孫劍，尚金光，張偉，葉進(jìn)勇

(成都市勘察測繪研究院，四川 成都 610081)

成都遠(yuǎn)洋太古里竣工規(guī)劃測繪多元信息化技術(shù)

孫劍*，尚金光，張偉，葉進(jìn)勇

(成都市勘察測繪研究院，四川 成都 610081)

以成都遠(yuǎn)洋太古里項(xiàng)目為例，介紹了建設(shè)項(xiàng)目竣工規(guī)劃測繪工作中運(yùn)用成都市CORS均勻布設(shè)圖根控制、全站儀免棱鏡要素采集技術(shù)、大比例尺竣工成果繪制與入庫以及三維輔助驗(yàn)收產(chǎn)品制作等系列技術(shù)，突出了網(wǎng)絡(luò)RTK、免棱鏡激光測量技術(shù)在竣工測量中的優(yōu)越性，展現(xiàn)了實(shí)地360全景影像和建設(shè)項(xiàng)目真三維模型輔助規(guī)劃驗(yàn)收的作用和對數(shù)字城市平臺建設(shè)的貢獻(xiàn)。

免棱鏡全站儀；360全景；三維建模；數(shù)字城市

1 引 言

遠(yuǎn)洋太古里項(xiàng)目位于成都中心地帶的核心保護(hù)區(qū)，毗鄰千年古剎大慈寺，是太古地產(chǎn)和遠(yuǎn)洋地產(chǎn)攜手發(fā)展的開放式、沉淀了成都市厚重歷史與文化的街區(qū)形態(tài)購物中心。該項(xiàng)目占地面積5.7萬m2，總建筑面積23萬m2。項(xiàng)目周邊商廈林立，建筑密度高。項(xiàng)目內(nèi)建有地下室3層，輪廓各異且復(fù)雜；地上29棟仿古多低層商業(yè)建筑鱗次櫛比，挑檐繁復(fù)但錯落有致；建筑之間有連廊相接相通，既使整個項(xiàng)目互為一體，又為城市提供了公共開放空間。

獨(dú)特的地理位置、復(fù)雜的建筑輪廓、豐富的外觀形態(tài)以及精細(xì)規(guī)劃管理的要求使得遠(yuǎn)洋太古里項(xiàng)目對于數(shù)據(jù)精度和實(shí)地形態(tài)展現(xiàn)有很高要求。本文介紹了通過布設(shè)高精度圖根控制、配合高精度全站儀采集數(shù)據(jù)、編輯整理1∶500 DLG數(shù)據(jù)并入庫來對遠(yuǎn)洋太古里項(xiàng)目的幾何形態(tài)進(jìn)行二維表達(dá)，并通過制作實(shí)地360全景影像和構(gòu)建全真三維模型來對該項(xiàng)目進(jìn)行真三維輔助驗(yàn)收，同時對數(shù)字城市平臺進(jìn)行動態(tài)更新。

竣工規(guī)劃測繪是實(shí)施城市規(guī)劃審批后動態(tài)管理的重要舉措[1]。傳統(tǒng)的竣工規(guī)劃測繪作業(yè)方式效率不高；成果僅有二維平面圖和報告書，形式單一、不直觀。相比而言，本項(xiàng)目采用的現(xiàn)代化技術(shù)作業(yè)效率和數(shù)據(jù)精度高，成果形式豐富多元、可視化效果好，更有利于規(guī)劃驗(yàn)收決策。

2 竣工要素測量與二維表達(dá)

2.1 圖根控制點(diǎn)布設(shè)與要素測量

本項(xiàng)目竣工規(guī)劃測繪的控制測量以《衛(wèi)星定位城市測量技術(shù)規(guī)范》[2]為依據(jù)，借助健全的成都市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)，采用雙星(GPS+GLONASS)定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)全測區(qū)圖根控制點(diǎn)的布設(shè)，并通過Leica TS06型全站儀進(jìn)行圖根導(dǎo)線加密，實(shí)現(xiàn)測區(qū)圖根點(diǎn)均勻布設(shè)。傳統(tǒng)的控制測量方式是從測區(qū)周圍的城市高等級控制點(diǎn)通過導(dǎo)線測量的方式將控制數(shù)據(jù)傳遞至測區(qū)，作業(yè)效率低。相比而言，本項(xiàng)目采用的網(wǎng)絡(luò)RTK有著作業(yè)效率高、布設(shè)靈活、觀測數(shù)據(jù)無誤差積累的優(yōu)點(diǎn)[3]。

RTK圖根控制點(diǎn)平面可靠性檢驗(yàn) 表1

RTK圖根控制點(diǎn)高程可靠性檢驗(yàn) 表2

如表1和表2所示，通過全站儀校核得到，本項(xiàng)目圖根控制點(diǎn)邊長較差相對中誤差最大為1/7058，高差較差最大為 0.011 m，均滿足《衛(wèi)星定位城市測量技術(shù)規(guī)范》和《城市測量規(guī)范》[4]要求。可見，該項(xiàng)目所布設(shè)的圖根控制點(diǎn)精度高、可靠性強(qiáng)。

在圖根控制點(diǎn)布設(shè)的同時，對驗(yàn)收建筑物的房角點(diǎn)、屋檐屋脊點(diǎn)、室內(nèi)外地坪高程點(diǎn)、地下室輪廓線角點(diǎn)以及周邊地形地物點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行采集。該項(xiàng)目采用的Leica TS06型全站儀為免棱鏡激光全站儀，無須反射棱鏡、反射片等專用反射工具的協(xié)作即可對目標(biāo)進(jìn)行照準(zhǔn)測量，效率和精度均高于普通全站儀。

因該項(xiàng)目建筑多為坡屋頂結(jié)構(gòu)且屋頂坡度小，在測量建筑屋脊高度時地面設(shè)站無法照準(zhǔn)大多數(shù)屋脊，作業(yè)人員也無法采用傳統(tǒng)測量方式到達(dá)屋脊位置設(shè)立反射棱鏡。為解決此難題，作業(yè)人員將Leica TS06型免棱鏡激光全站儀架設(shè)至項(xiàng)目周邊7層居民樓樓頂，各項(xiàng)要素全部通視，一次性將屋脊高度快速精確地采集完全，充分體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)RTK結(jié)合免棱鏡技術(shù)在作業(yè)效率和數(shù)據(jù)精度方面的優(yōu)勢。

2.2 竣工規(guī)劃測繪圖繪制與規(guī)劃核實(shí)指標(biāo)比對

對外業(yè)測量數(shù)據(jù)經(jīng)過解算、平差之后，依據(jù)《國家基本比例尺地形圖圖式第1部分：1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖圖式》[5]，將竣工范圍內(nèi)及周邊地形地物按照1∶500地形圖要求繪制成數(shù)字線劃圖。

在數(shù)字線劃圖的基礎(chǔ)上，對規(guī)劃驗(yàn)收重點(diǎn)關(guān)注的竣工規(guī)劃核實(shí)指標(biāo)進(jìn)行提取和表達(dá)，得到作為竣工規(guī)劃驗(yàn)收工作直接依據(jù)的竣工規(guī)劃測繪專題圖?？⒐ひ?guī)劃核實(shí)指標(biāo)包括建筑的位置坐標(biāo)、紅線退距、建筑間距與建筑尺寸、建筑高程高度、綠地面積指標(biāo)、建筑基底面積指標(biāo)等。在竣工規(guī)劃測繪圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目申報時規(guī)劃許可的總平面圖，填寫竣工規(guī)劃測繪報告書，對該項(xiàng)目的規(guī)劃核實(shí)指標(biāo)的規(guī)劃許可值與實(shí)測值進(jìn)行詳細(xì)比對。

建筑項(xiàng)目實(shí)測間距、平面尺寸成果表 表3

建筑項(xiàng)目實(shí)測高程高度對照表 表4

由表3和表4可直觀地對該項(xiàng)目的退距、間距指標(biāo)和高程高度指標(biāo)進(jìn)行規(guī)劃審批許可值和實(shí)測值的比對，反映該指標(biāo)是否符合規(guī)劃要求。該項(xiàng)目報告書中比對間距和平面尺寸294個，比對房高299個。此外，報告書中還對該項(xiàng)目的基底面積、綠地面積、地下室凈空高、地面管線等內(nèi)容進(jìn)行了翔實(shí)的比對或羅列。竣工規(guī)劃測繪報告書是竣工規(guī)劃驗(yàn)收工作重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)編輯及入庫

將該項(xiàng)目的竣工規(guī)劃測繪圖包含竣工區(qū)域的完整地形圖要素，按《成都市勘察測繪研究院1∶500地形圖內(nèi)業(yè)更新作業(yè)指導(dǎo)》規(guī)定，符合1∶500 DLG數(shù)據(jù)動態(tài)更新要求。

對竣工范圍內(nèi)的數(shù)字線劃圖按照作業(yè)指導(dǎo)書要求進(jìn)行編輯整理。編輯流程為先對圖中地形地物進(jìn)行編碼和GIS屬性賦予，然后將帶屬性和編碼的規(guī)整圖用加載質(zhì)檢方案的程序進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)和數(shù)據(jù)邏輯拓?fù)漤?xiàng)檢查。標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)檢查包括實(shí)體編碼的正確性檢查，實(shí)體線型、線寬、顏色、比例正確性檢查，圖層正確性檢查等；數(shù)據(jù)邏輯拓?fù)漤?xiàng)檢查包括點(diǎn)、線、面重疊檢查，面閉合檢查，實(shí)體壓蓋檢查，拓?fù)錂z查，接邊檢查等。對檢查出的錯誤進(jìn)行逐一修正。

質(zhì)檢方案程序檢查無誤的數(shù)字線劃圖方可入庫。用項(xiàng)目竣工范圍內(nèi)新的規(guī)整圖替換數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)位置的既有數(shù)據(jù)，即完成動態(tài)更新。地形圖要素完備、圖元編碼和GIS屬性齊全的竣工數(shù)據(jù)為城市大比例尺基礎(chǔ)地形圖庫提供了強(qiáng)時效性的數(shù)據(jù)來源?？⒐ひ?guī)劃測繪的成果是以建筑項(xiàng)目為單位進(jìn)行存儲的，有明確的范圍線，按照上述規(guī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯入庫，可實(shí)現(xiàn)城市4D產(chǎn)品的增量更新。

3 真三維輔助驗(yàn)收產(chǎn)品制作

傳統(tǒng)竣工規(guī)劃驗(yàn)收測繪的二維平面圖難以直觀表達(dá)建筑形態(tài)，容易影響到規(guī)劃驗(yàn)收決策結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性。而計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展使得圖形表達(dá)的方式更加多樣化和細(xì)節(jié)化。本項(xiàng)目通過制作實(shí)地360全景和真三維模型兩種數(shù)字成果來輔助規(guī)劃驗(yàn)收，很好地解決了傳統(tǒng)規(guī)劃驗(yàn)收成果“少直觀”的問題。

3.1 實(shí)地360全景制作

360全景數(shù)字圖像技術(shù)是目前全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展并逐步流行的一種視覺新技術(shù)[6]。傳統(tǒng)的圖像表達(dá)形式包括靜態(tài)圖片和動態(tài)視頻，靜態(tài)圖片只能提供場景的某一角度圖像，不能有效全面地對場景進(jìn)行表現(xiàn)；而動態(tài)視頻雖然可以讓用戶對場景有全面的了解，可圖像視角依然有限，仍有一定的局限性。與傳統(tǒng)圖像表達(dá)形式相比，360全景具有以下特點(diǎn)：

①真實(shí)感強(qiáng)，基于對真實(shí)圖片的制作生成，生成的對象更真實(shí)可信；

②視角可以隨意控制，交互性能好；

③沉浸感強(qiáng)，經(jīng)過對圖像的透視處理模擬真實(shí)三維實(shí)景，給觀賞者帶來身臨其境的感覺；

④生成方便，制作周期短，制作成本低；

⑤可遷移性強(qiáng)，適合網(wǎng)絡(luò)使用，發(fā)布格式多樣，滿足各種形式的應(yīng)用需求。

該項(xiàng)目制作的360全景成果包括地面視角和天空視角。選取地面點(diǎn)位，用魚眼相機(jī)拍攝該點(diǎn)位的7張廣角照片(水平旋轉(zhuǎn)拍攝6張和天空1張)，采集每棟建筑各個外立面的建筑形態(tài)，獲取基于該點(diǎn)位的地面視角真實(shí)場景。用無人機(jī)將數(shù)碼相機(jī)搭載到合適的高度，以鳥瞰的角度對該項(xiàng)目拍攝36張廣角照片，采集竣工項(xiàng)目的建筑頂部形態(tài)及項(xiàng)目整體形態(tài)，獲取基于相機(jī)位置的天空視角真實(shí)場景。用Autopano Giga軟件對每一攝站的照片進(jìn)行拼接、水平校正、同名相控點(diǎn)優(yōu)化、渲染導(dǎo)出等操作，生成出以該攝站為視角的初始全景圖。然后用Pano2vr軟件對初始全景圖進(jìn)行漏洞修補(bǔ)，修正拼接過程中出現(xiàn)的瑕疵。待整個項(xiàng)目所有攝站的全景圖制作完成后，作業(yè)人員用自編的ckyPano程序?qū)⑷皥D導(dǎo)入，制作一個帶導(dǎo)航、站點(diǎn)切換等功能的、天空地面一體的360全景瀏覽系統(tǒng)。該項(xiàng)目的實(shí)地360全景瀏覽系統(tǒng)包含項(xiàng)目內(nèi)地面攝站42站、連廊上攝站10站和天空攝站4站，達(dá)到測區(qū)全方位全覆蓋的效果。全景成果影像拼接自然，光線、色彩真實(shí)，站點(diǎn)間切換流暢，能客觀、全面地表現(xiàn)該項(xiàng)目竣工時的外觀形態(tài)，符合《360全景生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)》要求。

實(shí)地360全景可讓規(guī)劃驗(yàn)收參與者足不出戶就能直觀地感知竣工項(xiàng)目內(nèi)不同位置的全方位形態(tài)，結(jié)合竣工規(guī)劃測繪圖能更好地掌握竣工項(xiàng)目的真實(shí)情況，是輔助規(guī)劃驗(yàn)收決策的有效工具。與此同時，將全景成果按照站點(diǎn)的實(shí)地坐標(biāo)嵌入市域電子地圖中，可逐步豐富數(shù)字成都地理信息平臺。

3.2 三維模型構(gòu)建

運(yùn)用三維建模技術(shù)構(gòu)建竣工項(xiàng)目的全真三維模型能準(zhǔn)確、全面地表達(dá)建筑的立體輪廓和細(xì)部構(gòu)造。與傳統(tǒng)的基于圖像的表達(dá)形式相比，三維模型能給人以更強(qiáng)烈的視覺刺激和真實(shí)感受。在三維模型場景中可以任意視角產(chǎn)生任意視圖，視圖間能保持正確的投影關(guān)系。

對成都遠(yuǎn)洋太古里項(xiàng)目，以竣工規(guī)劃測繪圖中建筑及地形的平面位置和高程信息為依據(jù)，在3ds Max軟件中制作該項(xiàng)目建筑和地形環(huán)境的真三維模型。對項(xiàng)目現(xiàn)場的高清照片進(jìn)行適當(dāng)?shù)夭眉簟⒆冃?、調(diào)色后，將尺寸和命名符合要求的紋理照片賦到模型外表面。成都遠(yuǎn)洋太古里項(xiàng)目的三維建模體量大，以仿古建筑風(fēng)格為主，建筑面積23萬m2，模型面數(shù)4萬面，紋理貼圖 1 232張；模型整體精度高、可量測，建筑模型的高程與竣工規(guī)劃測繪圖一致，平面位置的偏差在 0.2 m以內(nèi)；模型色彩真實(shí)，外立面細(xì)部表達(dá)完善，現(xiàn)勢性達(dá)95%以上。該項(xiàng)目的三維模型成果符合《工程建設(shè)竣工模型生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)》要求。

將本項(xiàng)目的三維模型成果導(dǎo)入到City Maker可視化技術(shù)平臺，不僅可在平臺內(nèi)對本項(xiàng)目進(jìn)行可視化調(diào)研，為本項(xiàng)目的竣工規(guī)劃驗(yàn)收提供參考，還可以為今后其他相鄰項(xiàng)目的規(guī)劃報建審批工作提供參考。數(shù)字城市的三維圖形系統(tǒng)本質(zhì)是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，構(gòu)建具備可量測、屬性查詢和空間交互分析的等功能的專題信息系統(tǒng)[7]。竣工三維模型成果的入庫，使得數(shù)字成都地理信息平臺進(jìn)一步得以完善，為下一步智慧城市建設(shè)打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

圖1 遠(yuǎn)洋太古里項(xiàng)目竣工三維成果渲染圖

4 總 結(jié)

作為地標(biāo)性建筑群，成都遠(yuǎn)洋太古里項(xiàng)目地理位置獨(dú)特、建筑輪廓復(fù)雜、外觀形態(tài)豐富、規(guī)劃驗(yàn)收要求嚴(yán)格。通過布設(shè)高精度控制網(wǎng)、配合高精度全站儀來對該項(xiàng)目進(jìn)行竣工規(guī)劃測量，提高了作業(yè)效率和數(shù)據(jù)精度；對竣工測量矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和檢查入庫，實(shí)現(xiàn)了城市基礎(chǔ)地理信息庫的動態(tài)更新，也為工程測量成果數(shù)據(jù)應(yīng)用于城市大比例尺基礎(chǔ)地形圖庫提供了數(shù)據(jù)來源；實(shí)地360全景制作和三維模型構(gòu)建，既為竣工規(guī)劃驗(yàn)收工作提供現(xiàn)狀影像信息，以三維立體視角為竣工項(xiàng)目的規(guī)劃驗(yàn)收提供輔助，又完善了數(shù)字成都地理信息平臺，對城市規(guī)劃管理數(shù)字化起到了重要作用。

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[7] 馬強(qiáng)，黃恩興，朱大勇. 竣工驗(yàn)收項(xiàng)目三維可視化研究及應(yīng)用[A]. 全國工程勘察學(xué)術(shù)大會[C]. 2010.

Multivariate Information Technologies Applied in the Completion Survey of Chengdu Sino-Ocean Taikoo Li

Sun Jian，Shang Jinguang，Zhang Wei，Ye Jinyong

(Chengdu Institute of Survey and Investigation，Chengdu 610081，China)

Taking Chengdu Sino-Ocean TaikooLi as an example，this paper introduced the procedures in the work of checking and acceptance of planning for the completed Construction project，including laying control points by CDCORS，collecting data with prism-free total station，surveying and mappinglarge scaleproducts and manufacturing three-dimensional products.Highlighted the advantages of network RTK，prism-free laser measurement technology in engineering survey. Showed the importanceof 3D panoramic image and real 3D modeling in construction project for planning acceptance and digital city platform construction.

prism-free total station；360 panoramic image；3D modeling；digital city

1672-8262(2017)03-64-04

P208.1，P258

A

2016—10—30

孫劍(1990—)，男，助理工程師，主要從事城市規(guī)劃測繪工作。