传统的RTK或全站仪一般都是单点定位,三维激光扫描仪在测绘行业的应用为数字测绘提供了连续、高精度、高时空分辨率的数据源。尤其是移动三维激光测量技术,可以在快速行驶过程中获取三维激光点云和全景数据。通过MongoDB在数据服务器上管理点云全景数据,可以保证数据的安全性和完整性。ArcGIS是一款专业的GIS平台软件。人们可以在ArcGIS中将点云数据作为底图,结合全景图进行数字制图。它为使用ArcGIS进行制图的专业人员提供了一种高效直观的制图模式,将大量高强度的外业工作转移到内地。因此,在ArcGIS平台上二次开发海大云存储的三维激光点云测绘插件,让业内专业人士下载作业区域的点云、全景数据,在局域网内进行数字化测绘,具有现实意义。
1.数据来源本文使用的数据为武汉海达舒云科技有限公司自主研发的HiScan-Z高精度三维激光移动测量系统(简称HiScan-Z)获得的点云及全景数据,图1为HiScan-Z点云按强度的渲染效果,图2为HiScan-Z点云的高程渲染及全景叠加效果。
HiScan-Z包括GIS、IMU、3D激光扫描仪和全景相机。测量车在行驶过程中获取点云、全景、POS数据,所有数据由轨道工程以目录的形式组织管理。
在数据服务器上部署MongoDB数据库,包括轨迹数据表、轨迹点数据表、点云数据表、全景数据表等。使用轨道工程上传工具将数据上传到指定数据库中相应的数据表。当作业根据作业区域从数据库下载数据时。
图1:his can-Z点云强度渲染效果
图2: HIScan-Z点云立面渲染和全景叠加效果
2.技术流程海大云存储三维激光点云测绘的插件功能包括HiScan轨迹工程数据上传、数据动态调度下载、数据绘制、基于点云的数字测绘、数据成果的2D-三维联动检查等
在数据服务器上部署MongoDB数据库,将HiScan轨迹工程数据上传到数据库。业内人士工作时,根据工作区域选择轨迹,在轨迹附近加载轨迹工程。轨道数据下载采用缓存机制提高数据调度效率。
在ArcGIS中,可以自定义和扩展两个图层:轨迹线图层和点云图层。在ArcGIS中,追踪图层是一个点要素图层。项目由组合图层管理,包括点云图层和轨迹点图层。
针对点云图层的绘制,采用了根据当前窗口数据范围动态调度数据库中的数据,只绘制有效像素的技术,提高了点云的绘制效率,从而保证了绘制过程中浏览点云的流畅度。对点云进行强度、高度、颜色渲染,在高度渲染时加入强度信息增强渲染,以提高一些地面特征的识别度,比如路标。
在2D地图中采集地物时,有些地物要素的高程是不准确的,如龙门要素,因此需要使用点云采集三维场景中的要素。在三维视图中,提供了采集点、线元素的工具,可以从多个视角捕捉点云,测量单个元素的尺寸信息,如广告牌的长度、宽度等。数据采集完成后,可以结合全景图进行二维和三维联动检查,做到查漏补缺。海大云存储3D激光点云制图插件的实现过程如图3所示。
图3:海大云存储三维激光点云测绘插件技术流程
3.软件功能:海大云存储三维激光点云制图插件按照功能分为五大功能模块:数据上传、数据下载、数据管理、数据绘制、数字制图。
3.1数据上传
业内人士可以连接数据库并上传des
用户连接到数据库后,插件会下载数据库中的轨迹数据,并显示为轨迹图层。用户可以拉一个框,选择一个轨迹进行下载,查询其附近的点云数据,如图4所示。
图4:拉框查询一条轨迹线附近的点云数据。
3.2数据下载
对于下载的轨迹工程数据,轨迹线由ArcGIS自定义图层管理,轨迹工程数据由组合图层管理,组合图层包括轨迹点图层和点云图层。轨迹点图层为ArcGIS点要素图层,点云图层为用户自定义扩展图层。
3.3数据管理
数据绘制的对象包括:轨迹线、轨迹点、点云、全景图。在ArcMap 2D地图中用GDI绘制轨迹线、轨迹点和点云;用OpenGL在三维视图中绘制点云和全景图。在2D和三维点云绘制中,点云数据根据当前窗口范围动态加载,减少了内存的使用。根据点云的高程、强度和颜色信息,提供不同的渲染方法,提高点云的识别度。全景图绘制时,根据当前浏览状态,动态调度不同级别分辨率的图片数据进行绘制,提高了渲染效率。
3.4数据绘制
在局域网内使用该插件进行协作的过程如下:云存储数据库连接后,插件会自动加载并显示数据库中的轨道线路数据,并与SDE连接。绘制点云后,可使用ArcGIS编辑器选择特定的点、线和面元素进行元素采集。如果元素具有Z值属性,则在创建过程中,将自动搜索元素附近的点云并与Z值链接。在2D地图中难以采集的地面要素可以通过捕捉3D场景中的点云来采集。此外,可以从3D点云中获取一些元素的属性,如广告牌的长度和宽度,并捕捉全景图像,以挂接一些元素的高清正射影像,如道路交通标志。图5是基于海大云存储3D激光点云测绘插件协同操作的一个项目的项目成果数据。
图5:基于海大云存储的三维激光点云制图插件协同工作的数据
4.结论使用海大云存储三维激光点云测绘插件测绘点云,提高了数据安全性,避免了频繁重复。它可以在ArcMap中快速高效地加载和渲染点云,并支持点云的2D和3D捕获和映射。在局域网中,内部人员选择下载任务区的点云进行协同工作,提高了工作效率,是一种新的工作模式。
点云渲染软件
\ t 5月31日,远程协同应用MR Studio的开发公司Arvizio宣布推出整合物联网数据的3D建模和点云混合渲染解决方案,并在今年的AWE上进行了演示。
据悉,该方案可用于微软HoloLens、Magic Leap和手机AR。据悉,Arvizio的混合渲染解决方案通过结合设备本身的计算能力和远程边缘计算或云GPU渲染,可以实现复杂3D模型和大量LiDAR(激光雷达)点云的可视化。AEC(建筑、工程和施工)、能源、制造、工程、采矿和公共事业都将受益。
Arvizio表示:随着低延迟5G网络的到来,结合混合渲染解决方案,MR Studio将通过位于边缘或云中的高性能CPU和GPU处理3D模型的数亿多边形和数十亿点云,并通过实时传感器数据优化3D模型的可视化。
集成物联网数据的优势在于Arvizio的MR Studio平台可以与多种物联网框架结合,用户可以在XR中支持传感器数据的遥测和可视化。Arvizio认为,这项新技术将改变XR在B端的应用,
\ t边缘计算和云计算与物联网数据集成相结合的混合渲染解决方案允许用户在AR设备中查看3D建筑模型、复杂机器、激光雷达扫描或3D CAD模型并与之交互,并结合物联网数据监控设备的运行状态。如果在HUD中使用这种渲染方案,还可以实现对自动驾驶汽车更强大的道路信息识别和处理。