劉庚余

（福州市勘測(cè)院，福州350100）

1 引言

隨著城市發(fā)展進(jìn)程的加快，城市完成了從追求基礎(chǔ)功能的滿足到生態(tài)宜居的提升，城市公用的綠地、公園及景觀廣場(chǎng)越來(lái)越多，城市景觀改造成了當(dāng)前一二線城市建設(shè)熱點(diǎn)。如何讓城市景觀既滿足民眾對(duì)城市綠化的要求，也達(dá)到美化城市的目的，這就要求從居民行走的視野和感受來(lái)進(jìn)行城市景觀改造設(shè)計(jì)，而手持便攜移動(dòng)測(cè)量技術(shù)可以滿足這一設(shè)計(jì)的需求【1】。移動(dòng)測(cè)量誕生于20世紀(jì)80年代，是衛(wèi)星定位技術(shù)、遙感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像技術(shù)、人工智能及地理信息技術(shù)的最新集成，它通過(guò)測(cè)量人員背包行走采集地理信息、實(shí)景影像和視頻數(shù)據(jù)，由衛(wèi)星及慣性定位確定實(shí)景影像的位置姿態(tài)等測(cè)量參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地的按需測(cè)量。便攜移動(dòng)測(cè)量是自動(dòng)化程度較高的技術(shù)手段，可以將便攜移動(dòng)設(shè)備直接背在身上，極大地提高了效率，且與民眾行走的路線一致，設(shè)計(jì)人員可以按照這些測(cè)量成果進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 便攜移動(dòng)測(cè)量特點(diǎn)

2.1 操作便捷性

便攜移動(dòng)測(cè)量操作具有便捷性，單人單機(jī)便可以進(jìn)行作業(yè)。這與傳統(tǒng)的測(cè)量方式很不相同，傳統(tǒng)的測(cè)量方式至少需要3人以上的小組來(lái)進(jìn)行外業(yè)測(cè)量，而且傳統(tǒng)測(cè)量需要進(jìn)行相應(yīng)的控制準(zhǔn)備工作，而便攜移動(dòng)測(cè)量可以輕裝上陣，只要有網(wǎng)絡(luò)連接，設(shè)備正常，借助計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及傳感系統(tǒng)，所有動(dòng)作都可以單人完成，操作起來(lái)無(wú)比便捷【2】。便攜式移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)詳見圖1。因此，便攜移動(dòng)測(cè)量在外業(yè)采集過(guò)程中，依托實(shí)時(shí)定位，可以得到景觀設(shè)計(jì)所需的空間定位、植被狀況、地形狀況等。

圖1 便攜式移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)

2.2 成果豐富多樣

由于便攜移動(dòng)測(cè)量采集的內(nèi)容比較多，不但包括傳統(tǒng)的測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)，還包括一些視頻數(shù)據(jù)。依托功能強(qiáng)大的移動(dòng)測(cè)量設(shè)備，測(cè)量人員可以進(jìn)行多種形式的數(shù)據(jù)采集，并利用傳感器和計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，形成了一個(gè)三維空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)地理信息系統(tǒng)，為景觀設(shè)計(jì)提供了可靠、全面、高效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。便攜移動(dòng)測(cè)量通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞，能夠?qū)⑹占降木坝^設(shè)計(jì)所需的各種數(shù)據(jù)（植被情況、地形情況等）記錄并反映在設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)窗口上。

便攜移動(dòng)測(cè)量技術(shù)中的視頻系統(tǒng)，除了能夠獲得景觀設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的實(shí)景景象之外，還能夠獲得與該項(xiàng)工程有關(guān)的歷史典故、文物、遺產(chǎn)、名勝等設(shè)計(jì)所需的信息【3】。后臺(tái)運(yùn)行的軟件系統(tǒng)對(duì)于所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的加工、分析、處理、合成，形成三維數(shù)據(jù)庫(kù)。設(shè)計(jì)工程師能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)第一時(shí)間了解到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，從而做出相應(yīng)的設(shè)計(jì)。

2.3 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性

便攜移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)綜合了動(dòng)態(tài)定位測(cè)量快速和近景攝影測(cè)量信息量大的特點(diǎn)，將動(dòng)態(tài)定位測(cè)量裝置在背包內(nèi)，使測(cè)量人員在行走過(guò)程中完成自身姿態(tài)定位和測(cè)量目標(biāo)的定位。便攜移動(dòng)測(cè)量能夠瞬間獲取測(cè)量對(duì)象的物理屬性信息和幾何信息，特別適合于測(cè)量目標(biāo)眾多的場(chǎng)合。便攜測(cè)量通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)采集速度加快，數(shù)據(jù)甚至可以同步應(yīng)用，因此，便攜移動(dòng)測(cè)量提高了野外數(shù)據(jù)采集的效率，而且所獲得數(shù)據(jù)的豐富多樣，可以隨時(shí)從影像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)中獲得特定目標(biāo)的信息，改變了以往按照分專業(yè)分工序的測(cè)量和設(shè)計(jì)模式，實(shí)現(xiàn)了“一次測(cè)量，多次應(yīng)用”及“實(shí)時(shí)測(cè)量，實(shí)時(shí)應(yīng)用”的新模式。

同時(shí)測(cè)量人員還可以根據(jù)設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行線路設(shè)計(jì)和行走，便攜移動(dòng)測(cè)量技術(shù)由工程師背包進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，完成電腦自動(dòng)繪圖【4】。通過(guò)比較可知，與傳統(tǒng)測(cè)繪手段相比，外業(yè)數(shù)據(jù)獲取時(shí)間更短，數(shù)據(jù)更加全面豐富。

3 工程應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)要情況

本文以某一級(jí)城市干道××大道景觀改造工程項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)要介紹便攜移動(dòng)測(cè)量技術(shù)在景觀改造工程中的應(yīng)用。該新區(qū)地處城市的西面屬于河流沖積平原，隨著城市的發(fā)展，原有景觀（原來(lái)道路主要滿足交通功能，基本上沒考慮美感）已不能滿足城市發(fā)展的要求，因此要對(duì)該道路進(jìn)行景觀改造。該道路全長(zhǎng)約12km，建成10a來(lái)，為新區(qū)的最主要城市干道，日常車流量較大，傳統(tǒng)測(cè)量方法需投入大量人力，且在測(cè)量過(guò)程中會(huì)影響交通通行，因此工期較長(zhǎng)，很難滿足業(yè)務(wù)的工期要求。因此，為保證工期要求，本項(xiàng)目采用了便攜移動(dòng)測(cè)量方法。

3.2 項(xiàng)目組織實(shí)施

測(cè)量單位根據(jù)業(yè)主項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍及要求，與設(shè)計(jì)人員一起進(jìn)行實(shí)地踏勘，同時(shí)，利用覆蓋全局的CORS站進(jìn)行平面基準(zhǔn)控制，實(shí)時(shí)獲取背包測(cè)量人員所在的位置，同時(shí)，對(duì)道路上測(cè)設(shè)的控制點(diǎn)進(jìn)行水平及高程復(fù)合控制。內(nèi)業(yè)的平面位置也按照測(cè)設(shè)的控制點(diǎn)按照符合平差的方式進(jìn)行解算。按照等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)作為起算，行進(jìn)過(guò)程中對(duì)高程控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)設(shè)。外業(yè)時(shí)背包測(cè)量人員按事先設(shè)計(jì)的路線勻速行走，沿路線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，沿線所需的高程數(shù)據(jù)同步也掃描結(jié)束，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行下載后外業(yè)測(cè)量工作就完成了，其作業(yè)流程見圖2。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)測(cè)量人員傳回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要實(shí)時(shí)調(diào)整測(cè)量人員外業(yè)行進(jìn)線路，以滿足設(shè)計(jì)要求。

便攜移動(dòng)數(shù)據(jù)處理主要包括預(yù)處理和后處理。預(yù)處理內(nèi)容主要包括姿態(tài)解算、平面解算、高程結(jié)算、數(shù)據(jù)解析等；后處理主要包括數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、高程轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)融合。數(shù)據(jù)處理操作完成后，數(shù)據(jù)才能真正應(yīng)用于項(xiàng)目生產(chǎn)，點(diǎn)云資料向量化完成后，可以根據(jù)設(shè)計(jì)人員需求形成設(shè)計(jì)所需的各種數(shù)據(jù)，比如，地形圖、三維模型、視線分析等。同時(shí)行進(jìn)途中所拍攝的視頻數(shù)據(jù)也可以對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行輔助【5】（見圖3）。

圖2 景觀改造工程背包測(cè)量作業(yè)流程

圖3 便攜移動(dòng)測(cè)量三維成果圖

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)便攜移動(dòng)測(cè)量技術(shù)的分析，并結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目的應(yīng)用情況可見，在城市景觀改造工程實(shí)踐中，便攜移動(dòng)測(cè)量技術(shù)在外業(yè)效率、數(shù)據(jù)類型、實(shí)時(shí)調(diào)整等方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)，為景觀改造工程的順利開展提供了保障。