■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(shù)的應(yīng)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(shù)的應(yīng)用，并預(yù)測了三維城市測量技術(shù)的發(fā)展趨勢。

測繪三維技術(shù)應(yīng)用

隨著地理信息系統(tǒng)，虛擬城市等領(lǐng)域在世界各國的迅速發(fā)展，三維景觀動態(tài)仿真技術(shù)廣泛應(yīng)用的時機已經(jīng)到來，大規(guī)模城市三維建模工程不斷出現(xiàn)，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(jīng)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(yīng)用于城市的數(shù)據(jù)處理與管理。因此傳統(tǒng)測繪技術(shù)也逐漸向現(xiàn)代數(shù)字化測繪技術(shù)方向轉(zhuǎn)變，新時期的三維城市測量技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向?qū)鴾y量數(shù)據(jù)整理、控制實時化、自動化以及數(shù)字化方向發(fā)展；同時，測量數(shù)據(jù)信息管理也講朝著標準化、科學(xué)化以及規(guī)格化方向發(fā)展；而測量數(shù)據(jù)的傳播與適用將朝著多元化、網(wǎng)絡(luò)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(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化是我國現(xiàn)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(chǔ)地理信息的能力。城市三維測量基準能幫助數(shù)字城市規(guī)劃獲得更精準的測繪數(shù)字信息，具有傳統(tǒng)測量技術(shù)不可比擬的優(yōu)越性。根據(jù)聯(lián)合國人居中心預(yù)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(jīng)濟建設(shè)提供可靠服務(wù)保障。同時“數(shù)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(shù)字城市”建立提供精準、動態(tài)的地理空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)。以GPS為代表的定位技術(shù)的發(fā)展和高精度城市似水準面的實現(xiàn)也說明了高精度三維城市測量基準的建設(shè)是現(xiàn)代測繪行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

1.2 有利于建設(shè)數(shù)字城市基礎(chǔ)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(wǎng)絡(luò)、GNSS、現(xiàn)代城市測量、地球動力學(xué)等技術(shù)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(xué)參數(shù)等服務(wù)，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(shù)據(jù)是數(shù)字化城市建立的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著城市建設(shè)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(shè)的需要，只有建立高精度三維城市測量基準才能為數(shù)字城市建設(shè)提供精度高且均勻的測繪數(shù)據(jù)服務(wù)。

2 三維城市測繪技術(shù)的應(yīng)用

2.1 衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)

GPS網(wǎng)控制建立是指利用現(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)組成網(wǎng)絡(luò)，及時向用戶提供動態(tài)的經(jīng)過檢測的不同觀測值以及有關(guān)信息。GPS定位技術(shù)應(yīng)用于城市測量，根本變革了傳統(tǒng)測量技術(shù)的布網(wǎng)方法、作業(yè)途徑和程序。GPS控制網(wǎng)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(jié)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(shù)字信息服務(wù)。由基準站（參考站）、系統(tǒng)中心、呼叫中心、數(shù)據(jù)通信、用戶應(yīng)用等子系統(tǒng)組成建立GPS控制網(wǎng)需要的硬件設(shè)施有：基站配備電腦及調(diào)制解調(diào)器、基站固定電話線、手機及手機卡；軟件設(shè)施有：數(shù)據(jù)庫管理模塊、基站狀態(tài)監(jiān)控模塊、無線數(shù)據(jù)發(fā)布模塊數(shù)據(jù)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(guān)數(shù)據(jù)信息；存在著多種數(shù)據(jù)信息的記錄儲存方式；可實現(xiàn)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(jié)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(xiàn)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(yīng)用普及速度較快。實踐中可以看到，這種儀器設(shè)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(shù)的未來發(fā)展前景展望

3.1 三維城市測繪技術(shù)正向著數(shù)字化發(fā)展

在新的歷史時期，城市測量已經(jīng)不再是單一的簡單的提供一些地圖數(shù)據(jù)方面的服務(wù)活動，它要求城市測量提供相關(guān)的、準確地理信息服務(wù)，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(shù)，其主要是依托于現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時利用現(xiàn)代信息技術(shù)以及空間技術(shù)設(shè)備，為城市建設(shè)的發(fā)展提供了有效的地理信息服務(wù)三維測繪技術(shù)。從實踐來看，三維測繪技術(shù)的未來發(fā)展，必將朝著實時獲取信息、自動處理相關(guān)數(shù)據(jù)以及提供網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)和信息社會化應(yīng)用方向發(fā)展。從某種意義上來講，三維測繪技術(shù)正在正朝著數(shù)字化、高精尖方向發(fā)展。

3.2 建立統(tǒng)一的技術(shù)平臺

三維測繪技術(shù)最具代表性的是3S技術(shù)，即GPS、GIS以及RS。在現(xiàn)代工程測量過程中，3S技術(shù)的應(yīng)用更加的廣泛，其中GPS技術(shù)提供了準確的目標空間位置，便于城市建設(shè)的準確定位。在地面控制測量實踐中，對已有控制網(wǎng)應(yīng)當進行全面的檢驗、改善與審核；同時，還要對舊有的控制網(wǎng)實施加密操作。對于GIS技術(shù)而言，其主要是更加便于建立多源數(shù)據(jù)信息模型，建立項目信息管理系統(tǒng)，綜合管理城市建設(shè)項目的設(shè)計和環(huán)境評估等，對多種來源的時空數(shù)據(jù)綜合考慮、處理和實施集成化與動態(tài)管理。RS技術(shù)主要是進行地形圖測繪工作，開展土地資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，快速提供信息?！?S”技術(shù)是當前國內(nèi)外城市測量技術(shù)發(fā)展的重要趨勢，在應(yīng)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(shù)據(jù)進行集成處理。三種技術(shù)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(xiàn)城市測量的精準性。

4 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與改進，三維測繪技術(shù)也逐漸走向成熟，這使得數(shù)字城市建設(shè)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)字城市建設(shè)需較長時間的完善與改進，而且會隨著現(xiàn)代三維測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用不斷增大器范圍，并最終會走向城市測量的自動化、數(shù)字化以及信息化和智能化道路。

[1]黃強，Auto CAD三維立體圖測繪技術(shù)及數(shù)據(jù)處理 [J].工程勘察，2012（12）.

[2]陳思杰，民生服務(wù)中心設(shè)計探討 [J].建筑設(shè)計管理，2011（02）.

[3]王榮杰，芻議現(xiàn)代城市測量技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 [J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（11）.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-215-1