“乡村规划小飞侠”助力乡村振兴—河南工业职业技术学院大学生释放创新创业活力

本网讯 近年来，河南工业职业技术学院围绕 “乡村振兴”战略，大力扶持学生开展创新创业实践，学生创业项目“乡村规划小飞侠-无人机智能实景三维建模设计”，通过乡村规划数字化建模，助力乡村振兴发展。

乡村振兴，规划先行，数字化建模是乡村规划的第一步。2021年8月16日自然资源部发布了《实景三维中国建设技术大纲(2021版)》，乡村规划三维建模产业将迎来最大风口。全国目前约有691510个 行政村，2,766,040个自然村，乡村规划三维建模市场近2000亿。

传统三维建模设计使用AutoCAD、ArcGIS、SketchUp等软件制作三维模型规划图，将沟、路、渠等以线或实体的形式表达，建模效率低、精度低、价格昂贵，规划设计缺乏立体感、多角度、全方位的展示，设计成果难以吸纳群众真实的意见。

针对乡村规划三维建模市场痛点，团队成员基于国际上先进的无人机倾斜摄影测量技术，优化区域网联合平差等五项关键数据处理算法，成功研发了智能实景三维建模设计系统，与传统作业方式相比建模效率提高49.6%，成本降36.1%，与行业标准值相比模型坐标精度提高9.6%。团队为乡村规划设计提供内外业一体化解决方案，该方案实现了从无人机航线规划、到照片采集，再到模型生成的一键式操作流程，该方案模型产品精度高，效率高，成本低等特点，提高了乡村实景三维建模的效率和质量，节约建模成本。解决建模效率低、精度低、价格昂贵，规划设计过程无法充分吸纳群众真实意见等问题，推出了无人机航测建模规划设计技术整体解决方案，服务于数字乡村建设。

乡村规划小飞侠-无人机智能实景三维建模设计系统，拥有三大核心功能。

一是解算地物三维坐标。为了对航摄像片进行数字解析处理，建立航空影像、地面目标和投影中心的数学模型。在理想情况下，像点、投影中心、物点位于同一条直线上，我们将以三点共线为基础建立起来的描述这三点共线的数学表达式，称之为共线条件方程式，利用最小二乘原理对共线条件方程解算共线方程，即可得到地物三维坐标，即从像点到地面点坐标的解算过程。

二是构建地物三维几何特征。经过上一步解算地物三维坐标以后，就要表达地物的几何特征，地物三维几何特征用不规则三角网数字化模拟表达，不规则三角网(模型采用一系列相连接的三角形拟合地表或其他不规则表面，用来构造数字地面模型。

三是还原地物真实纹理属性。生成白膜以后，模型没有真实地物的纹理属性，需要对原始照片进行纹理映射，映射出最真实的颜色，得到的模型是真实的实景三维模型。该系统能够自动化三维建模设计，能够准确地数字化还原村庄现状。通过系统核心算法的改进和优化，快速解算地物三维坐标数据，智能实景三维建模设计系统处理的自动化水平得到了明显提高，通过相关软件系统的应用，TIN网格以及三维点云可以自动生成，从而为三维模型的构建提供地物的整体层次以及细部数据，使三维建模的真实度以及客观性得到了全面提高，提高数据采集处理的精度以及三维建模的质量和效率。

此外，该系统还拥有二、三维联动设计、街景影像漫游、模型种植等六大特色功能。未来发展将充分对接“元宇宙”领域，服务打造虚拟世界。

目前团队已注册公司运行，服务项目涵盖834个村庄，55处历史古迹，辐射11个省份。业务范围包括农村不动产登记、美丽乡村建设、灾后重建、古建筑三维建模、名人故居数字化建模等。2021年，河南省遭遇千年一遇的洪涝灾害，团队成员在第一时间到达新乡，参与洪灾救援，利用无人机航拍为救援队勘测灾情，助力灾后重建。

随着国家政策相继出台，配套建设资金落地，其产业链将逐渐成熟和完善，这对加快整个行业的创新能力建设具有重要的推动作用。乡村规划小飞侠，助力乡村规划设计发展步入新时代，为服务乡村振兴贡献科技的了力量。

编辑：黄蔚卿 审编：GCH