城市測繪中全數(shù)字攝影測量的實際應用

馬浩

（穆棱市城鄉(xiāng)規(guī)劃編制研究中心，黑龍江 穆棱157500）

隨著攝影測量技術的發(fā)展，VirtuoZo 作為全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)，已經在我國測量工作中產生了巨大的作用。它具有良好的第五采集現(xiàn)實功能，同時能夠對不同地形進行良好的適應，并對空間信息產品進行設計。不僅如此，它還可以利用強大的測繪能力進行不同地形圖的繪制，并生成高質量的正射影像圖。VirtuoZo因其高效的數(shù)據(jù)交換能力、功能強大的軟件設計能力和對用戶友好的個性化UI，使其在基礎城市測繪工作中得到越發(fā)廣泛的應用。

1 全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的基本功能

全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對整個測量過程中各種參數(shù)的精確設置，還能對基本的數(shù)據(jù)信息、影像信息、圖片信息等進行處理和輸出，還能對設計進行三維圖像的呈現(xiàn)，并對圖形輪廓和細部裝飾進行處理和修正。利用全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)中高精度數(shù)字高程模型，可以自動生成和標注等高線，并進行三維編輯處理。利用其立體數(shù)值圖像處理，可以實現(xiàn)多矢量層的精確疊加，還能借助各種三維設備的連接，實現(xiàn)更加強大的功能。不僅如此，通過多定向計算，全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)能夠對高程和視差曲線進行編輯。

2 全數(shù)字攝影測量的應用

2.1 VirtuoZo在城市地形測繪中的應用

在對城市地形進行測繪時，應選擇視野開闊的空間，并確保周邊沒有大功率的設備對其造成干擾。然后，采用4600GPS全球同步快速偵測設備，并保證其仰角大于15°，用以進行觀測的衛(wèi)星數(shù)不少于4 個。然后，在測量地形上使用RTK整體測量，并對界址點進行測量。接下來，測量人員應對該次測量的圖根進行加密，并對圖根點進行定位，保證高程較差少于十分之一的等高距。完成這一步驟之后，測量人員要對采集到的數(shù)據(jù)進行編輯修正，并對其進行空三內加密處理，完成對地面模型的恢復工作，并對地貌的順序進行重新部署，最后需要做的，是對整個數(shù)據(jù)進行驗收。

2.2 VirtuoZo在城市建模中的應用

VirtuoZo在城市建模中的應用也非常廣泛，相較于傳統(tǒng)的城市建模方法更加精確，建模的效率也更高。它是以航空測量數(shù)據(jù)為基礎建立三維模型的一種方法，在進行IGS 測圖時，測量人員需要進行三維模型紋理的提取工作，以提高圖像的美觀程度。在對城市進行地表糾正時，VirtuoZo還能建筑的正射投影進行修正，以便得到更加精確的地表數(shù)據(jù)。VirtuoZo還能建立三維景觀，利用三維景觀對地面、建筑等進行模擬，得出建筑景觀，以便讓城市建模的精度得到進一步提升。同時，VirtuoZo還能實現(xiàn)對紋理的編輯。在紋理提取的過程中，由于各種各樣的原因，就常會發(fā)生紋理精度不高，部分紋理缺失、消失等現(xiàn)象。測量人員你可以對這些紋理進行重新編輯和粘貼，提高紋理的精確度。另外，VirtuoZo還能為測量人員提供一個立體的、基于不同視角的景觀全景，并通過放大、縮小等一系列操作，對城市景觀進行微調，發(fā)現(xiàn)其中的測繪問題，并及時改正。最后需要做的是驗收工作，利用VirtuoZo可以對建筑的編號進行識別，對其高度等其他參數(shù)進行驗收，存儲在數(shù)據(jù)庫中以便進行后續(xù)使用。

2.3 VirtuoZo在虛擬景觀建立中的應用

對于城市的建設和發(fā)展來說，城市建模和虛擬景觀都能提供一定的參考，隨著全數(shù)字攝影技術的發(fā)展，城市規(guī)劃、交通管理、消防調度等的工作效率也得到了極大的提升，也能進行更加科學的設計和規(guī)劃。另外，VirtuoZo還能幫助相關人員對洪澇災害進行評估，對房地產的開發(fā)也有一定的輔助作用。以某年航拍的太原市樣片為例，利用VirtuoZo的流程如下。首先，測量人員要對地形地貌進行重建，并將高精度數(shù)字高程模型和高質量數(shù)字正射影像圖進行疊加，初步形成城市地形模型。然后，通過自動提取和粘貼，VirtuoZo能夠從樣片影像上提取紋理，并講這些紋理粘在建筑物的框架結構上，進行模型拼接。接下來，測量人員需要對三維圖形中的地理編碼進行檢測。由于自動提取的紋理通常質量達不到預期，所以，在自動提取完成之后，還要人工拍攝建筑紋理，并將這些精確的紋理填充在建筑的紋理上，提高紋理的精確度。

2.4 VirtuoZo在地震中的應用

航空攝影是全數(shù)字攝影測量的重要方法之一，它需要航空飛行器按照設定好的路線飛行，獲取影像。在常規(guī)航空攝影中，由于影像之間會產生一定的重疊，而且必須保證旋轉偏角較小，才能保證航拍圖像的精確性。然而，在地震發(fā)生時，情況通常非常危急。在抗災工作中，航空攝影一般不能按照既定的路線飛行，尤其在地震破壞了城區(qū)的主干道之后，航空攝影更需要進行非常規(guī)飛行，以便尋找能夠使用的交通路線。有些地震發(fā)生在山區(qū)，地形起伏較大，影像重疊度高，通常難以自動確定搜索范圍。而且，由于飛行器通常需要進行轉圈飛行，這樣會導致相鄰影像之間的偏角過大，尤其當這一偏角大于15°時，圖像的準確性就會下降。為了解決這一問題，技術人員可以利用VirtuoZo通過航空攝影來形成高分辨率的正射影像圖，獲取準確的災區(qū)三維信息，為救援隊伍提供數(shù)據(jù)支持，以便指揮中心進行高效的調度。

2.5 VirtuoZo在資源監(jiān)測中的應用

傳統(tǒng)的資源監(jiān)測方法是對資源數(shù)量和位置信息的獲取，在沒有全數(shù)字攝影測量技術之前，是一項非常耗時耗力的工作。而如今，借助VirtuoZo，測量人員可以對資源的動態(tài)變化進行實時監(jiān)測。利用如今已經非常先進的無人機，測量人員可以在第一時間獲取資源的相關信息，比如土地資源的變化、森林面積的變化、野生動物的聚居情況等，對我國生態(tài)環(huán)境建設能起到非常大的作用。VirtuoZo技術還能實現(xiàn)高效的國土資源監(jiān)察工作，通過對土地資源信息的快速采集和對重點地區(qū)的高頻監(jiān)控，相關部門能夠快速發(fā)現(xiàn)違法占用耕地、非法開采等違規(guī)現(xiàn)象，能夠在第一時間派出人員進行制止，并追求相關人員的責任。

2.6 VirtuoZo在礦區(qū)沉陷控制方面的應用

我國是礦產資源大國，礦產資源的開發(fā)和加工給各行各業(yè)的生產提供了能源支持，不過，高速的發(fā)展也帶來了諸如生態(tài)環(huán)境問題、礦區(qū)地表沉陷問題等。利用全數(shù)字攝影測量技術，就能對礦區(qū)沉陷進行更加精確的描繪。利用VirtuoZo高分辨率的圖像顯示，測量人員能夠更加精確地了解礦區(qū)在不同時間段內的沉降程度，通過對等高線等圖的測繪，礦區(qū)沉降問題的發(fā)展能夠得到更好的控制。在針對礦區(qū)相關數(shù)據(jù)進行分析之后，礦區(qū)開采人員還能對固有的開發(fā)方法進行優(yōu)化，控制沉陷，降低事故風險，并減少礦區(qū)開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的破壞。

2.7 VirtuoZo在新農村規(guī)劃中的應用

農村產業(yè)轉型已經是我國農村發(fā)展的必然趨勢，新農村這一概念提出以來，我國農村已經發(fā)生了翻天覆地的變化。不過，借助VirtuoZo技術，新農村的規(guī)劃會變得更加科學。由于無人機可以在云下飛行，其高度較低，不僅能夠避免被云朵遮蔽視線，還能借助高精度的圖像，實現(xiàn)對農村地形地貌的測繪，對于農村規(guī)劃產業(yè)發(fā)展、規(guī)劃道路施工甚至海島資源開發(fā)等多個方面起到非常積極的作用。比如，測量人員可以利用飛行器對鄉(xiāng)村海島進行精確的測繪，形成三維景觀圖，并對其進行研究，確定其發(fā)展方向。有些海島可以經過合理的開發(fā)，形成獨有的景觀，甚至形成旅游景點，為農村產業(yè)轉型提供新的方向。再比如，我國中西部一些農村地形復雜，有些甚至和外界相對隔離。測量人員可以利用全數(shù)字攝影測量技術，將農村的全貌展現(xiàn)出來，并通過研究分析，得出道路工程開發(fā)的最佳方案，避免對山村復雜地形沒有足夠的認識造成的道路工程開發(fā)受阻。

結束語

全數(shù)字攝影測量技術經過高速的發(fā)展，時至今日，已經能夠很好地勝任多種領域的全地貌精確測量工作。它極大地節(jié)約了測量成本，將測量人員從傳統(tǒng)的、耗時耗力的測量工作中解放了出來，同時提高了測量工作的效率，并借助精確的影像捕捉傳感器等，實現(xiàn)了測量精度的提高。城市測繪工作時城市發(fā)展建設的前提，有了全數(shù)字攝影測量技術，城市的發(fā)展也將更快，城市的整體規(guī)劃也會更加科學、合理。測量人員在實際應用VirtuoZo等全數(shù)字攝影測量技術時，應積極結合航拍技術，實現(xiàn)對綜合數(shù)據(jù)信息的獲取，為城市建設精確的三維模型。相關人員還要注重技術創(chuàng)新，進一步提高測量的精度，提高測量的效率。比如，利用4D成像技術，對影像進行優(yōu)化，并對技術的發(fā)展有敏銳的嗅覺，通過針對性的研究，讓全數(shù)字攝影測量技術向著對城市發(fā)展更有利的方向發(fā)展。本文簡單歸納了幾個全數(shù)字攝影測量技術的應用領域，供廣大測量人員參考。