探究攝影測(cè)量在數(shù)字城市中的應(yīng)用

■崔會(huì)娟　張富玲　馬旭燕

（青海省第二測(cè)繪院　青?！∥鲗帯?10001）

探究攝影測(cè)量在數(shù)字城市中的應(yīng)用

■崔會(huì)娟張富玲馬旭燕

（青海省第二測(cè)繪院青海西寧810001）

隨著攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字城市的建設(shè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。本文通過(guò)對(duì)攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字城市的特征進(jìn)行分析，初步探討了攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字城市中的應(yīng)用。

攝影測(cè)量數(shù)字城市數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量

在數(shù)字城市的建設(shè)中，建立準(zhǔn)確且更新迅速的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)十分關(guān)鍵，由于攝影測(cè)量技術(shù)具有數(shù)據(jù)更新迅速、精度高、效率高等特征，因此，攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字城市的建設(shè)中獲得廣泛的應(yīng)用。攝影測(cè)量是指運(yùn)用攝像機(jī)、雷達(dá)、掃描儀等遙感技術(shù)設(shè)備采集被攝物體的影像信息，并對(duì)影像信息進(jìn)行分析處理，以獲取被攝物體的位置、形狀、性質(zhì)、大小等信息的測(cè)繪方式。

1　攝影測(cè)量在數(shù)字城市中的應(yīng)用方向

1.1建立城市數(shù)字線劃圖

數(shù)字線劃圖是城市基礎(chǔ)地理信息圖件之一，它包含著城市地理基礎(chǔ)信息，其數(shù)據(jù)量相對(duì)較小，便于搜索查詢并生成專題信息圖。在數(shù)字城市的構(gòu)建中，數(shù)字線劃圖是進(jìn)行土地規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理的基礎(chǔ)。

數(shù)字線劃圖的繪制依賴于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)主要是使用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行三維跟蹤立體測(cè)圖，并通過(guò)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)計(jì)算，得到數(shù)字線劃圖。目前，我國(guó)城市基本地形圖比例尺主要有1:500、1:1000、1:2000、1:5000和1:10000幾種，不論是哪種比例尺的地形圖，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)均可以進(jìn)行繪制；同時(shí)，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的自動(dòng)空中三角測(cè)量技術(shù)可以高效準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量，且測(cè)量所得的數(shù)據(jù)可以直接進(jìn)入GIS系統(tǒng)或各種CAD系統(tǒng)，提高數(shù)字城市的信息收集效率。

1.2建立城市數(shù)字地形模型

城市數(shù)字地形模型是描述城市地面起伏狀況的模型，它包含了城市地面的所有地形特征，例如地面的粗糙程度，地面的起伏狀況和起伏程度等。城市數(shù)字地形模型在城市規(guī)劃、城市建設(shè)以及氣象、軍事、通信等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，它是城市建設(shè)的基礎(chǔ)地理信息之一。在數(shù)字城市的建設(shè)中，城市數(shù)字地形模型是必不可少的地理數(shù)據(jù)信息，建立精確，完整的城市數(shù)字地形模型有助于虛擬數(shù)字化的數(shù)字城市的建立，也有助于城市基礎(chǔ)信息的整合和城市景觀模型的建立。目前我國(guó)僅有少數(shù)城市建立了一定城市數(shù)字地形模型，使用的格網(wǎng)尺寸為5-25m，格網(wǎng)點(diǎn)高程精度為0.25-1.2m。

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)是建立高精度的數(shù)字地形模型的重要手段，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的使用提高了數(shù)字地形模型的分辨率，同時(shí)，自動(dòng)化數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的使用也提高了地理數(shù)據(jù)信息處理的效率。

1.3建立城市數(shù)字正射影像圖

城市數(shù)字正射影像圖是以影像信息為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行改正處理的圖件，城市數(shù)字正射影像圖真實(shí)、客觀地反映了城市的地理數(shù)據(jù)信息，具有精度高、數(shù)據(jù)量大、準(zhǔn)確客觀等優(yōu)點(diǎn)。在數(shù)字城市的建設(shè)中，城市數(shù)字正射影像圖對(duì)整合城市地理信息，更新城市地圖具有積極的促進(jìn)作用。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)可以對(duì)影像圖的正射影像進(jìn)行高精度地糾正和修補(bǔ)，提高了數(shù)字正射影像圖的精度，也大大提高了建立數(shù)字正射影像圖的效率。

1.4建立三維城市模型

三維城市模型是依據(jù)城市的真實(shí)地理三維坐標(biāo)所構(gòu)建的城市三維模型，它真實(shí)地反映了城市立體景觀的空間特征，如城市景觀的大小、形狀和紋理等三維城市模型的建立依賴于攝影測(cè)量技術(shù)所得到的城市線化圖、數(shù)字地形模型和數(shù)字正射影像圖，同時(shí)，城市景觀的坐標(biāo)采集也依賴于攝影測(cè)量技術(shù)，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)可以精確地采集景觀的坐標(biāo)和紋理特征，獲取被攝物的空間數(shù)據(jù)資料。

2　攝影測(cè)量在數(shù)字城市中的應(yīng)用流程

攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字城市中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在城市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)信息的采集和更新中，應(yīng)用攝影測(cè)量技術(shù)所采集的數(shù)據(jù)，可建立城市三維仿真模型，其主要應(yīng)用流程可分為數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的處理和仿真建模三步。

2.1攝影測(cè)量軟件采集數(shù)據(jù)

以一定比例尺的航攝照片作為數(shù)據(jù)的來(lái)源，將航攝照片經(jīng)過(guò)掃描數(shù)字化處理，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量軟件VirtuoZo可識(shí)別的格式，經(jīng)過(guò)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量軟件的處理采集城市的地物要素、正射影像、等高線要素等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)信息，具體采集流程見(jiàn)圖1。

圖1　攝影測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息采集流程

2.2GIS數(shù)據(jù)互操作處理

經(jīng)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量軟件所采集的信息還需經(jīng)過(guò)GIS數(shù)據(jù)互操作處理，轉(zhuǎn)換成虛擬現(xiàn)實(shí)建模軟件可以識(shí)別的數(shù)據(jù)格式，才可用于數(shù)字城市的三維建模。以常用的建模軟件MultiGen為例，攝影測(cè)量技術(shù)所采集數(shù)據(jù)需要通過(guò)直接轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為地形數(shù)據(jù)DED格式和數(shù)字文化數(shù)據(jù)DFD格式。

2.3建立三維城市模型

將轉(zhuǎn)換后的DED格式數(shù)據(jù)輸入虛擬現(xiàn)實(shí)建模軟件MultiGen，使用軟件建模功能建立城市虛擬三維地形模型，并將城市數(shù)字正射影像圖作為紋理映射到地形模型中，得到仿真三維城市地理模型。

將DFD格式的數(shù)字文化數(shù)據(jù)輸入建模軟件MultiGen，在三維城市地理景觀中加入城市文化數(shù)據(jù)，例如建筑物，城市道路，河流，山脈等，建立數(shù)字城市的仿真三維景觀模型。

3　結(jié)語(yǔ)

在數(shù)字城市的建設(shè)中，攝影測(cè)量技術(shù)是采集和更新城市地理數(shù)據(jù)信息的主要方式。隨著數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，地理數(shù)據(jù)信息的精度和準(zhǔn)確度也得到了提升，而攝影測(cè)量技術(shù)也必將在數(shù)字城市中發(fā)揮越來(lái)越重的作用。

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P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-371-2