地籍測繪工作在城市三維地圖形成中的應用

曹玉生，王新明

南通市測繪院有限公司，江蘇南通 226000

隨著我國城市建設的發展與能源工業的發展，對于地籍測繪的要求越來越多，且科學技術也廣泛應用于地籍測繪。全站儀是隨著光學、機械、電子等諸多學科的發展而出現的現代測量儀器，棱鏡是構成全站儀測量系統和測量機器人系統的重要組成部分，其作用是作為測角測距精確照準目標和信號反射目標以實現系統的角度、距離測量。三維地圖是具有位置信息的三維圖像，即“三維地圖=三維圖像+位置信息”，是一定區域的實景的數字化再現。本文為此具體探討了地籍測繪工作在城市三維地圖形成中的應用分析，現報告如下。

1 地籍測繪與城市三維地圖

1.1 地籍測繪內容及地籍測繪特征

地籍測繪的基本內容是測定土地及其附著物的權屬、位置、數量、質量和利用情況。而地籍測繪的特征如下：地籍測繪為土地管理提供了精確、可靠的地理參考系統；地籍測繪的技術標準必須符合土地法律的要求；地籍測繪工作有非常強的現勢性；地籍測繪具有勘驗取證的法律特點；地籍測繪技術和方法是對當今測繪技術和方法的應用集成；從事地籍測繪的技術人員應有豐富的土地管理知識。

1.2 三維地圖的應用價值

三維地圖從英國Bath 城的三維計算機模型建立開始，上世紀90 年代開始有了較大的發展。到2000 年，全球已有63個城市建立了一定規模的三維城市模型應用，三維地圖的應用與規模和城市經濟發達程度相關，如倫教、紐約、東京等國際性大城市早已積極開展三維地圖的應用。我國也從上世紀90年代起，在北京、上海、廣州、深圳等大城市陸續開始了一些三維城市模型的研究，主要集中于三維場景演示方面，相關項目有上海北外灘應擬城市系統與深圳市數字三維城市演示系統等。在具體應用中，其首先通過激光掃描儀對地面及物體進行全方位的連續掃描，獲得地面及物體表面每個采樣點的空間坐標信息，并用全息相機獲得地面和物體的影像照片。之后通過相關計算機處理軟件用所獲得的采樣點數據形成實景的三維點云圖、繼而生成三維模型，然后將真實物體的紋理信息加到三維模型上，最后去除噪聲并進行圖像優化，獲得與實景極為近似的三維地圖。

2 地籍測繪工作在城市三維地圖形成中的應用過程與特點

2.1 地籍測繪工作在城市三維地圖形成中的應用過程

設定測站點的三維坐標；讀數方位角；設置棱鏡常數；設置相關指標值；量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀；照準目標棱鏡，全站儀開始測距并計算顯示測點的三維坐標。

2.2 地籍測繪工作在城市三維地圖形成中的應用特點

三維地形數據采集首先是外業采集，主要是利用全站儀采集地形點的三維空間數據。城市三維地圖數據的采集方法較多，全站儀采集適用于作業面積范圍較小的工，也適應于大比例尺、精度要求高的三維空間數據。在我國城市的地形特征中，地籍測繪工作的在山地特征點一般包括洼地、山谷點、山腳點、山頂、山脊點、等，由于受勞動強度、通視條件等因素的影響，只能采集地形特征點的三維空間數據。

3 地籍測繪工作在城市三維地圖形成中的應用的方法

3.1 地物高度測繪

我們知道，隨著我國城市建設的發展，高層建筑越來越多。由于地物很高，導致全站儀望遠鏡仰角的限制，為此在進行測量豎直角中，我們需要將儀器架在離建筑物相對比較遠的地方進行測量。在計算中，我們計算地物的高度H=h1+h2，其中h1=s tan(v1)，h2=s tan(v2)。

3.2 距離和斜距測繪

本實驗中高度精度由測距精度影響，因此高度精度為：

式中：ml 為平距中誤差，ms 為斜距中誤差，精度分析結果見表1。

表1 測量兩個斜距和一個平距來求地物高度的測量數據

根據計算，我們得到的尺長為1.9988m，和真值相差0.0012m，為此相對誤差是為6/10000。

同時我們應用全站儀采集地物底部特征點的數據，此時進行數據采集時和地面上進行數據采集時的工作過程是一致的，同時可以利用全站儀有棱鏡測量法對地物的高度進行測量，因此獲取地物底部特征數據和地物頂部特征數據。

在城市三維地圖測量中，我們可以用全站儀采集地物底部特征點的數據，從而對地物的高度進行測量，從而有利于城市三維地圖的形成。

[1]劉經南，張小紅.激光掃描測高技術的發展與現狀[J].武漢大學學報：信息科學版，2003，28(2)：132-137.

[2]連劍波，孫變富.基于面向對象數據庫的地籍測繪系統[J].安徽農業科學，2010(21).

[3]詹長根，鮑家偉，黃德霖.全站儀棱鏡常數未改正引起的測量誤差分析[J].北京測繪，2005(3).

[4]張建輝，陳景新，羅永賢.大比例尺地形圖更新問題探討[J].北京測繪，2010(4).

[5]胡楠.基于MapGIS的地籍信息系統的設計與實現[J].北京測繪，2012(2).

[6]鄭江南.基于模糊評價法的地籍測繪成果研究[J].才智，2008(15).

[7]王繼周，李成名.城市數據獲取技術發展探討[J].測繪科學，2004，29(4)：71-73.

[8]王靖，師軍良.無棱鏡全站儀在數字地形圖測繪中的應用[J].黃河水利職業技術學院學報，2008(1)：46-48.