王海關(guān)

廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司

1 引言

伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新老技術(shù)的迭代，傳統(tǒng)的園林景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的表現(xiàn)手法及基礎(chǔ)資料的獲取手段已經(jīng)不能滿足設(shè)計(jì)方及甲方的要求。傳統(tǒng)的地形圖資料在準(zhǔn)確度上經(jīng)常給設(shè)計(jì)師帶來困擾。多次的現(xiàn)場踏勘和方案匯報(bào)讓設(shè)計(jì)師身心疲憊。與效果圖公司就模型及動(dòng)畫效果的繁雜溝通過程更是讓人崩潰。而后，因?yàn)榧追綄?duì)于設(shè)計(jì)師虛擬出來的設(shè)計(jì)方案認(rèn)同感的欠缺，讓項(xiàng)目進(jìn)程無法快速推進(jìn)。至此，無人機(jī)航拍技術(shù)的發(fā)展給行業(yè)注入了新的生產(chǎn)力。傾斜攝影作為一種日趨平民化的航拍技術(shù)給園林景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展帶來了無限可能。

2 傾斜攝影技術(shù)概述

傾斜攝影是基于無人機(jī)航拍技術(shù)開發(fā)的三維實(shí)景模型獲取技術(shù)，是新型低空遙感對(duì)地觀測技術(shù)。即利用無人機(jī)航拍平臺(tái)獲取項(xiàng)目范圍內(nèi)的影像數(shù)據(jù)，再利用傾斜攝影專門的后處理軟件PHOTOSCAN、Smart 3D、大疆智圖等進(jìn)行空三加密和精細(xì)建模，滿足大規(guī)模、高效率、自動(dòng)化的實(shí)景三維建模生產(chǎn)需求。

3 傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

特點(diǎn)一：用戶可通過傾斜影像軟件平臺(tái)進(jìn)行模型的縮放、角度的旋轉(zhuǎn)，讓用戶以第一人稱視角從多個(gè)角度觀察研究現(xiàn)狀地物，能更加真實(shí)地反映地物實(shí)際情況。

特點(diǎn)二：傾斜影像可實(shí)現(xiàn)軟件平臺(tái)量測，可直接基于成果影像進(jìn)行包括高度、長度、面積、角度、坡度等的量測，可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲取目標(biāo)空間位置與全景三維坐標(biāo)。傾斜攝影成果含有完整的地理特征和空間信息，擴(kuò)展了傾斜攝影技術(shù)在景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)行業(yè)中的應(yīng)用。

特點(diǎn)三：傾斜攝影技術(shù)生產(chǎn)的實(shí)景三維模型突破了設(shè)計(jì)師與項(xiàng)目所在地的距離壁壘，避免了由于外業(yè)無法實(shí)地踏勘的各種風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致規(guī)劃設(shè)計(jì)的失誤和返工。使設(shè)計(jì)師做到足不出戶即可全方位的系統(tǒng)的了解規(guī)劃區(qū)域，進(jìn)一步減少了外業(yè)踏勘產(chǎn)生的各項(xiàng)成本。

4 傾斜攝影技術(shù)在園林景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)項(xiàng)目生產(chǎn)階段中的應(yīng)用

4.1 現(xiàn)狀分析

利用無人機(jī)航拍平臺(tái)采集現(xiàn)狀影像及POS 數(shù)據(jù)，通過后處理軟件生產(chǎn)實(shí)景三維模型，為園林景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確地地圖和矢量參考，直觀反映現(xiàn)狀地物之間的空間關(guān)系。通過對(duì)模型的系統(tǒng)分析可以獲得項(xiàng)目范圍內(nèi)的建筑、植被、水文、交通、地形等設(shè)計(jì)所需的各項(xiàng)參數(shù)，可用于項(xiàng)目前期的現(xiàn)狀分析。

4.2 設(shè)計(jì)過程應(yīng)用

傾斜攝影實(shí)景三維模型成果可輸出ContextCap、pture 3MX、Smart3D Capture S3C、OBJ wavefront format、OpenSceneGraph binary（OSGB）、Autodesk FBX 等通用兼容格式。將成果導(dǎo)入BIM、LumenRT 等設(shè)計(jì)軟件，把設(shè)計(jì)要素積木化、模塊化，便于設(shè)計(jì)師對(duì)設(shè)計(jì)方案空間的把控。通過對(duì)實(shí)景三維模型的編輯，突破傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)于城市現(xiàn)狀制作平面效果圖及三維動(dòng)畫的技術(shù)模式，節(jié)約傳統(tǒng)技術(shù)模式下修改方案及表現(xiàn)手法需要的大量時(shí)間。

4.3 方案匯報(bào)

傳統(tǒng)的方案匯報(bào)方式是考驗(yàn)設(shè)計(jì)師各項(xiàng)綜合能力的試金石，不少優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案由于設(shè)計(jì)師本身匯報(bào)能力的不足導(dǎo)致甲方無法深入理解設(shè)計(jì)意圖，導(dǎo)致方案最終被甲方否決。絕大多數(shù)方案也因?yàn)樵O(shè)計(jì)師與甲方的溝通不暢，即使方案沒有被否決也進(jìn)行了多次重復(fù)性地修改，耗費(fèi)了大量時(shí)間成本。傾斜攝影實(shí)景三維模型成果將設(shè)計(jì)方案以實(shí)景疊加虛擬的方式呈現(xiàn)，破除了傳統(tǒng)方案匯報(bào)的弊端。不需要設(shè)計(jì)師有超強(qiáng)的匯報(bào)能力，只需將傾斜攝影現(xiàn)狀原始成果與基于該成果所做的模型渲染方案進(jìn)行對(duì)比，即可讓甲方對(duì)設(shè)計(jì)方案一目了然。作為設(shè)計(jì)方與甲方的溝通平臺(tái)，傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用減少了雙方在設(shè)計(jì)方案上的理解誤差。最大限度的推動(dòng)了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)程，給設(shè)計(jì)方和甲方帶來更高的效益。

5 傾斜攝影技術(shù)在園林景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

5.1 平潭北部生態(tài)廊道項(xiàng)目

平潭島位于福建省東南沿海，于2015年獲得省級(jí)地質(zhì)公園稱號(hào)，是兼有海洋文化遺存和石厝群落等人文景觀的綜合性海島地質(zhì)公園。本項(xiàng)目位于平潭島北部，項(xiàng)目起點(diǎn)為青峰村，終點(diǎn)至南海村，全線長約21.68km。項(xiàng)目分為兩期，包含旅游觀光道1條、觀光聯(lián)絡(luò)線8條、人行觀光步道3條、臨時(shí)停車區(qū)9處及觀景平臺(tái)11處，具有豐富的濱海景觀。

圖1 平潭北部灣生態(tài)廊道項(xiàng)目規(guī)劃總平圖

該項(xiàng)目規(guī)劃范圍廣闊，線路冗長，且具有明顯的海蝕地貌特征，給規(guī)劃設(shè)計(jì)、現(xiàn)場踏勘帶來一定難度和危險(xiǎn)性。針對(duì)項(xiàng)目特性，通過引入無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，對(duì)項(xiàng)目主要景觀節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傾斜攝影實(shí)景三維建模。通過實(shí)景三維建模成果結(jié)合對(duì)比業(yè)主提供的CAD 地形圖，排除各主要節(jié)點(diǎn)的未知因素，為線路規(guī)劃、觀景平臺(tái)選點(diǎn)設(shè)計(jì)、方案動(dòng)畫效果等提供可靠依據(jù)。如圖2為項(xiàng)目中截取的一段濱海棧道的模型效果圖。如圖所示，該區(qū)域?yàn)I海岸線較為險(xiǎn)峻，設(shè)計(jì)師無法靠近進(jìn)行現(xiàn)場踏勘。但是通過傾斜攝影實(shí)景模型所提供的信息，設(shè)計(jì)師在保證安全的前提下規(guī)劃合理線路方案，不僅避免因?yàn)轫?xiàng)目的不確定性造成規(guī)劃設(shè)計(jì)失誤，還大大加速了項(xiàng)目開展進(jìn)程，獲得甲方一致好評(píng)。

圖2 平潭傾斜攝影三維實(shí)景疊加規(guī)劃棧道效果圖

5.2 貴陽旅游公路環(huán)線百花湖環(huán)線小康路及慢行系統(tǒng)工程

本項(xiàng)目位于貴陽市觀山湖區(qū)，地處貴陽市西北部，東臨黔靈山脈，南接三橋馬王廟片區(qū)，西靠清鎮(zhèn)市，北與白云區(qū)相接。如圖3 所示，主要旅游景點(diǎn)有百花湖風(fēng)景名勝區(qū)、觀山湖公園等。項(xiàng)目總長33.8km，其中新建段6.2km，提升改造段27.6km；起點(diǎn)位于茶飯村，終點(diǎn)接朱昌鎮(zhèn)二朱路。

圖3 環(huán)百花湖小康路項(xiàng)目總平圖

該項(xiàng)目相比平潭北部生態(tài)廊道項(xiàng)目，項(xiàng)目的復(fù)雜情況有過之而無不及。大自然的鬼斧神工造就了當(dāng)?shù)刎S富山湖風(fēng)景資源，同時(shí)也更考驗(yàn)設(shè)計(jì)師對(duì)該項(xiàng)目景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的全盤統(tǒng)籌能力。如何在如此豐富的自然景觀資源中找節(jié)點(diǎn)、托亮點(diǎn)，即要保護(hù)原有景觀資源，又要讓設(shè)計(jì)方案不至于埋沒在這天然美景中。我們由此引入無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，讓我們從多個(gè)角度深入了解項(xiàng)目概況，猶如身臨其境游弋于百花湖的山山水水之中，并以此為依據(jù)打動(dòng)甲方，使項(xiàng)目得以順利實(shí)施并獲得成功。

圖4 貴陽旅游公路環(huán)線百花湖環(huán)線小康路及慢行系統(tǒng)——百花尋蹤效果圖

6 結(jié)束語

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是新型的低空遙感對(duì)地觀測技術(shù)，它借助無人機(jī)這一機(jī)動(dòng)、靈巧的飛行平臺(tái)，使高精度遙感數(shù)據(jù)輕松獲取成為可能。其技術(shù)成果不僅為智慧城市、數(shù)字地球等前沿技術(shù)提供了數(shù)字支撐，而且在規(guī)劃設(shè)計(jì)、應(yīng)急救災(zāi)、文物保護(hù)等諸多專業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用。把這一新技術(shù)與BIM、GIS、VR 等軟件技術(shù)平臺(tái)相結(jié)合，再應(yīng)用到園林景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中，能夠提高規(guī)劃設(shè)計(jì)的生產(chǎn)效率，進(jìn)一步降低參與項(xiàng)目各方的生產(chǎn)成本。當(dāng)今的設(shè)計(jì)表現(xiàn)手法已經(jīng)從早期的手繪跨越到CAD、PS等輔助計(jì)算機(jī)軟件，設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率得到越級(jí)提升。正如鄧小平同志所說的話“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，相信園林景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)行業(yè)在無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的輔助下，必定能夠生產(chǎn)出更多優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品。