可量測三維實景影像在規劃管理中的應用探討

王立東,黃麗杰

（1.鎮江文廣集團,江蘇 鎮江 212001；2.鎮江市勘察測繪研究院,江蘇 鎮江 212004）

可量測三維實景影像在規劃管理中的應用探討

王立東1,黃麗杰2

（1.鎮江文廣集團,江蘇 鎮江 212001；2.鎮江市勘察測繪研究院,江蘇 鎮江 212004）

城市規劃與管理需要大量的空間數據和地理人文、社會統計信息。可量測三維實景影像（第5D產品DMI）填補了“4D”數據在空間信息和經濟地理人文信息表達上的缺陷，成為空間信息服務的全新數據源。本文闡述了DMI的概念、獲取及在規劃中的應用與管理。

DMI“4D”數據；規劃；三維實景影像

1 前言

信息化測繪的本質是為社會提供空間信息服務。目前空間信息服務主要依賴的數據是“4D”數據，即數字地形圖、數字高程模型、數字正射影像、數字柵格圖，但是,大量的行業應用和個人生活相關的信息，無法涵蓋在傳統的4D產品中，因此，傳統的“4D”產品及其生產模式，已經無法滿足空間信息發展的要求，而三維可量測實景影像的可視、可量測、可挖掘以及其包含的地理、經濟和人文信息的聚合，將成為空間信息服務的全新數據源。

2 可量測三維實景影像概述

可視、可量測、可挖掘實景影像它是指在一體化融合的時空序列上，具有地面坐標的航空、航天、地面立體影像的統稱可量測實景影像（digital measurable image，第5D產品DMI），是帶有與人們生活環境相關的社會、經濟和人文知識的地球全息圖。最大限度還原最真實的現實世界，是城市三維的發展方向。可量測三維實景影像構建方法：

2.1 機載激光雷達和傾斜攝影技術結合

傾斜攝影技術是近幾年來國際測繪領域發展起來的一項新技術，相比于傳統航空攝影獲得的垂直拍攝影像，它可以從多個角度獲得地物影像，以及常規攝影無法得到的地物立面的紋理信息和幾何信息。而經過多年的發展，激光雷達技術已經非常成熟地應用于數字城市建模中。機載激光雷達和傾斜攝影技術相結合，同時吸收傳統建模的優點，可快速有效解決大范圍實景三維構建的難題，

2.2 航空、航天遙感影像和移動測量系統結合

移動測量系統（MOBILE MAPPING SYSTEM，MMS），是當今測繪界最為前沿的科技之一，代表著未來道路地圖的發展主流。它是在機動車上裝配GPS（全球定位系統）、CCD（視頻系統）、INS（慣性導航系統）或DR（航位推算系統）等先進的傳感器和設備，在車輛的高速行進之中，快速采集道路及道路兩旁地物的空間位置數據和屬性數據，數據同步存儲在車載計算機系統中，編輯處理，形成可量測的三維實景影像。

3 可量測三維實景影像在規劃管理上的應用

3.1 影像督查

正射影像只能反映一定時期地表影像的變化，而可量測實景影像不僅反映了地塊變化，還反映當時城市的多方位的真實影像，是城市真實環境的記載，反映了一定時期社會和人文信息，所以對于建筑物壓蓋紅線、高層樓房超高等違章情況，直接從三維可量測實景影像上判斷，從而改變了以往進行影像督必須采用遙感技術與實地踏勘相結合的方法，使得監察管理部門更加準確、高效地掌握城市發展動態。

3.2 有效管理地下空間

移動測量系統（MMS），通過攝影測量的方式快速采集地物的空間位置數據和屬性數據。由于地下空間無法像地上空間那樣有條件讓車輛自由行使，同時地下空間也不能夠接受到GPS衛星定位信息，因此車載MMS還無法滿足地下空間數據采集的需求。而便攜式MMS具有輕巧方便、不依賴車輛載體和GPS定位的優勢，正好適用于地下空間信息采集。如果說傳統的管線探測是一種點狀的、按要素類別進行信息采集的話，MMS測量則完全是一種帶有時空印記的全要素、全紋理的立體信息采集。這種具有“可視”、“可量測”、“可挖掘”特點的實景影像庫，為地下空間的規劃與管理提供了一套非常直觀可靠的數據源。

3.3 在真實的三維城市基礎上規劃和管理

在城市規劃與管理中，空間地理信息承載在城市管理的數據及應用，基于可量測實景影像構建的三維城市具有以下特點：

（1）高精度空間信息，為三維GIS提供支撐

（2）高分辨率實景紋理，還原城市真實面貌

（3）三維模型對象化，便于城市精細化管理

（4）具有通用的數據格式，便于多平臺使用

（5）高效率的作業模式，保證數據的現勢性

傳統的現狀地物建模，頂部紋理取自正射影像，建筑立面來自實地拍攝，在制作中，為了減少數據量，通常會進行如下處理：二層以下的建筑一般采用簡易紋理，三層以上的建筑立面，為了美觀整齊，要用PS進行處理，從而使場景美觀干凈；舍棄簡易房、棚房、小的構建物（電桿、陰井、消防栓）等和真實生活息息相關的小的構件。這樣處理的結果是：

（1）構建的三維場景不能反映我們真實存在的空間。

（2）大量的對城市建設和管理有用的信息沒有真實的反映出來。

（3）降低了三維場景的實際應用。

三維可量測實景影像則糾正了上述三維城市構建中偏差，而使三維場景的構建更加科學和實用，為立體評估城市空間形象和方案評審提供了準確的數據支撐。

3.4 促進規劃管理更加科學

三維可量測實景影像應用于城市規劃和管理，意味著是將已經發現的或未發現的地面信息轉換成能讓管理者清晰、可視的直觀數據，并且依據城市規劃、建設、管理和服務的需要去整合所有的綜合信息，從而將城市的歷史線、現狀線、文化線、發展線貫穿起來，提高規劃管理的科學性和準確性。

4 結論

實景三維城市具有高度空間信息、高分辨率實景影像、還原真實城市、快速構建等特點，是地理信息技術、虛擬現實等多種技術相結合的一個創新，隨著空間信息社會化的不斷深入，具有豐富信息的城市三維實景影像數據必將成為城市3維建模的首選技術，并將應用于社會各個領域。

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