了能够有效的组织模型成果,提高后期进入应用平台的数据加载渲染效率也是PhotoMesh做的重点工作之一。PhotoMesh的金字塔LOD优化策略很好的保证了广州项目的数据浏览效率,实现了上千平方公里模型的秒级刷新。 利用泰瑞数创产品线上的其他产品,可以实现模型单体化及属性挂接,实现实景三维模型到业务应用平台的无缝对接。

        该项目生产环境选用了虚拟化的高性能图形云计算节点以及高性能存储等设施,组建了广州市实景三维云计算中心。 虚拟化的计算节点可以利用PhotoMesh的Fuser Farm机制, 充分发挥运算节点的性能优势,在项目中不到40个运算节点的生产效率达到了100台服务器的水平,非常大的降低了项目在硬件设备上的整体投入。

        借助PhotoMesh优化的云计算管理功能以及实施过程中的配置弹性伸缩管理,通过数据预处理、空三加密、模型构建、模型修改、模型质检等工艺流程,在3个月内完成了项目面积1800平方公里的倾斜实景三维模型制作,实现了广州市城市建成区倾斜实景三维模型全覆盖,为城市规划、建设、管理等提供了强有力的基础地理信息数据支撑。

        该项目是目前国内作业面积最大、成果最丰富的多传感器综合航空摄影测量项目。项目总结了城市大数据级倾斜三维制作项目先进高效的工艺流程,初拟了相关的制作标准及数据检查标准。在工期紧急的情况下,通过优化的工艺流程、空三分布式计算等先进技术的支持,充分利用资源,减少数据冗余,提高生产效率,最终保质保量的完成现势性强、精度高、效果好的广州市倾斜实景三维模型数据,满足了广州智慧城市发展和管理对新型测绘成果的需要。

        此外,项目还基于原始倾斜摄影成果,扩展了相应的语义化模型制作,为广州市智慧城市由数字三维向语义三维的转变提供坚实基础,使得项目实现修补单体化的同时,更好的对接了后续地籍管理、规划分析等城市大数据模拟仿真等应用。目前项目成果已在广州市公安局得到应用,后续将为智慧广州市时空信息云平台等项目提供更多服务,并将在更多的领域发挥出更大的作用。

        如果需要了解更多,可以报名参加在2018年4月12日在广州举办的“智能三维时代高峰论坛”会议。

报名地址:http://www.smartearth.cn/zc.html

公司致力于数字地球技术,包括基于数字地球技术的系统产品、增值服务、网络运营和整体解决方案,提供符合市场需求的数字地球产品和服务。

 

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