論三維數(shù)字地形圖測繪技術(shù)的應(yīng)用

劉心一（湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，湖北 黃石 435100）

一、維物體的三維地形和測繪

（一）三維地形的渲染

有三種常見的數(shù)字地形表達(dá)：輪廓模型、不規(guī)則網(wǎng)格模型和常規(guī)網(wǎng)格模型。輪廓模型通過輪廓線上的點直接產(chǎn)生三維地形，這條線有很多的臺階跡象，輪廓線不能很好地表示特殊的地形。不規(guī)則網(wǎng)格模型又稱不確定三角形網(wǎng)格，是由不規(guī)則采樣點形成的連續(xù)三角形，近似于地表的實際表面。沒有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)順序，其表面理解能力不足，該束模型具有均勻間隔分布的特點，三維的束帶模型更直觀、更詳細(xì)、更真實地表達(dá)了地形，在表達(dá)特殊地形方面擁有更好的優(yōu)點。二維數(shù)字地形圖很難用二維符號來表示特殊地形的空間模型或構(gòu)造，而三維規(guī)則網(wǎng)格地形模型可以直接地顯現(xiàn)出來，從而忽略了符號表示的復(fù)雜性和不可視性，可視化效果更直觀、更具體。

三維數(shù)字地形圖的精度取決于采樣點的精度，三維網(wǎng)格的分辨率取決于地圖的尺度和地形的復(fù)雜性?？梢钥紤]使用多分辨率網(wǎng)格模型來表達(dá)地形，對于地形簡單的平原，網(wǎng)格更大，而對于地形復(fù)雜的山區(qū)，網(wǎng)格則更小。通過這種方式，地形的緩解不僅更加現(xiàn)實，而且數(shù)據(jù)多余也更少。

（二）三維地面物體的呈現(xiàn)

傳統(tǒng)的二維數(shù)字地形圖用二維符號來表示。所有的特性都顯現(xiàn)在同一平面上，并且沒有高度。這種表示辦法顯然比三維數(shù)字地形圖更加抽象和普遍。

在二維數(shù)字地形圖中，最難以準(zhǔn)確、生動表達(dá)的是線性地面物體的三維形狀。線性地面物體的空間三維形狀不僅應(yīng)在水平方向上的拐彎指出，而且應(yīng)在垂直方向上的各個拐點上，也就是說，在仰角或坡度上有較大的改變。二維數(shù)字地形圖僅使用與眾不同的二維符號來表示水平方向上的拐點或模式，在垂直方向上不能直接描述其真實位置和狀況。

二、三維地形和地物空間匹配的集成技術(shù)

三維數(shù)字地形圖包含地形模型以及各種地面物體的地表和地下模型，這些模型必須與地形模型相結(jié)合。如果地面物體和地形不相符，地面物體就會飛升在空中或是地面物體在地面下面，這與實際空間位置的表達(dá)不一致。因此，必須采用以下方法實現(xiàn)兩者的無縫匹配集成。

（一）在測繪地面物體的特征點時，必須測量其仰角值，以便將地面物體的特征點作為高程點。同一建筑物的每個特征點的高程值大致都是一樣的。

（二）在收集地面物體的特征點時，我們不僅要收集水平方向上的拐點，還應(yīng)收集垂直方向上的拐點。

（三）地面物體的所有特征點都被用作高程點，以便形成三維網(wǎng)格的地形模型。

依據(jù)上述地形和地面目標(biāo)建模方式及其結(jié)合和集成的辦法，在測試區(qū)外部測量中收集了與精度要求相一致的三維空間信息。開發(fā)項目測出了三維數(shù)字地形圖，使得了三維量計算和空間理解的功能得到實現(xiàn)。

三、三維數(shù)字地形圖運(yùn)用

三維數(shù)字地形圖在城市策劃和工程建設(shè)中擁有大范圍的應(yīng)用前途,它的設(shè)計規(guī)劃和設(shè)計人員了解現(xiàn)場,提供了一個更明顯、詳細(xì)的地理信息,同時也可以實現(xiàn)視覺策劃和設(shè)計結(jié)果的三維可視化效果，為規(guī)劃設(shè)計人員表示它的策劃和設(shè)計想法提供了便利。

四、如何優(yōu)化施工組織設(shè)計

施工組織建設(shè)由施工單位所制造，以指示施工預(yù)備和并形成施工技術(shù)文件，是現(xiàn)場施工管理的內(nèi)部規(guī)定，它的用途是：根據(jù)招標(biāo)文件的具體需求，充分分析項目的客觀條件和實施狀況。在工程特性的基本上，結(jié)合單位的技術(shù)人員、設(shè)備和管理水平，對人員進(jìn)行統(tǒng)一策劃、合理安排，并組織力量與資金，充最大程度地利用現(xiàn)有的空間和時間，采用先進(jìn)的施工方法，選擇經(jīng)濟(jì)適合的管理施工計劃，建立合理的生產(chǎn)規(guī)則和有效的管理辦法，使用最少的資源和資金盡一切努力完成高質(zhì)量、低成本、短工期、效率高的項目。

對于在現(xiàn)場生成的簽證，必須按規(guī)定時間檢查站點上的特定應(yīng)用程序以及工作情況，保證有根據(jù)，避免虛假報告、多報告現(xiàn)象。簡而言之,必須合理有效地控制施工過程，力求與合同相一致，加強(qiáng)過程控制，通過科學(xué)合理的技術(shù)原則以及經(jīng)濟(jì)和法律方法，掌握良好的工程變更和簽證，這是一個重要的環(huán)節(jié)，以便盡可能地控制工程變更這一重要的聯(lián)系，在簽證上良好控制“簽字”這個環(huán)節(jié)，不能等待和解時再控制審計，必須快速實現(xiàn)有效的管理，進(jìn)而控制道路和橋梁工程的成本，對施工階段的整體管理具有積極的效果。

對于現(xiàn)代道路和橋梁工程的建設(shè)項目來說，在整個系統(tǒng)中，工程過程成本的掌控是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，各種內(nèi)部和外部因素都很容易發(fā)生，因此，必須采取道路和橋梁工程成本控制措施，以便建設(shè)單位更加有效地改善施工質(zhì)量和管理，從而確保在規(guī)定的時間內(nèi)改善施工項目的質(zhì)量，保證廣大公眾的基本權(quán)利和利益。必須充分了解公路和橋梁工程造價控制的開發(fā)，因為這項工作的技術(shù)很重要，也很困難，同時，它也充分結(jié)合了道路和橋梁工程的實際情況。除此之外，建設(shè)項目成本控制應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，進(jìn)而構(gòu)建完善的項目成本控制

五、結(jié)束語

三維數(shù)字地形圖打破了了空間的局限，將舊的二維數(shù)字地形圖加強(qiáng)為為三維空間數(shù)據(jù)，從三維空間的角度分析和表示了它們之間的實際客觀的世界和空間構(gòu)造聯(lián)系。它主要利用大尺度來表達(dá)小區(qū)域的地理數(shù)據(jù)，具有直觀、生動、詳細(xì)、全面的特點。它在城市規(guī)劃和工程設(shè)計中具有很好的應(yīng)用前途，在促進(jìn)三維發(fā)展方面也發(fā)揮著積極的作用。