測繪工程中三維城市測量技術的應用與前景分析

■鄭積山

（庫爾勒天拓勘察測繪院新疆庫爾勒841000）

測繪工程中三維城市測量技術的應用與前景分析

■鄭積山

（庫爾勒天拓勘察測繪院新疆庫爾勒841000）

本文對三維城市測繪進行探究分析，闡述了三維城市測量技術的應用，并預測了三維城市測量技術的發(fā)展趨勢。

測繪三維技術應用

隨著地理信息系統(tǒng)，虛擬城市等領域在世界各國的迅速發(fā)展，三維景觀動態(tài)仿真技術廣泛應用的時機已經到來，大規(guī)模城市三維建模工程不斷出現，由于在三維表達、分析與模擬等方面獨特的直觀性與豐富的信息特性，客戶就可以依靠自己的經驗與理解快速做出準確的空間決策。所以近年來城市三維模型越來越廣泛地應用于城市的數據處理與管理。因此傳統(tǒng)測繪技術也逐漸向現代數字化測繪技術方向轉變，新時期的三維城市測量技術的發(fā)展趨勢和方向將會朝著測量數據整理、控制實時化、自動化以及數字化方向發(fā)展；同時，測量數據信息管理也講朝著標準化、科學化以及規(guī)格化方向發(fā)展；而測量數據的傳播與適用將朝著多元化、網絡化以及社會化方向發(fā)展。

1 發(fā)展三維城市測繪的重要性

1.1 三維城市測繪是測繪發(fā)展的必然趨勢

數字化、網絡化、信息化是我國現在城市化發(fā)展的重要特征，各級規(guī)劃、國土和測繪部門急需提高其提供基礎地理信息的能力。城市三維測量基準能幫助數字城市規(guī)劃獲得更精準的測繪數字信息，具有傳統(tǒng)測量技術不可比擬的優(yōu)越性。根據聯(lián)合國人居中心預測，全球城市化水平在2025年將達到65%，而我國目前城市化水平僅達30%，我國今后十年的發(fā)展取向必然是城市化進行加快。測繪是城市化發(fā)展的支持和保障，建立城市高精度三維城市測量基準能提供城市平面坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的統(tǒng)一性和精確性，并及時更新和保存測量成果，為經濟建設提供可靠服務保障。同時“數字城市”的建立必須建立在高精度三維城市測量成果之上，高精度三維城市測量基準能為“數字城市”建立提供精準、動態(tài)的地理空間基礎框架數據。以GPS為代表的定位技術的發(fā)展和高精度城市似水準面的實現也說明了高精度三維城市測量基準的建設是現代測繪行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

1.2 有利于建設數字城市基礎工程

建立城市高精度三維城市測量基準的主要目標是運用網絡、GNSS、現代城市測量、地球動力學等技術和方法，提供移動定位、動態(tài)連續(xù)的空間參考框架和地球動力學參數等服務，建立平面、高程、重力場信息于一體的綜合性高精度城市三維基準。數據是數字化城市建立的物質基礎，隨著城市建設規(guī)模的擴大，傳統(tǒng)的城市平面控制系統(tǒng)難以滿足城市空間地理信息的采集和工程建設的需要，只有建立高精度三維城市測量基準才能為數字城市建設提供精度高且均勻的測繪數據服務。

2 三維城市測繪技術的應用

2.1 衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)

GPS網控制建立是指利用現代計算機、數據通信和互聯(lián)網組成網絡，及時向用戶提供動態(tài)的經過檢測的不同觀測值以及有關信息。GPS定位技術應用于城市測量，根本變革了傳統(tǒng)測量技術的布網方法、作業(yè)途徑和程序。GPS控制網系統(tǒng)具有覆蓋面廣、定位精度高、可靠性強、費用低廉等優(yōu)點，并結合厘米級大地水準面的建立，為城市規(guī)劃提供全方位、全天候的數字信息服務。由基準站（參考站）、系統(tǒng)中心、呼叫中心、數據通信、用戶應用等子系統(tǒng)組成建立GPS控制網需要的硬件設施有：基站配備電腦及調制解調器、基站固定電話線、手機及手機卡；軟件設施有：數據庫管理模塊、基站狀態(tài)監(jiān)控模塊、無線數據發(fā)布模塊數據通訊管理模塊；最后還有接受GPS信息的RTK機。

2.2 全站儀

對于全站儀而言，其作為一個相對標準的三維測量儀器，可同時對距離、角度進行準確測量，而且全站儀可以自動顯示、計算出相關數據信息；存在著多種數據信息的記錄儲存方式；可實現水平角、垂直角的自動補償。在2+1維測量中，基準面是水準面，測量結果會受到城市水準面精度的影響。

2.3 三維激光掃描儀

對于三維激光掃描儀而言，實際上它是近年來才出現的三維測量新儀器。該種儀器掃描速度非常的快，而且點位精度相對較高、點密度也非常的高，因此應用普及速度較快。實踐中可以看到，這種儀器設備通常不依賴水準面，而且受城市水準面精度影響也非常的小。

3 三維城市測繪技術的未來發(fā)展前景展望

3.1 三維城市測繪技術正向著數字化發(fā)展

在新的歷史時期，城市測量已經不再是單一的簡單的提供一些地圖數據方面的服務活動，它要求城市測量提供相關的、準確地理信息服務，從而全面推動我國城市測量事業(yè)進入信息化發(fā)展時代。所謂信息化測繪技術，其主要是依托于現代計算機網絡技術，同時利用現代信息技術以及空間技術設備，為城市建設的發(fā)展提供了有效的地理信息服務三維測繪技術。從實踐來看，三維測繪技術的未來發(fā)展，必將朝著實時獲取信息、自動處理相關數據以及提供網絡化信息服務和信息社會化應用方向發(fā)展。從某種意義上來講，三維測繪技術正在正朝著數字化、高精尖方向發(fā)展。

3.2 建立統(tǒng)一的技術平臺

三維測繪技術最具代表性的是3S技術，即GPS、GIS以及RS。在現代工程測量過程中，3S技術的應用更加的廣泛，其中GPS技術提供了準確的目標空間位置，便于城市建設的準確定位。在地面控制測量實踐中，對已有控制網應當進行全面的檢驗、改善與審核；同時，還要對舊有的控制網實施加密操作。對于GIS技術而言，其主要是更加便于建立多源數據信息模型，建立項目信息管理系統(tǒng)，綜合管理城市建設項目的設計和環(huán)境評估等，對多種來源的時空數據綜合考慮、處理和實施集成化與動態(tài)管理。RS技術主要是進行地形圖測繪工作，開展土地資源調查、生態(tài)環(huán)境和地質災害調查，快速提供信息?！?S”技術是當前國內外城市測量技術發(fā)展的重要趨勢，在應用過程中，GPS主要是確定目標的空間位置，RS主要是快速提供目標信息，GIS主要是對多種數據進行集成處理。三種技術在功能上相互補充，只有建立一個統(tǒng)一的平臺，讓他們充分發(fā)揮優(yōu)勢，才能實現城市測量的精準性。

4 結束語

隨著現代計算機網絡技術的不斷創(chuàng)新與改進，三維測繪技術也逐漸走向成熟，這使得數字城市建設發(fā)展理念的提出不再只是一個空想，而是實實在在的發(fā)展目標。實踐中可以看到，依托于先進計算機網絡技術的數字城市建設需較長時間的完善與改進，而且會隨著現代三維測繪技術在工程測量中的應用不斷增大器范圍，并最終會走向城市測量的自動化、數字化以及信息化和智能化道路。

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P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-215-1