數字測量技術在構建數字城市中的應用

摘要：數字測量技術是科技不斷發展的產物，其對構建數字化城市有著重要影響。數字城市的構建可以實現城市各類信息的交流與共享，有助于促進城市經濟的發展。數字測量技術的種類很多，本文主要對數字攝影測量技術、近景測量技術以及現代測繪儀器在構建數字城市中的應用進行了介紹，以供同行借鑒。

關鍵詞：數字測量技術;數字城市;應用

構建數字城市是社會發展的必然趨勢，進入21世紀后，信息技術以及數字化越來越發達，應用的范圍也越來越廣，將數字測量技術應用在城市規劃設計中，可以提高規劃設計的質量，有利于構建現代化城市。數字測量技術，可以提高數據更新的速度，還可以提高數據測量的準確性，有助于幫助城市規劃人員制定出最佳的設計方案。

一、數字攝影測量技術在構建數字城市中的應用

將數字攝影測量技術應用城市規劃中，可以提高城市地理信息數據更新的速度，這項技術具有實時傳輸的功能，其利用航空攝影技術，可以對城市地理信息進行全面的監測，還可以構建出完善的攝影測量體系，利用先進的數字攝影測量技術，主要是利用其視覺技術、圖像處理技術以及自動匹配技術，其可以更新DLG、DOM以及DEM產品，使城市地理信息量更加豐富。雖然在當前城市地理數據測繪中，多采用的是GIS技術，但是數字攝影測量以其自身的優勢在城市地理數據測繪中也發揮著較大的作用。數字攝影測量技術比較適合野外測量，其與傳統野外數據采集技術相比，可以縮短測量的周期，具有較高的效率。數字攝影測量技術與其他技術相比，還具有經濟節省的優點，其在測量的過程中，提高了幾何精度，豐富了測量信息量，有助于構建出三維瀏覽的景觀。

二、近景測盤技術在構建數字城市中的應用

1、制作城市建筑三維模型

三維景觀模型是城市GIS的組成之一，其在城市規劃、建筑設計以及景觀建筑評估中有著廣泛的應用空間。利用近景攝影測量技術，主要是應用GIS二維線劃數據以及相關屬性構建三維模型，然后利用攝影工具獲取建筑表面的紋理，再利用圖像處理器粘貼出建筑表面的紋理。測量人員也可以利用三維激光掃描技術對建筑進行測量，這樣可以得到維點云數據，通過拼接便可以得出建筑目標的三維點云模型，這種方法是通過數據處理，得到城市建筑目標的三維模型。

2、對大型建筑以及古代遺址的測繪

測繪可以對歷史建筑進行記錄，可以還原古代遺址的面貌，利用數字測量技術，可以通過圖紙進行表達，這是一種二維空間的形式。在圖紙測繪時，需要根據建筑建造規律，對測量到的數據進行收集與整理，然后根據古代建筑的現狀，繪制出建筑的全貌。如果完成后的二維圖紙存在偏差，比如測量人員在繪制時出現失誤等，利用法式測繪可以找出出現偏差的位置，法式測繪主要是根據古代建筑建造的規律，繪制出理想狀態下的建筑圖，將其應用在結構比較復雜的大型古代建筑中，可以收到較好的效果。測量人員利用數字測量技術，得出幾個關鍵的尺寸，便可以通過法式推算，得出建筑其他位置的尺寸，并繪制出原圖。

但是，法式測繪不適用于地方特色建筑的測繪，這類建筑具有較強的地方特色，而且具有豐富的變化性，并不存在較強的規律性，所以，只能通過其他技術對建筑進行逐一測量。近景攝影測量技術可以有效的代替法式測量，在對地方特色建筑進行測繪時，需要引入三維激光影像掃描技術，能對相應的構筑物進行數字化處理，這對構筑物的保護及修復等具有重要意義。作為一種全新的測繪技術，它具有許多新的特性及功能，研究該項技術和其他測繪技術間的差異，可以拓展這些新特性及功能的應用范圍，如考古與遺址測繪、古跡保護與古代建筑的變形測量、文物修復和克隆、現場保護性數字影像記錄、負載分析與安全監測等方面的應用。

3、工業現場視覺精密測.

近年來，制造技術獲得了很大進步，對精密測量技術提出了新的要求。可在工業現場使用的精密三維坐標測量技術已成為先進制造必備的關鍵技術之一。傳統通用三維精密測量儀器的代表是CMM，但受到直線型導軌運動的限制，一般只能用于專用的測量環境，不能應用于制造現場。為適應制造技術的進步，近年來發展多種不同類型的現場二維精密測量技術和設備：經緯儀工業測量系統、激光跟蹤干涉測量系統、基于機器人的柔性坐標測量系統以及近景數字攝影視覺測量系統。

近景數字攝影視覺測量技術是建立在攝影測量、數字成像、圖像處理和精密測量原理基礎上的新型精密測量技術，其用于現場精密測量是目前精密測量研究和應用的一個熱點技術。近景數字攝影視覺測量采用類似于經緯儀系統的空間交匯三角測量模型，所不同的是，它采用高性能數字成像器件作為傳感元件，結合圖像處理及模式識別技術實現對目標物體（被測點）的自動識別、瞄準和角度測量，實現測量自動化，消除測量過程中的人為誤差.有效提高測量精度，大大提高了測量效率。由于高分辨率、高信噪比的數字成像CCD器件發展迅速，如MegaPlus6.3i數字攝像機具有3000x2001像素和10bit的信號動態范圍，加之計算機圖像處理和模式識別技術的快速進步，使得近景數字攝影視覺測量技術成為目前最有前途的一種現場精密硯維坐標測量技術。

三、現代測繪儀器在構建數字城市中的應用

近年來，隨著科學技術的發展和我國經濟實力的增強，城市中出現了許多十幾層甚至幾十層的高大建筑物。為了確保這類建筑物的安全使用，需要進行長期的精密變形監測，以確定其變形形態。在有些情況下，高層建筑物會產生水平位移，如當高層建筑物建立在斜坡上時，高層建筑物就有可能隨斜坡一起移動而產生水平位移。因而對高層建筑物進行水平位移監測便成為保證高大建筑物安全的一項重要工作。這項工作在建筑物的設計、施工及使用期間都有重要的意義。現今房地產應用最廣泛的測繪儀器為SET1010全站儀，它是光學技術和電子技術結合的光電測量儀器，兼有經緯儀和測距儀的優點，并且以數字的形式提供測繪數據，具有性能穩定、操作簡便的特點，從而使得其在數字城市建設中得到了廣泛的應用。

四、結語

將數字測量技術應用在構建數字城市中，可以提高城市規劃的質量，數字測量技術與傳統測量技術相比，具有一定的便捷性，而且提高了測量結果數據的準確性，可以幫助城市規劃人員作出正確的決策以及規劃設計。數字城市的構建是一項系統的工程，其涉及多個行業以及領域，而且需要與高科技項目組合，所以，應用多項數字測量技術，可以加快數字城市構建的步伐，可以增強城市的美觀性以及功能，可以使人們的生活質量越來越高，還可以使城市的形象越來越現代化。

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