數(shù)字測(cè)量技術(shù)在構(gòu)建數(shù)字城市中的應(yīng)用

摘要：數(shù)字測(cè)量技術(shù)是科技不斷發(fā)展的產(chǎn)物，其對(duì)構(gòu)建數(shù)字化城市有著重要影響。數(shù)字城市的構(gòu)建可以實(shí)現(xiàn)城市各類信息的交流與共享，有助于促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。數(shù)字測(cè)量技術(shù)的種類很多，本文主要對(duì)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)、近景測(cè)量技術(shù)以及現(xiàn)代測(cè)繪儀器在構(gòu)建數(shù)字城市中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，以供同行借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)字測(cè)量技術(shù);數(shù)字城市;應(yīng)用

構(gòu)建數(shù)字城市是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，進(jìn)入21世紀(jì)后，信息技術(shù)以及數(shù)字化越來越發(fā)達(dá)，應(yīng)用的范圍也越來越廣，將數(shù)字測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中，可以提高規(guī)劃設(shè)計(jì)的質(zhì)量，有利于構(gòu)建現(xiàn)代化城市。數(shù)字測(cè)量技術(shù)，可以提高數(shù)據(jù)更新的速度，還可以提高數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性，有助于幫助城市規(guī)劃人員制定出最佳的設(shè)計(jì)方案。

一、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)在構(gòu)建數(shù)字城市中的應(yīng)用

將數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用城市規(guī)劃中，可以提高城市地理信息數(shù)據(jù)更新的速度，這項(xiàng)技術(shù)具有實(shí)時(shí)傳輸?shù)墓δ埽淅煤娇諗z影技術(shù)，可以對(duì)城市地理信息進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，還可以構(gòu)建出完善的攝影測(cè)量體系，利用先進(jìn)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)，主要是利用其視覺技術(shù)、圖像處理技術(shù)以及自動(dòng)匹配技術(shù)，其可以更新DLG、DOM以及DEM產(chǎn)品，使城市地理信息量更加豐富。雖然在當(dāng)前城市地理數(shù)據(jù)測(cè)繪中，多采用的是GIS技術(shù)，但是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量以其自身的優(yōu)勢(shì)在城市地理數(shù)據(jù)測(cè)繪中也發(fā)揮著較大的作用。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)比較適合野外測(cè)量，其與傳統(tǒng)野外數(shù)據(jù)采集技術(shù)相比，可以縮短測(cè)量的周期，具有較高的效率。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)與其他技術(shù)相比，還具有經(jīng)濟(jì)節(jié)省的優(yōu)點(diǎn)，其在測(cè)量的過程中，提高了幾何精度，豐富了測(cè)量信息量，有助于構(gòu)建出三維瀏覽的景觀。

二、近景測(cè)盤技術(shù)在構(gòu)建數(shù)字城市中的應(yīng)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(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)以及景觀建筑評(píng)估中有著廣泛的應(yīng)用空間。利用近景攝影測(cè)量技術(shù)，主要是應(yīng)用GIS二維線劃數(shù)據(jù)以及相關(guān)屬性構(gòu)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(cè)量人員也可以利用三維激光掃描技術(shù)對(duì)建筑進(jìn)行測(cè)量，這樣可以得到維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過拼接便可以得出建筑目標(biāo)的三維點(diǎn)云模型，這種方法是通過數(shù)據(jù)處理，得到城市建筑目標(biāo)的三維模型。

2、對(duì)大型建筑以及古代遺址的測(cè)繪

測(cè)繪可以對(duì)歷史建筑進(jìn)行記錄，可以還原古代遺址的面貌，利用數(shù)字測(cè)量技術(shù)，可以通過圖紙進(jìn)行表達(dá)，這是一種二維空間的形式。在圖紙測(cè)繪時(shí)，需要根據(jù)建筑建造規(guī)律，對(duì)測(cè)量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理，然后根據(jù)古代建筑的現(xiàn)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(cè)量人員在繪制時(shí)出現(xiàn)失誤等，利用法式測(cè)繪可以找出出現(xiàn)偏差的位置，法式測(cè)繪主要是根據(jù)古代建筑建造的規(guī)律，繪制出理想狀態(tài)下的建筑圖，將其應(yīng)用在結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的大型古代建筑中，可以收到較好的效果。測(cè)量人員利用數(shù)字測(cè)量技術(shù)，得出幾個(gè)關(guān)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(cè)繪不適用于地方特色建筑的測(cè)繪，這類建筑具有較強(qiáng)的地方特色，而且具有豐富的變化性，并不存在較強(qiáng)的規(guī)律性，所以，只能通過其他技術(shù)對(duì)建筑進(jìn)行逐一測(cè)量。近景攝影測(cè)量技術(shù)可以有效的代替法式測(cè)量，在對(duì)地方特色建筑進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，需要引入三維激光影像掃描技術(shù)，能對(duì)相應(yīng)的構(gòu)筑物進(jìn)行數(shù)字化處理，這對(duì)構(gòu)筑物的保護(hù)及修復(fù)等具有重要意義。作為一種全新的測(cè)繪技術(shù)，它具有許多新的特性及功能，研究該項(xiàng)技術(shù)和其他測(cè)繪技術(shù)間的差異，可以拓展這些新特性及功能的應(yīng)用范圍，如考古與遺址測(cè)繪、古跡保護(hù)與古代建筑的變形測(cè)量、文物修復(fù)和克隆、現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)性數(shù)字影像記錄、負(fù)載分析與安全監(jiān)測(cè)等方面的應(yīng)用。

3、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)視覺精密測(cè).

近年來，制造技術(shù)獲得了很大進(jìn)步，對(duì)精密測(cè)量技術(shù)提出了新的要求。可在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的精密三維坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)已成為先進(jìn)制造必備的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)通用三維精密測(cè)量?jī)x器的代表是CMM，但受到直線型導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的限制，一般只能用于專用的測(cè)量環(huán)境，不能應(yīng)用于制造現(xiàn)場(chǎng)。為適應(yīng)制造技術(shù)的進(jìn)步，近年來發(fā)展多種不同類型的現(xiàn)場(chǎng)二維精密測(cè)量技術(shù)和設(shè)備：經(jīng)緯儀工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)、激光跟蹤干涉測(cè)量系統(tǒng)、基于機(jī)器人的柔性坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)以及近景數(shù)字?jǐn)z影視覺測(cè)量系統(tǒng)。

近景數(shù)字?jǐn)z影視覺測(cè)量技術(shù)是建立在攝影測(cè)量、數(shù)字成像、圖像處理和精密測(cè)量原理基礎(chǔ)上的新型精密測(cè)量技術(shù)，其用于現(xiàn)場(chǎng)精密測(cè)量是目前精密測(cè)量研究和應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)。近景數(shù)字?jǐn)z影視覺測(cè)量采用類似于經(jīng)緯儀系統(tǒng)的空間交匯三角測(cè)量模型，所不同的是，它采用高性能數(shù)字成像器件作為傳感元件，結(jié)合圖像處理及模式識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體（被測(cè)點(diǎn)）的自動(dòng)識(shí)別、瞄準(zhǔn)和角度測(cè)量，實(shí)現(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化，消除測(cè)量過程中的人為誤差.有效提高測(cè)量精度，大大提高了測(cè)量效率。由于高分辨率、高信噪比的數(shù)字成像CCD器件發(fā)展迅速，如MegaPlus6.3i數(shù)字?jǐn)z像機(jī)具有3000x2001像素和10bit的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，加之計(jì)算機(jī)圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)的快速進(jìn)步，使得近景數(shù)字?jǐn)z影視覺測(cè)量技術(shù)成為目前最有前途的一種現(xiàn)場(chǎng)精密硯維坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)。

三、現(xiàn)代測(cè)繪儀器在構(gòu)建數(shù)字城市中的應(yīng)用

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，城市中出現(xiàn)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(jìn)行長(zhǎng)期的精密變形監(jiān)測(cè)，以確定其變形形態(tài)。在有些情況下，高層建筑物會(huì)產(chǎn)生水平位移，如當(dāng)高層建筑物建立在斜坡上時(shí)，高層建筑物就有可能隨斜坡一起移動(dòng)而產(chǎn)生水平位移。因而對(duì)高層建筑物進(jìn)行水平位移監(jiān)測(cè)便成為保證高大建筑物安全的一項(xiàng)重要工作。這項(xiàng)工作在建筑物的設(shè)計(jì)、施工及使用期間都有重要的意義。現(xiàn)今房地產(chǎn)應(yīng)用最廣泛的測(cè)繪儀器為SET1010全站儀，它是光學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合的光電測(cè)量?jī)x器，兼有經(jīng)緯儀和測(cè)距儀的優(yōu)點(diǎn)，并且以數(shù)字的形式提供測(cè)繪數(shù)據(jù)，具有性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，從而使得其在數(shù)字城市建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

四、結(jié)語

將數(shù)字測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在構(gòu)建數(shù)字城市中，可以提高城市規(guī)劃的質(zhì)量，數(shù)字測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，具有一定的便捷性，而且提高了測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以幫助城市規(guī)劃人員作出正確的決策以及規(guī)劃設(shè)計(jì)。數(shù)字城市的構(gòu)建是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，其涉及多個(gè)行業(yè)以及領(lǐng)域，而且需要與高科技項(xiàng)目組合，所以，應(yīng)用多項(xiàng)數(shù)字測(cè)量技術(shù)，可以加快數(shù)字城市構(gòu)建的步伐，可以增強(qiáng)城市的美觀性以及功能，可以使人們的生活質(zhì)量越來越高，還可以使城市的形象越來越現(xiàn)代化。

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