南有武當金頂，北有老君鐵頂。
不管是日暮遠山紅，還是落雪飛滿山，沒有人能拒絕與老君山雪景、武當山煙霧繚繞同頻共振。
近日，B站UP主“影視颶風”頻道出品《無人機掃描整座山！耗費30天，用10000張照片還原世界文化遺產》作品，聯合大疆行業應用、山西文達通團隊用攝影測量技術復刻河南老君山和湖北武當山全貌。
而能吸引近290萬流量的原因，更多在于用戶對能復刻雄偉巍峨古建筑群技術的百般驚嘆與好奇。
鎖定自動航線，苦等飛行時機
3月份的老君山，雪景還未散盡，早已征服了眾多游客。
在老君山的山頂，坐落著一座氣勢恢宏的金頂道觀群。受大疆行業應用邀約，由山西文達通的技術負責人張兵偕同影視颶風團隊前往山頂進行攝影測量。
雪景雖美，倘若選擇的拍攝時機不對，想拍出大片，將景色的三維數字模型裝進電腦并不容易。
據張兵介紹，“老君山所處的地勢比較險峻，而且天氣環境變化多樣，時常云霧環繞，光影變化極快。”這也意味著，團隊若想在有效時間或有效光影的前提下完成整個數據采集任務并非易事。
于拍攝團隊而言，較為理想的時間段一定是游客稀少的早晨和傍晚，最好還是陰天。
不過，在選取合適拍攝時機之前，張兵介紹稱，團隊優先要做的是，針對測區的概況與技術要求進行航線規劃：先用大疆經緯M300 RTK拍攝較大的場景，再用精靈4 RTK拍攝較為狹窄的區域。
更確切地說，在保持固定分辨率的同時，航測團隊采用由粗到細、空地融合、由小到大的影像采集策略：經緯M300 RTK搭載DJI P1采集老君山粗模→使用大疆智圖輸出粗模點云成果→確認粗模結構完整，提取必要參數進行航線設計→針對不同結構目標進行航線規劃→在大疆智圖導入粗模和航線文件進行安全校驗→無人機貼近攝影測量數據采集。
具體的技術操作如下：
1、粗模影像數據采集
采用經緯M300 RTK+DJI P1進行測區大范圍擺動采集傾斜數據，并且通過大疆智圖輸出低分辨率的三維粗模與點云模型，用于了解測區整體概況與自動貼近攝影測量航線的規劃規劃。
2、基于粗模的自動航線規劃與手動航線分區
對于周邊環境空闊以及大型結構建筑單體采用經緯M300 RTK+DJI P1執行自動航線進行數據采集，保證影像質量的同時提高采集的效率。對于空間狹小與結構復雜的建筑物采用精靈4 RTK進行手動航線補拍，保證細節的完整。
3、精細化模型影像數據采集
為了能夠保證數據的質量，選擇在陰天時進行常規傾斜攝影航線、自動化貼近攝影測量航線、手動補拍航線的數據采集。參數設置方面，經緯M 300 RTK與精靈4 RTK采用高精度RTK定位與精度維持功能，提高影像空三平差的精度與效率。相機設置參數采用快門優先與對角無窮遠模式，降低照片采集的像素點位移。感光ISO為200-400左右，降低影像的噪點，保證有效像素點的比例。針對局部低光區域，DJI P1具備低噪高感成像模式，ISO即使在1000左右，仍然可以保證影像的畫質。
4、影像數據導入大疆智圖重建
基于先進的三維重建算法，在大疆智圖導入多角度拍攝所得影像，可短時間內處理大規模數據，輸出高質量三維模型。
當三維模型呈現在眼前，張兵不得不感慨，為了一個光線均勻柔和的陰天，經歷了“遠赴人間驚鴻宴，老君山上吃泡面”的體驗以及在山頂足足五天的等待很值得。
在保證建筑檐下構筑清晰度的基礎上，加上游戲引擎的白雪、云彩渲染，建模后的老君山不失一種漫天云霧中云頂天宮的輝煌場景。
單體測量，構造精細美
即便在拍攝之前做了大量詳實的規劃，航測團隊依然無法規避客流量大的問題。
“經過一整天的翻山越嶺，等我們抵達武當山時，整個景區人頭攢動，游客密密麻麻，包括走廊、平整的空地上幾乎都站滿了人。”張兵回憶道。
按照以往的經驗，倘若在這種環境下進行數據采集，采集完的數據質量不會太好。“進行三維模型重建，我們需要在后期通過影像的方式呈現整體建筑的三維結構。而移動的人或物體，必然會干擾整個建模效果。”
不得已之下，張兵表示，“我們只能趁著游客早晨上索道抵達核心景區的空隙時間，抓緊時間采集數據，下午在游客提前離開景區時，再進行數據采集。”
雖然兩個景區作業環境相差不多，但相比老君山道觀群，張兵表示，武當山的建筑空間相對狹窄，每個單體建筑物都比較小。
遙控航線規劃界面
測區整體模型
也就是說，在采集武當山數據的過程當中，航測團隊很難采用經緯M300 RTK對單體進行自動航線拍攝，而更多是使用小型無人機精靈4 RTK采集單體數據。
結合武當山核心景區建筑物空間狹小與結構復雜的特點，團隊仍然選擇在陰天采用精靈4 RTK進行手動航線補拍，保證細節的完整。（參數設置方面可參考老君山的數據）
好在，景區單體建筑物小但集中。“在建筑物采集的過程當中，我們著重凸顯出武當山建筑的精細美，如對銅柱、磚雕或者牌匾之類的裝飾小構件重點采集。”
精細模型成果細節
不論是二維與三維測量數據，導入多角度拍攝武當山所得影像，都可通過大疆智圖先進的三維重建算法，在短時間內處理大規模數據，輸出高質量重建結果。
數據空三處理界面
回顧山上美景之時，張兵直言，仙氣飄飄的武當山，因能見度低，四圍俱是朦朧一片。也正因如此，如果依靠傳統的數據采集方式，恐怕難以實現自主作業。
“在數據采集的過程當中，前一秒無人機還在天空中正常飛行，后一秒便開始出現云霧繚繞，有可能可視距離不到5米。最后，還是得依靠大疆無人機的智能返航功能來保證無人機的安全作業。”
不難看出，從功能到形式，大疆無人機影像捕捉到了僅憑人眼難以捕捉到的絕美瞬間，同時將這極致影像盡數展現在武當山的每一幀畫面之中。這也為文化遺產攝影測量帶來別樣的藝術效果。
出圈，不止于文化遺產
可以說，此次攝影測量無疑是無人機在文化遺產領域的一次關鍵“亮相”。
“測繪和攝影測量領域本身就是一個比較小的圈子，而攝影測量的范疇比測繪還要小得多。”深圳市大疆創新科技有限公司測繪行業負責人魏坤嶺坦言。
而截止目前為止，此次老君山和武當山攝影測量視頻的公開瀏覽量仍在不斷上漲，“僅線上評論就超過6000條。”
真正令魏坤嶺興奮的是，評論之中大概有20%是有關于測繪的內容。
攝影測量出圈，雖是意料之外，但在情理之中。
“大疆文化遺產數字化無人機貼近攝影測量大賽，順勢在全國范圍內挖掘出了大量用無人機貼近攝影測量建模的案例，相關的技術方案與案例一下子達到了近200個。”魏坤嶺表示。
某種意義上，從2017年開始對建筑進行精細化數據采集的張兵團隊，剛好親歷了整個行業的發展。
“當時有一個古墓文化遺產保護單位找到我們，想通過無人機的方式記錄挖掘現場。我們采集完數據后發現，他們對一些模型的細節要求不是特別高，而那時候我們采用的還是航拍消費級機型，能盡量做到的事情就是還原一些死角或者不容易直視的地方及相關建筑結構。”張兵回憶稱。
那時候，業內更多利用無人機進行常規航線的主體采集。而無人機能夠把建筑結構還原出來，已經是一個巨大的突破了。
隨著客戶對實景三維模型的了解越來越多、越來越深入，文化遺產保護單位對無人機攝影的要求也開始高了起來。張兵介紹稱，“比如說，他們希望通過無人機的方式進一步體現部分壁畫或者檐下的彩繪。”
正是在大疆無人機設備更新迭代的支撐下，建筑壁畫、檐下彩畫畫質以及紋理以更高精度、更清晰的方式呈現出來的效果才得以實現。
魏坤嶺也表示，能夠用實景三維模型的方式將建筑的位置、距離、形狀、姿態，包括其中精美絕倫的紋理、精細的構筑件、復雜的結構等復刻出來，也恰恰是文化遺產保護、測繪領域相關單位相融合的關鍵點。
而作為市場參與方之一，魏坤嶺指出，大疆仍將繼續從軟硬件產品出發，提升產品相關的性能、安全性、可靠性、應用性等。
具體來說，提高無人機在航線不規整、空間狹小等復雜環境下的安全性、可靠性；完善無人機硬件與軟件結合程度，在完成外業數據采集和內業數據處理的基礎上，將整個作業方案和數據處理系統做得更簡單化、更易用化；實現整個古建筑在不同光照條件下的色彩和紋理的均一化；在建模之前或者建模過程當中，降低移動的人、物體影像對建模效果的干擾等。
在業內的設想之中，涵蓋攝影測量在內的測繪行業，有望破圈并賦能到文化遺產、游戲等各行各業，甚至走得更遠。
某種程度上，此次測量比以往任何一次作業難度都大得多，也令業內相信，有關文化遺產貼近攝影測量的精細化建模技術和方案的完善程度，代表著這一技術已經距離產業化更近了一步。
“此次外業數據采集花了10天左右時間，而再細化到有效采集的時間，基本上3天左右就可以采集完這兩個景區的整體數據。”張兵補充道。
而與此同時，此次航測團隊也對各位業內同行或愛好者作出重要提醒：攝影測量本質上屬于測繪，高精度測繪數據是屬于國家嚴格保密的數據，如果做大型的攝影測量一定要有相關資質和提前申請好空域；大家在對古建筑貼近攝影測量的過程中，保護設備安全的同時更要避免對古建筑主體的二次損壞。
{{item.content}}