文档介绍：桥梁健康三维可视化平台解决方案
概述
古往今来,桥梁作为交通大动脉的主干枢纽,在国民经济建设与社会发展中发挥着极为重要的作用。然而,桥梁在建成后的服役期内,在内部因素材料自身性能的不断退化和外部因素气候、有害物质侵蚀,荷载的长期静、动力效应、疲劳效应,车辆、咫风、地震、船舶撞击等共同作用下,桥梁结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化,在极端情况下导致各类桥梁事故频繁发生。这些事故给人民生命财产和经济带来了巨大的损失,惨痛的教训启示着人们寻找一种有效维护在役桥梁运营状况方法,从而提前预知桥梁病害程度,尽早采取应对措施,避免不堪设想的严重后果。采用三维GIS技术进行三维建模,并将桥梁病害信息动态显示在三维视图中,可提高病害描述的准确性和直观性,为养护决策提供正确的信息支持。
本系统以桥梁养护管理业务为信息来源,覆盖桥梁养护管理的各方面业务;系统以桥梁道路设施数据库为核心,实现桥梁道路病害信息的采集、存贮、分析与应用,为用户提供病害数据采集、病害处理、维修工程资料管理、基础信息查询浏览、竣工图纸查询浏览、道路技术指标分析预测理等包括图、文、表等各种信息在内的一体化信息服务。
三维场景建模
在稳定光照条件下的多角度真实物体拍摄,运用三维建模软件等生成可交互的立体影像,对桥梁进行三维重构。三维建模成果将导入三维地理信息系统,帮助工作人员对桥梁进行病害维护。
建模成果将依照桥梁的外观,对其外观、形状、布局、纹理等进行真实还原,建筑物的体积及占地面积按照实物大小进行等比例缩小。同时,为了达到仿真效果,对其周边的道路、树木等参照物也进行三维建模,在三维系统中真实还原桥梁周边的实景。
标准规范体系建设
为了适应桥梁病害管理的需要,需要统一三维建模、野外纹理采集规范等,为桥梁病害管理提供正确的基础数据。
三维建模规范
三维模型制作标准主要包括:1)模型坐标系2)模型的基本单位3)模型的制作4)模型定位参考点5)模型的高度6)样条曲线∕面的使用7)相片处理8)纹理映射9)模型的制作工具与成果提交形式等方面。
纹理采集规范
纹理采集需要对采集时间、设备要求和数据格式、***角度、采集环境、采集记录要求、文件目录编写要求、采集原则、采集方法等制定统一标准。
三维建模实现
建筑物对象三维重构是一个复杂的工作过程,工作基本流程如下图:
图 1三维建模流程示意图
三维数据和纹理数据采集
三维数据的来源包括:1、通过向相关部门申请获取规划建筑物的设计图纸和文档资料。2、利用摄影测量技术采集桥梁几何信息(利用数字摄影测量系统将空间物体转换为三维模型来获取)。
纹理数据采集方法包括:1、利用摄影器材远距离设站在稳定光照条件下,多角度分块拍摄真实物体获取纹理数据。2、航空摄影测量,利用飞行平台,搭载航拍摄相机对桥梁连续摄取有一定重叠度像片,提取纹理数据。
三维几何模型创建
根据获取的三维数据,利用专业三维建模软件完成实体对象的三维几何模型创建。如下图所示:
图 2 三维几何模型示意图
纹理镶贴和色彩还原
在纹理镶贴和色彩还原这一过程中,将拍摄到的实体的纹理图,填加到实体三维模型表面,进行相应的色彩处理,从而得到实体对象的真实感三维模型。如下图所示:
图 3三维模型示意图
三维模型展现
对桥梁实现真三维建模,并将三维模型显