土方量的计算往往是工程预算、结算中争议和解决的焦点，但天星系列多镜头倾斜摄影测量系统的实景三维建模方式，可以模拟土方、石方的开挖、回填，使施工方能够直观、有效地进行计算，对土方开挖、运输的分析计算，使土方平衡计算准确、细致，对工程造价控制起到重要作用。
利用倾斜摄影技术计算土方量需要解决的问题：
1. 如何从原始地貌中提取初始数据？
2. 如何将航测数据转换成3D模型？
3.如何从三维模型中获取土方量？
解决方案：
1、利用倾斜摄影无人机航测及点云三维成像技术形成模型数据；
2、通过软件处理图像数据，得到模型原材料数据；
3.将数据导入Smart 3D软件，创建真实的3D模型；
4、在Smart 3D软件中，根据施工要求计算土方量。
① 从原始地貌中提取初始数据
天星系列多镜头倾斜摄影测量系统具有多视角高清影像采集、成本低廉、灵活性强等优势，是卫星遥感、无人机航空遥感的有力补充。
当多镜头倾斜摄影无人机飞行至合适高度时，机载倾斜摄影系统从多个角度对地面进行航拍，航拍路线采用60-80%的重叠率（由地面高度决定）沿一定方向往返，以带状方式逐步按顺序覆盖整个场地，有条不紊、有序地实现对地形的全覆盖航拍。
无人机航拍完成后可以在电脑上查看无人机数据存储SD卡的影像数据文件夹，文件夹中的图像按照编号顺序排列，通过观察图像可以看到上下左右相邻图像之间的重叠范围。
通过文件夹还可以查看每张照片的POS信息，如经纬度、海拔、拍摄姿势（角度）等，这是初始的关键信息。
② 初始数据转换成3D模型
处理软件可以将带有经纬度、海拔、拍摄姿势（角度）等POS信息的图像数据处理成三维模型数据。
1. 对齐照片：Smart 3D会根据每张照片的经纬度、海拔、角度还原各个镜头的位置，并按照图示顺序排列
2. 创建密集云：Smart 3D 将计算每个点之间的关系，并将每个识别的点纳入密集计算中
3.生成网格：Smart 3D利用软件内部的矢量函数关系算法，基于点云数据形成不规则三角网，构建点、线、面的三维模型
4、生成纹理：Smart 3D将不同视角的深度图像匹配到同一坐标上，通过深度图像融合得到物体的完整几何模型，然后确定深度图像与纹理图像的映射关系，并定义复合权重进行纹理融合得到整幅纹理映射图，对模型进行纹理映射，构建逼真的三维模型。
至此，带材料覆盖的点、线、面的三维模型已经在Smart 3D中呈现出来，接下来就可以在Smart 3D软件中计算土方量了。
③实景三维模型土方量计算技术路线
根据无人机航拍获得的航测数据，利用Smart 3D软件进行空中三角测量等处理，生成实景三维模型。然后在Smart 3D软件上任意选择位置，绘制等高线并设置高程、坡度。自行绘制平面图，推算该位置土方量，如图
土方计算技术路线
Smart 3D软件会自动在“新建”和“现有”之间选择土方量，左侧属性栏会显示“挖填”、“填”、“采样距离”的数值，这些数值分别是“净挖填量”、“填”、“挖”的量，对于土方的挖、填、净挖填，会直接显示出来，如图所示。
技术优势
传统的土方量计算方法存在计算量大、计算精度低、数据量大的缺点，而“根据地形特征划分区域——近似简化——采取适当的测量方法得到三维地形特征数据——最后通过三维重建重新计算地形”的思路并不适合传统的土方量计算方法，采用这种思路可以实现快速准确的计算方法，可以达到“现实与模型准确对应”和“所见即所得”的效果，从地形测量到土方量计算结果，人工成本和时间成本都将大大降低，测量精度也将远高于传统测量方法。
应用前景
采用航空倾斜摄影实景三维模型的方法模拟土方开挖及回填，在直观、有效进行土方开挖及运输分析计算的基础上，使土方平衡计算准确精细，在解决纠纷、节省时间、控制工程造价等方面发挥重要作用。
结尾
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