金芳芳 嚴 偉 詹 斌（京杭遙感技術(shù)（杭州）有限公司，浙江 杭州 310008）

淺析攝影測量在數(shù)字城市中的應(yīng)用

金芳芳 嚴 偉 詹 斌
（京杭遙感技術(shù)（杭州）有限公司，浙江 杭州 310008）

摘 要：攝影測量有著悠久的發(fā)展歷史，它經(jīng)過模擬攝影兩個初步的發(fā)展階段，現(xiàn)在已經(jīng)進入了數(shù)字攝影測量階段，該階段的攝影測量比以往的攝影測量具有更多的優(yōu)勢，它把傳統(tǒng)的攝影測量與計算機視覺相結(jié)合，該技術(shù)的發(fā)展源于攝影測量自動化的實踐，隨著計算機技術(shù)及其應(yīng)用的不斷發(fā)展，攝影測量已經(jīng)在數(shù)字化城市建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，本文針對攝影測量與數(shù)字化城市的特點與聯(lián)系，對攝影測量在數(shù)字化城市中的應(yīng)用做出了一些探討。

關(guān)鍵詞：攝影測量；數(shù)字城市；應(yīng)用

數(shù)字城市是數(shù)字地球的一個重要組成部分，又稱網(wǎng)絡(luò)城市或信息城市。數(shù)字城市的關(guān)鍵技術(shù)包括城市地理信息系統(tǒng)的建立、海量信息傳輸技術(shù)和基礎(chǔ)空間的獲取技術(shù)，它們是數(shù)字城市建立必備的基礎(chǔ)，尤其重要的是上述的最后一種技術(shù)，空間方面的信息是區(qū)域環(huán)境、人口、資源等各方面信息的總稱，是國民經(jīng)濟信息系統(tǒng)不可或缺的部分。

一、攝影測量的概念與發(fā)展

攝影技術(shù)是從19世紀開始被應(yīng)用于測量中的，攝影測量技術(shù)經(jīng)過不斷地發(fā)展，涵蓋了有關(guān)數(shù)字構(gòu)架的攝影測量，按照成像距離的設(shè)定，攝影測量可分為近景測量、航空范疇的測量以及有著顯微屬性的測量，當代的數(shù)字攝影測量，對傳統(tǒng)的攝影測量進行了整合，結(jié)合現(xiàn)階段的微機視覺，測量的重點是從搜集得來的數(shù)字影像中，自動分析和提煉出有用的空間信息，攝影測量得到的產(chǎn)品具有數(shù)字化的特征及其獨有的屬性，隨著近年來微機技術(shù)的發(fā)展，攝影測量的既有內(nèi)涵已經(jīng)超出了原有的范疇，攝影測量的進展已經(jīng)到達了第三階段。

二、數(shù)字城市的概念

（一）廣義的數(shù)字城市。廣義的數(shù)字城市的信息不僅包括與城市地理位置有關(guān)的空間信息，還包括一些相關(guān)的社會信息，如社會文化、社會經(jīng)濟、社會科技、社會法律政策等方面的信息。廣義的數(shù)字城市指的是城市的信息化或信息化的城市，它是一種研究城市規(guī)劃與發(fā)展的建立在各種信息技術(shù)基礎(chǔ)之上的城市，數(shù)字城市所提供的信息是大眾化的，可以供所有居民使用。

（二）狹義的數(shù)字城市。狹義的數(shù)字城市僅僅代表與城市的空間地理位置相關(guān)的信息組合，它是以全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為前提的城市管理信息系統(tǒng)，城市的管理與規(guī)劃是其關(guān)注的重點，規(guī)劃局、建設(shè)廳、水利局、土地局、環(huán)保局、科研院所等是其主要的用戶，狹義的數(shù)字城市信息系統(tǒng)主要指的是空間地理位置信息，其中主要包括城市的地形與河流信息、市場信息、交通信息、城市各級政府設(shè)施信息等。

三、攝影測量在數(shù)字城市中的應(yīng)用表現(xiàn)

（一）數(shù)字正射影像圖的建立。數(shù)字正射影像圖是對影像的垂直投影進行處理，并使之得到消除的一種地圖，它是以數(shù)字高程模型為基礎(chǔ)的，其中所涵蓋的內(nèi)容十分豐富，包括糾正后的各種地表信息，此時所建城市比例尺的準確性高，對促進環(huán)境保護、城市規(guī)劃、資源調(diào)查、災(zāi)害預(yù)防等具有重大意義，從統(tǒng)計資料上可以看出，我國城市的數(shù)字正射影像圖的數(shù)量和種類都比較少，其覆蓋范圍也不大，黑白、真彩是其常用的片種，主要用于土地調(diào)查和更新地圖方面，數(shù)字正射影像圖在世界上正受到廣泛關(guān)注。

（二）對數(shù)字線劃矢量圖的測繪。城市基本圖件的最主要形式就是數(shù)字線劃矢量圖，它是進行設(shè)計、管理、和規(guī)劃的前提，也是建立各種地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)。城市使用的基本地形圖比例尺有很多種，數(shù)字攝影測量系統(tǒng)可測繪相關(guān)的比例尺，使其包含的數(shù)據(jù)更加精確，在此過程中對一些高效測圖手法、先進測量技術(shù)的采用，可大幅度提升改善工作質(zhì)量，提高工作效率。

（三）建立三維立體可視化效果下的城市模擬景觀。三維模型是運用模擬的方法，使實測得來的地理坐標在感官上具有三維的真實效果，并據(jù)此創(chuàng)造出整體景觀模型的三維框架，使圖像的生動性及真實性效果增強，它利用對數(shù)字影像的調(diào)和及辨別，依據(jù)比實際偏大的比例尺，獲取精準的地理位置信息，最后使城市建筑的模型在計算機上生成。比如，在創(chuàng)設(shè)某三維模型時，首先必須對影像圖片進行嚴格地掃描，并把掃描得來的圖像轉(zhuǎn)換成計算機軟件可以辨別的圖像格式，其次，在建構(gòu)好的模型內(nèi)，搜集各種可以利用的數(shù)值，建構(gòu)科學的高程模型，最后，按照預(yù)先設(shè)定的格網(wǎng)和實測圖，并考慮該地段固有的地形高程，創(chuàng)設(shè)出三維態(tài)勢下的數(shù)據(jù)組。正射影像減弱了圖像的扭曲程度，使整體構(gòu)建的影像更加恒定。

（四）數(shù)字高程模型的建立。建立數(shù)字城市的基礎(chǔ)之一就是數(shù)字高程模型，它是進行各種工程設(shè)計和構(gòu)建城市三維景觀的基礎(chǔ)信息。我國目前建立了數(shù)字高程模型的城市較少，數(shù)字攝影測量系統(tǒng)具有自動生成等高線和大規(guī)模生產(chǎn)數(shù)字高層模型的功能，對數(shù)字城市的建立具有十分重要的意義。

四、攝影測量應(yīng)用于數(shù)字城市的前景

（一）三維立體動態(tài)城市景觀的整體信息數(shù)據(jù)研究。隨著數(shù)字技術(shù)在大多數(shù)地區(qū)得到普及，許多城市已經(jīng)開始制定數(shù)字城市建設(shè)的方案，數(shù)字化地球?qū)?shù)字城市的建設(shè)提出了新要求，它規(guī)定每一個數(shù)字城市在建設(shè)之前必須構(gòu)建出一個真實態(tài)勢下的生動的三維立體景觀，要求我們必須使各方面的數(shù)據(jù)構(gòu)成一個完整的信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須具備對數(shù)字高程模型、矢量數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)以及地表影像數(shù)據(jù)的管理能力。

（二）數(shù)字互操作方面。數(shù)字城市的建立需要對多方面信息的綜合處理，攝影測量所能提供的信息是不全面的，需要在目前的基礎(chǔ)上深入研究和發(fā)展，其中最關(guān)鍵的是使攝影測量系統(tǒng)實現(xiàn)全數(shù)字化的操作，并使之與其它技術(shù)實現(xiàn)互操作，基于其他標準的空間數(shù)據(jù)互操作的研究也是重中之重。

（三）空間測圖方面。城市固有的基本信息涵蓋了所有帶有空間屬性的數(shù)據(jù)，空間信息的搜集對數(shù)字城市的建立是十分重要的，空間信息包括城市的地理坐標、地理范圍、上下級縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)的數(shù)目、市場需求動態(tài)等，空間測圖是對原始圖像信息的測量，涵蓋了該城市區(qū)域內(nèi)的地形地貌狀態(tài)、河流湖泊數(shù)目、環(huán)境狀態(tài)等，正射影像圖和數(shù)字高程建構(gòu)影像模型圖都必須具有三維的構(gòu)架。

結(jié)語

隨著攝影測量技術(shù)的深入發(fā)展，當今的攝影測量技術(shù)與遙感技術(shù)已趨于成熟，它在數(shù)字城市的建設(shè)與發(fā)展中起到了巨大的推動作用，已經(jīng)成為建設(shè)數(shù)字城市的核心技術(shù)基礎(chǔ)，從目前的國內(nèi)外形勢看，攝影測量技術(shù)在數(shù)字城市的建設(shè)中有著十分廣闊的發(fā)展前景，目前，我國的攝影測量技術(shù)與國外發(fā)達國家相比還存在許多缺陷，需要進一步改進和創(chuàng)新，同時，我國的數(shù)字城市建設(shè)也需要加強規(guī)劃與管理，使其建設(shè)模式更加科學化和規(guī)范化。

參考文獻

[1]祝曉林.淺析攝影測量與遙感影像的變化檢測[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2012（07）：423.

中圖分類號：P23

文獻標識碼：B