可量測三維實(shí)景影像在規(guī)劃管理中的應(yīng)用探討

王立東,黃麗杰

（1.鎮(zhèn)江文廣集團(tuán),江蘇 鎮(zhèn)江 212001；2.鎮(zhèn)江市勘察測繪研究院,江蘇 鎮(zhèn)江 212004）

可量測三維實(shí)景影像在規(guī)劃管理中的應(yīng)用探討

王立東1,黃麗杰2

（1.鎮(zhèn)江文廣集團(tuán),江蘇 鎮(zhèn)江 212001；2.鎮(zhèn)江市勘察測繪研究院,江蘇 鎮(zhèn)江 212004）

城市規(guī)劃與管理需要大量的空間數(shù)據(jù)和地理人文、社會統(tǒng)計信息?？闪繙y三維實(shí)景影像（第5D產(chǎn)品DMI）填補(bǔ)了“4D”數(shù)據(jù)在空間信息和經(jīng)濟(jì)地理人文信息表達(dá)上的缺陷，成為空間信息服務(wù)的全新數(shù)據(jù)源。本文闡述了DMI的概念、獲取及在規(guī)劃中的應(yīng)用與管理。

DMI“4D”數(shù)據(jù)；規(guī)劃；三維實(shí)景影像

1 前言

信息化測繪的本質(zhì)是為社會提供空間信息服務(wù)。目前空間信息服務(wù)主要依賴的數(shù)據(jù)是“4D”數(shù)據(jù)，即數(shù)字地形圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像、數(shù)字柵格圖，但是,大量的行業(yè)應(yīng)用和個人生活相關(guān)的信息，無法涵蓋在傳統(tǒng)的4D產(chǎn)品中，因此，傳統(tǒng)的“4D”產(chǎn)品及其生產(chǎn)模式，已經(jīng)無法滿足空間信息發(fā)展的要求，而三維可量測實(shí)景影像的可視、可量測、可挖掘以及其包含的地理、經(jīng)濟(jì)和人文信息的聚合，將成為空間信息服務(wù)的全新數(shù)據(jù)源。

2 可量測三維實(shí)景影像概述

可視、可量測、可挖掘?qū)嵕坝跋袼侵冈谝惑w化融合的時空序列上，具有地面坐標(biāo)的航空、航天、地面立體影像的統(tǒng)稱可量測實(shí)景影像（digital measurable image，第5D產(chǎn)品DMI），是帶有與人們生活環(huán)境相關(guān)的社會、經(jīng)濟(jì)和人文知識的地球全息圖。最大限度還原最真實(shí)的現(xiàn)實(shí)世界，是城市三維的發(fā)展方向。可量測三維實(shí)景影像構(gòu)建方法：

2.1 機(jī)載激光雷達(dá)和傾斜攝影技術(shù)結(jié)合

傾斜攝影技術(shù)是近幾年來國際測繪領(lǐng)域發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，相比于傳統(tǒng)航空攝影獲得的垂直拍攝影像，它可以從多個角度獲得地物影像，以及常規(guī)攝影無法得到的地物立面的紋理信息和幾何信息。而經(jīng)過多年的發(fā)展，激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)非常成熟地應(yīng)用于數(shù)字城市建模中。機(jī)載激光雷達(dá)和傾斜攝影技術(shù)相結(jié)合，同時吸收傳統(tǒng)建模的優(yōu)點(diǎn)，可快速有效解決大范圍實(shí)景三維構(gòu)建的難題，

2.2 航空、航天遙感影像和移動測量系統(tǒng)結(jié)合

移動測量系統(tǒng)（MOBILE MAPPING SYSTEM，MMS），是當(dāng)今測繪界最為前沿的科技之一，代表著未來道路地圖的發(fā)展主流。它是在機(jī)動車上裝配GPS（全球定位系統(tǒng)）、CCD（視頻系統(tǒng)）、INS（慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）或DR（航位推算系統(tǒng)）等先進(jìn)的傳感器和設(shè)備，在車輛的高速行進(jìn)之中，快速采集道路及道路兩旁地物的空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)同步存儲在車載計算機(jī)系統(tǒng)中，編輯處理，形成可量測的三維實(shí)景影像。

3 可量測三維實(shí)景影像在規(guī)劃管理上的應(yīng)用

3.1 影像督查

正射影像只能反映一定時期地表影像的變化，而可量測實(shí)景影像不僅反映了地塊變化，還反映當(dāng)時城市的多方位的真實(shí)影像，是城市真實(shí)環(huán)境的記載，反映了一定時期社會和人文信息，所以對于建筑物壓蓋紅線、高層樓房超高等違章情況，直接從三維可量測實(shí)景影像上判斷，從而改變了以往進(jìn)行影像督必須采用遙感技術(shù)與實(shí)地踏勘相結(jié)合的方法，使得監(jiān)察管理部門更加準(zhǔn)確、高效地掌握城市發(fā)展動態(tài)。

3.2 有效管理地下空間

移動測量系統(tǒng)（MMS），通過攝影測量的方式快速采集地物的空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。由于地下空間無法像地上空間那樣有條件讓車輛自由行使，同時地下空間也不能夠接受到GPS衛(wèi)星定位信息，因此車載MMS還無法滿足地下空間數(shù)據(jù)采集的需求。而便攜式MMS具有輕巧方便、不依賴車輛載體和GPS定位的優(yōu)勢，正好適用于地下空間信息采集。如果說傳統(tǒng)的管線探測是一種點(diǎn)狀的、按要素類別進(jìn)行信息采集的話，MMS測量則完全是一種帶有時空印記的全要素、全紋理的立體信息采集。這種具有“可視”、“可量測”、“可挖掘”特點(diǎn)的實(shí)景影像庫，為地下空間的規(guī)劃與管理提供了一套非常直觀可靠的數(shù)據(jù)源。

3.3 在真實(shí)的三維城市基礎(chǔ)上規(guī)劃和管理

在城市規(guī)劃與管理中，空間地理信息承載在城市管理的數(shù)據(jù)及應(yīng)用，基于可量測實(shí)景影像構(gòu)建的三維城市具有以下特點(diǎn)：

（1）高精度空間信息，為三維GIS提供支撐

（2）高分辨率實(shí)景紋理，還原城市真實(shí)面貌

（3）三維模型對象化，便于城市精細(xì)化管理

（4）具有通用的數(shù)據(jù)格式，便于多平臺使用

（5）高效率的作業(yè)模式，保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性

傳統(tǒng)的現(xiàn)狀地物建模，頂部紋理取自正射影像，建筑立面來自實(shí)地拍攝，在制作中，為了減少數(shù)據(jù)量，通常會進(jìn)行如下處理：二層以下的建筑一般采用簡易紋理，三層以上的建筑立面，為了美觀整齊，要用PS進(jìn)行處理，從而使場景美觀干凈；舍棄簡易房、棚房、小的構(gòu)建物（電桿、陰井、消防栓）等和真實(shí)生活息息相關(guān)的小的構(gòu)件。這樣處理的結(jié)果是：

（1）構(gòu)建的三維場景不能反映我們真實(shí)存在的空間。

（2）大量的對城市建設(shè)和管理有用的信息沒有真實(shí)的反映出來。

（3）降低了三維場景的實(shí)際應(yīng)用。

三維可量測實(shí)景影像則糾正了上述三維城市構(gòu)建中偏差，而使三維場景的構(gòu)建更加科學(xué)和實(shí)用，為立體評估城市空間形象和方案評審提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

3.4 促進(jìn)規(guī)劃管理更加科學(xué)

三維可量測實(shí)景影像應(yīng)用于城市規(guī)劃和管理，意味著是將已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的或未發(fā)現(xiàn)的地面信息轉(zhuǎn)換成能讓管理者清晰、可視的直觀數(shù)據(jù)，并且依據(jù)城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)的需要去整合所有的綜合信息，從而將城市的歷史線、現(xiàn)狀線、文化線、發(fā)展線貫穿起來，提高規(guī)劃管理的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

實(shí)景三維城市具有高度空間信息、高分辨率實(shí)景影像、還原真實(shí)城市、快速構(gòu)建等特點(diǎn)，是地理信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等多種技術(shù)相結(jié)合的一個創(chuàng)新，隨著空間信息社會化的不斷深入，具有豐富信息的城市三維實(shí)景影像數(shù)據(jù)必將成為城市3維建模的首選技術(shù)，并將應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域。

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