文/成都市城市建設檔案館 張娟

一、建設工程聲像檔案采集應用傾斜攝影技術的可行性

（一）GIS系統(tǒng)與傾斜影像。（Geographic Information System 或 Geo－Information system, GIS）又稱為“地理信息系統(tǒng)”，是一種特定的空間信息系統(tǒng)，在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。

傾斜攝影技術能從多個角度任意縮放、交互式觀察地物，結合宏觀與微觀影像更加真實地反映物的實際情況。后期經(jīng)過影像空三運算，得到具有外方位元素的影像生成建筑實景數(shù)字化成果。具有720度可視、三維空間主動查看等諸多優(yōu)于普通視頻、照片記錄的重要功能，通過嵌入地理信息、影像信息等內容，可極大擴展傾斜攝影影像的應用范圍。傾斜攝影技術具有采集范圍廣、主動交互式多角度查看、成果數(shù)據(jù)可靠、整體反映項目建設面貌等特點。目前，已經(jīng)廣泛應用于各行業(yè)。

（二）特大型建設工程聲像檔案采集亟須引入新技術。建設工程聲像檔案是記錄建設活動，以照片、錄像帶、錄音帶為記錄載體，具有保存價值的歷史記錄，是真實記錄和形象反映工程建設過程的重要手段。傳統(tǒng)建設工程聲像檔案采集主要采用照相機、攝像機、航拍無人機等器材，以人工拍攝為主，具有方便快捷、采集成本經(jīng)濟等特點，但在特大型項目檔案的采集過程中卻暴露出采集信息碎片化、識別率低等不足，無法反映宏觀的建設過程及各個分項之間的協(xié)同建設狀況。要彌補這一短板，亟須引入全新的采集技術手段。

（三）探索聲像檔案采集中運用GIS、傾斜攝影技術，實現(xiàn)建設工程項目實景數(shù)字化及成果深度開發(fā)。目前，筆者所在的四川省成都市正在大力推進城市發(fā)展戰(zhàn)略。特大型建設項目正如火如荼全力推進，各項工程都具有投資多、體量大、涉及工程種類復雜等特點。為保證各大工程項目聲像檔案采集的圓滿完成，以某一項目為試點，在聲像檔案采集過程中引入實景數(shù)字化技術并分階段予以實施，具有積極意義。同時，在前期數(shù)據(jù)采集基礎上，探索建立智能數(shù)字可視化聲像檔案應用平臺，為建設數(shù)字城建檔案館和數(shù)字城建博物館打下基礎。

二、項目實施目標及各階段效果

考慮到項目實施過程中的復雜性，可以采用兩階段實施方式推進。

（一）第一階段目標。應用GIS技術與VR技術以及傾斜攝影技術，實現(xiàn)多范圍采集、主動交互式多角度查看，整體反映項目建設面貌的目的，解決特大型項目建設檔案采集信息碎片化、識別率低等諸多不足等問題。

（二）第一階段成果。建設工程項目聲像檔案實景數(shù)字化成果一套（實景模型，F(xiàn)BX格式），包含記錄范圍內的建筑、施工機械、植被等全部實景內容。模型精度達到還原真實場景20CM。

（三）第一階段實現(xiàn)功能。1.工程項目管理施工進度查看。根據(jù)時間進度條的拖動展示出相應節(jié)點的數(shù)據(jù)內容和建筑工程進度可視化變化，按照時間節(jié)點、工程節(jié)點檢索查看施工過程中的每個時間節(jié)點數(shù)字實景。2.項目實景可視化（宏觀影像）與傳統(tǒng)聲像檔案（微觀影像）的結合，提高項目影像檔案的完整性，優(yōu)化項目展示效率。3.利用實景可視化技術，根據(jù)交互操作對建筑外觀進行720°無死角項目展示與記錄，自由觀察可視領域。

（四）第二階段目標。探索建立智能數(shù)字可視化聲像檔案應用平臺，實現(xiàn)城建聲像檔案管理工作通過平臺一站式全方位工作應用的目標。

（五）第二階段成果。開發(fā)具有交互功能的實景數(shù)字化交互應用平臺，為未來城市建設工作進一步走向數(shù)字化信息化提供更多可能，奠定基礎。

三、第二階段實現(xiàn)功能

（一）項目內部全景主動觀察技術。利用720°全景攝影技術，深入建筑內部真實拍攝全景照片，記錄項目工程建設進度、施工材料及工程施工工藝，可無死角自由主動觀察、展示并獲取項目聲像檔案。

（二）地理坐標定位功能。建設工程施工檔案聲像資料智能匹配收集位置，通過加入可視化實景數(shù)字地圖熱點，工程技術檔案采集地理坐標分布，也方便在對外展示中通過可視化系統(tǒng)熱點直觀選取要展示的工程，無須通過搜索工程關鍵字和進入二級菜單選擇工程。

（三）智能提醒功能。建立工程記錄進度顯示功能，通過可視化圖形插件可直觀查看工程進度及工作中遇到的問題反饋，也可主動檢索、查找具體工程記錄進度、優(yōu)化項目工作時間安排，重要工程記錄開工時間智能提醒，保證合作單位檔案記錄工作合理銜接無遺漏。

（四）影像資料收集點定位記錄功能。聲像采集工作運動軌跡記錄，避免記錄工作中記錄軌跡重復或采集角度缺失與覆蓋區(qū)域重疊，主動優(yōu)化記錄軌跡，提高記錄工作效率，保證檔案記錄的完整性，并添加工程記錄軌跡主動檢索功能。

（五）建設數(shù)據(jù)直觀可視。主界面菜單可查看工程項目施工統(tǒng)籌進度，并記錄工程施工承建方相關信息，具體負責人、監(jiān)理單位、工程進度是否按照工期計劃進行的比對功能等信息，全維度記錄施工狀態(tài)，豐富檔案收集功能和可視化展示功能，為項目復盤提供堅實數(shù)據(jù)基礎。

（六）具體區(qū)域定位界面。1.圖形化數(shù)字化云數(shù)據(jù)展示，城建檔案管理機構收集范圍的全域范圍工程項目具體分布區(qū)域一目了然。2.工程建設周期顏色區(qū)分顯示（如不同項目在基坑建設、主體建設、裝修建設、竣工階段等不同階段，在可視化界面會顯示為不同顏色），全域項目建設進度盡在掌握。3.選擇區(qū)域項目熱點，一鍵進入相應項目實景數(shù)字化綜合管理界面。

（七）重點建設工程具體構成部分全生命周期變化記錄。當進入實景還原工程中，點擊某個具體部分，可觀察該部分從施工到竣工的全部變化過程，除外形變化外，還會記錄施工累計時間、工程材質用料、所用工藝工法、工程施工單位、該部分所應達到的行業(yè)和國家標準、施工單位信息等。

四、研究效果

通過兩階段實施及項目研究，取得以下成果：

（一）給觀者身臨其境的體驗。通過傾斜攝影技術、GIS實景還原、VR虛擬現(xiàn)實1:1真實還原工程項目，聲像檔案資料完美嵌入，客戶720°項目主動觀察，實景互動，真實沉浸體驗。

（二）建筑全生命周期智能檔案。項目建設狀態(tài)可按照時間節(jié)點、工程節(jié)點檢索拖動查看，多種智能輔助、預警功能，助力建設項目生命周期智能檔案生成。

（三）檔案系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享平臺。統(tǒng)一的城建檔案數(shù)據(jù)共享平臺，兼容大數(shù)據(jù)服務及檔案管理服務，實現(xiàn)指標維度統(tǒng)一化管理，檔案資料由單一的聲像碎片化呈現(xiàn)方式，轉變?yōu)榭梢暬亩鄻踊@取方式，提高數(shù)據(jù)交換效率。

（四）整合歷史數(shù)據(jù)，服務決策。通過智能檔案管理系統(tǒng)的建設，運用大數(shù)據(jù)、傾斜攝影、GIS實景還原、VR虛擬現(xiàn)實等實現(xiàn)檔案可視化，對數(shù)據(jù)的調取復盤打下堅實的基礎，對未來工作的決策提供數(shù)據(jù)支撐。

五、實施方式

（一）軟、硬件配置。采集平臺：DJI_GS_PRO。數(shù)據(jù)加工平臺：SMART3D Unity XLua（熱更新框架） Visual Studio（微軟產(chǎn)品） HTC vive（VR設備）、Steam VR（VR平臺）

（二）作業(yè)區(qū)域。鑒于作為研究性課題，且制作成本的考量，作業(yè)區(qū)域面積選擇1平方公里。

（三）作業(yè)步驟（一、二階段通用）。1.前期數(shù)據(jù)采集。項目數(shù)據(jù)采集頻次以實際工程進度為標準大致保證每月采集1次，如有特殊需要，可調整采集頻次，力求每一次數(shù)據(jù)采集都能使項目看到明顯的變化。2.中期數(shù)據(jù)運算處理。通過專業(yè)陣列機房進行大量數(shù)據(jù)運算，建模運用點云技術，準確還原建筑。3.虛擬軟件交互處理虛擬交互查看工程節(jié)點。形成拍攝項目聲像檔案實景數(shù)字化成果一套，并加入工程時間進度條、工程施工節(jié)點等功能，實現(xiàn)項目實景可視化（宏觀影像）與傳統(tǒng)聲像檔案（微觀影像）的完美結合，提高項目影像檔案的完整性。4.聲像檔案數(shù)字內容集成。在后期的交互編程制作中將結合傳統(tǒng)聲像檔案的記錄內容，將項目建設過程中采集到的影像、圖形等相關內容統(tǒng)一接入到實景系統(tǒng)中。將具體施工過程中的影像、圖片與實景數(shù)字化信息，以后臺數(shù)據(jù)庫及前端接口，在四維圖形界面上進行高效結合的嘗試，以達到城建檔案一站式功能集成平臺的應用目標。

六、結語

傾斜攝影技術在建設工程聲像檔案采集中的探索應用研究對于推進建設工程聲像檔案采集工作發(fā)展具有重要意義，相信隨著聲像檔案事業(yè)的發(fā)展，聲像采集技術也會實現(xiàn)突破，為觀者呈現(xiàn)更全方位的建設工程聲像檔案，發(fā)揮建設工程聲像檔案的更大價值。