2023年5月,江苏省交通运输厅公路事业发展中心印发《普通国省道基础设施三维数字化采集技术指南(试行)》,提出在23年南京、扬州、徐州试点城市开展全城三维数据采集工作。徐州市国省干线公路基础设施三维数字化采集应用项目旨在响应全省推进公路数字化转型与管理工作的要求,对徐州市域内1508km的普通国省道基础设施,进行数字化采集、建模、治理、建库。

6月3日,由徐州市公路事业发展中心投资、武汉大势智慧科技有限公司与腾讯大地通途(北京)科技有限公司联合建设的“徐州市普通国省干线公路基础设施三维数字化采集应用项目”验收通过,成为江苏省国省干线基础设施数字化项目首批试点建设市首个全量验收通过的项目,为“十四五”江苏公路数字化转型提供了可借鉴的实践范例。

空地协同采集

攻克复杂场景建模难题

徐州市国省道路有诸多桥梁,传统航飞对高架底部、桥梁腹面等隐蔽区域的建模效果较差。基于此大势智慧提出空地多源数据融合技术,采用大疆M300RTK+自研双鱼7.0X五镜头倾斜摄影系统与地面激光点云采集设备结合的方式,实现点云、倾斜、照片等多源数据融合建模,成功获取精细桥梁模型。

点云和倾斜摄影数据融合三维重建增强效果对比

大势

徐州市国省干线公路基础设施三维数字化采集应用项目

面对徐州市1508km超长路网规模,项目组调集3台第三代高精地图数据采集车,分为三个小队,完成1508km的道路激光点云数据外业采集与处理,并通过手工单体化建模精准还原道路每一处细节,构建高精度三维模型。同步完成59处重点路段三维模型、44处服务区、停车区及养护工区的连续表面模型与单体化模型,为后续的智慧管理筑牢数据基础。

徐州市国省干线公路基础设施三维数字化采集应用项目

单体化模型成果展示

AI+实景三维

助力数字化建模效率突破

超大规模数据空三高效处理

47.8万张影像空三用时仅21小时

项目108km重点路段的倾斜摄影数据含47.8万张4200万像素原片,呈“总量大、分布散”的特点。传统空三处理技术受单次解算的数据量限制,需在区块间人工刺连接点,效率低且易产生精度偏差。

针对这一痛点,大势智慧依托自研软件重建大师7.0实现算法突破,打破单次空三解算的数据量限制,实现区块间无需刺连接点、无分层多机并行空三。本项目中,47.8万张影像空三处理仅用时21小时,效率是国外主流建模软件空三的6倍,且空三通过率达99%,有效应对狭长道路形态下倾斜摄影的海量数据处理需求,在保证精度前提下大幅缩短了处理周期。

狭长道路大规模数据空三处理

AI自动化道路要素提取

助推单体化建模效率跃升

传统人工建模周期长、成本高且一致性差,项目创新性采用“AI自动化道路要素提取+人工三维建模”协同模式:依托AI深度学习技术,基于车载全景影像与点云数据开展道路要素语义识别,通过全景对应匹配激光点云,一键全自动提取要素三维坐标,提取正确率达90%以上;在此基础上,人工建模聚焦细节优化与精度校准,形成“机器提效+人工保准”的闭环。该模式降低了对作业人员的要求,在保障数据质量前提下大幅提升了生产效率。

道路自动化三维重建成果-路面要素

AI内容感知增强技术

轻松解决“细小薄碎”难题

在实景三维道路重建中,路牌、护栏等道路设施常因数据采集不完整或建模算法局限,出现模型破洞、形态失真等问题。大势智慧通过自研AI内容感知增强技术,实现三维场景地物的自动识别,精准提取道路设施、建筑等要素的外轮廓,有效填补传统建模中“细小薄碎”目标的形态缺陷,实现“重建即单体”。

交通标志牌AI内容感知增强重建效果

成果数据治理

应用价值成倍提升

为进一步提升数据应用价值,项目组对成果数据进行深度治理与优化,实现三维模型语义化、轻量化与场景美化。

三维模型语义化

公路地物有属性

为解决三维模型无法直接检索、分析与单独管理等问题,项目组对模型进行单体化处理,并基于单体化成果与公路基础数据库建立映射关系,完成三维模型的语义化。通过完善三维模型基本信息表,使每个单体化模型在空间上具有唯一性,并完成与相关属性的关联,使用唯一的标识码对模型进行区分与识别。

三维模型数据轻量化

海量数据精准瘦身

本项目重点路段实景三维模型成果原始数据量高达374.6GB,为降低终端存储与应用门槛,项目组基于AI识别对不同类型模型进行差异化简化,对非关键对象针对性精简三角网。处理后,模型数据从原始374.6GB压缩至134GB,轻量化率达63.3%,为后续高效加载、流畅交互奠定了基础。

倾斜摄影更新与汇交

搞定多源数据治理难题

凭借领先的倾斜数据汇交、接边、匀色等处理技术,攻克多源数据治理的核心难题,解决数据更新中面临的坐标系不一致、瓦片重叠区域半径不统一、多期数据精度差异等问题。

项目以三维数字化成果为底座,构建了徐州国省道企业微信端实景三维应用,将三维模型与业务场景深度融合,为路网监测、智能养护、桥梁评估等核心业务提供直观精准的决策支持,实现从“静态数据”到“动态管理”的跨越,显著提升公路管理效率与响应速度。

企业微信端应用成果

省平台界面成果展示

作为江苏省国省干线基础设施数字化首批试点建设市中首个全量验收通过的项目,徐州项目的成功验收具有里程碑意义。项目完成的数字化成果,不仅为徐州市公路业务智慧化管理典型应用场景提供了标准化、高精度的数据支撑,还为江苏省乃至全国同类项目从试点探索走向规模化落地树立了技术标杆与实践参照。

该项目充分体现了“AI+实景三维”技术在交通基础设施数字化领域的巨大潜力。大势智慧将持续深耕“AI+实景三维”技术创新,通过更精准的三维建模能力、更高效的数据处理体系、更广泛的场景适配方案,推动城市建设、自然资源、文物保护等多元场景的数字化转型,让数字技术成为驱动各行业高质量发展的坚实支撑。

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