譚堯力
(山西省測繪地理信息院第三測繪院)
在實(shí)際工作過程中,通過對(duì)相關(guān)資料收集和整理,可以將三維數(shù)字化地形圖與傳統(tǒng)測量方式相結(jié)合。首先是要明確三維數(shù)字地形圖的定義,其主要內(nèi)容為:①利用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化設(shè)備采集并存儲(chǔ)所需的各種地理環(huán)境信息;②根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些信息進(jìn)行處理分析后形成相應(yīng)的圖形、文字以及圖像等,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的功能;③最終形成具有真實(shí)性特征的三維模型。目前,我國已經(jīng)建立了較為完善的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),但是由于各個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不一,因此在使用時(shí)往往會(huì)存在著一些差異性問題,這就要求我們必須結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法,以保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。同時(shí),還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)資料管理工作的重視程度。
1.2.1 立體感強(qiáng)
三維數(shù)字地形圖是以數(shù)字化形式對(duì)所要表達(dá)的地理空間信息進(jìn)行描述和展示,因此其具有很強(qiáng)的立體性、真實(shí)感以及逼真度等特點(diǎn);同時(shí)由于三維數(shù)字地形圖中包含了大量的地理信息數(shù)據(jù),所以在實(shí)際使用過程中可以通過計(jì)算機(jī)軟件將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種地物的有效測量與分析。
1.2.2 可量測性好
三維數(shù)字地形圖能夠?qū)崿F(xiàn)多種比例尺下的圖形繪制,并且還具備較高的制圖精度,這使得該種地圖更加適用于現(xiàn)代化城市規(guī)劃建設(shè)。此外,隨著科技水平不斷提高,三維數(shù)字地球模型也得到廣泛應(yīng)用。
1.2.3 內(nèi)容全面完整
三維數(shù)字地形圖主要包括以下內(nèi)容,首先,它需要有一定數(shù)量的點(diǎn)狀要素作為基礎(chǔ);然后,根據(jù)不同的需求來選擇不同的顏色;最后,還要對(duì)一些重要的地理位置信息進(jìn)行詳細(xì)描述。例如,在進(jìn)行建筑施工時(shí),就應(yīng)該利用三維數(shù)字地形圖標(biāo)注出相關(guān)位置信息或者是施工現(xiàn)場情況。
1.2.4 可視性強(qiáng)
三維數(shù)字地形圖一般都是采用全彩色的形式呈現(xiàn)。而且,由于其具有非常明顯的視覺沖擊力和立體感。所以,在實(shí)際操作過程當(dāng)中可以將其與其他類型的繪圖軟件相結(jié)合起來,從而達(dá)到最佳的顯示效果。因?yàn)椋谑褂萌S數(shù)字地形圖繪制工程項(xiàng)目時(shí),會(huì)出現(xiàn)很多不規(guī)則形狀以及各種各樣的線條、符號(hào)等,因此必須保證其清晰可見,否則將會(huì)影響到最終的工作質(zhì)量。
在對(duì)地籍測量中應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)時(shí),首先要做好準(zhǔn)備工作。①應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來選擇合適型號(hào)的GPS 接收機(jī)和天線等硬件設(shè)施;②還要保證所選用的GPS接收機(jī)具有較高的定位精度以及良好的抗干擾能力;③還應(yīng)做好相關(guān)的觀測前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,如對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)試,并且需要提前將設(shè)備安裝到指定位置上。另外,為了提高GPSRTK 技術(shù)的精度與可靠性,可以利用已知點(diǎn)來作為起算面,然后再按照一定的比例尺來建立相應(yīng)的平面坐標(biāo)系統(tǒng)。但是因?yàn)樵诰唧w操作過程當(dāng)中可能會(huì)受到各種因素的影響而使得最終得到的結(jié)果不準(zhǔn)確。所以,必須嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范要求來完成這項(xiàng)操作,從而有效避免出現(xiàn)誤差問題,確保整個(gè)測量作業(yè)能夠順利進(jìn)行下去。
2.1.1 控制網(wǎng)布設(shè)
在進(jìn)行GPS 控制網(wǎng)的布設(shè)過程當(dāng)中,通常是以基準(zhǔn)站和流動(dòng)站兩個(gè)基本組成部分來實(shí)現(xiàn)。其中,首先要對(duì)基準(zhǔn)站的坐標(biāo)值進(jìn)行測定,同時(shí)還要根據(jù)實(shí)際情況來選擇合適的測區(qū)范圍、測線方向以及測網(wǎng)密度等等。其次就是要合理確定好基準(zhǔn)站的數(shù)量。一般來說應(yīng)該保持4至6臺(tái)的規(guī)模即可,這樣才能更好地滿足工程施工需求。最后就是要結(jié)合實(shí)際狀況設(shè)置基準(zhǔn)站的間距,進(jìn)而達(dá)到最大限度發(fā)揮出GPS定位系統(tǒng)作用的目的。另外一方面則需要做好相應(yīng)的觀測環(huán)境監(jiān)測工作,并且將監(jiān)測結(jié)果及時(shí)上傳到中心計(jì)算機(jī)當(dāng)中。
2.1.2 導(dǎo)線點(diǎn)位測量
在開展此項(xiàng)工作時(shí),主要是通過全站儀來實(shí)施。為了使測量精度得到進(jìn)一步提升,就需要利用RTK技術(shù)來對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息加以分析處理。而且在具體操作過程之中,也可以借助全站儀來實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的收集與分析。與此同時(shí),還要注意在使用RTK技術(shù)時(shí)要嚴(yán)格按照操作規(guī)范要求來執(zhí)行,以免出現(xiàn)一定的誤差問題,從而導(dǎo)致最終測量結(jié)果不準(zhǔn)確或者存在較大偏差等。
在對(duì)測區(qū)進(jìn)行測量時(shí),首先要將地面控制點(diǎn)布設(shè)到測區(qū)內(nèi),然后利用全站儀和數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備對(duì)測區(qū)進(jìn)行全面的檢查和記錄工作,最后再通過專業(yè)軟件對(duì)其進(jìn)行處理分析。為了保證數(shù)據(jù)質(zhì)量、提高精度,需要根據(jù)測區(qū)情況合理選擇測線,一般采用直線式或者曲線法兩種方式。
2.2.1 直線式
這種方法是最常用也是最為有效的一種方法,主要適用于一些特殊地區(qū)或復(fù)雜地貌區(qū)域,它可以很好地解決傳統(tǒng)方法中無法解決的難題,同時(shí)還能夠確保所獲得的信息真實(shí)可靠,但是由于該種方法成本較高且效率低,所以應(yīng)用范圍不廣。本文以某工程項(xiàng)目為例說明如何實(shí)現(xiàn)直線型點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集模式下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理流程。因?yàn)樵诒敬螠y量中,我們使用了全站儀作為外業(yè)數(shù)據(jù)采集工具來完成整個(gè)過程[1],而且要求點(diǎn)位分布均勻并且具有一定密度,因此就要將點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集與地面控制系統(tǒng)結(jié)合起來才能更好地滿足實(shí)際需求。具體操作如下:首先需要對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括去除噪聲和去除非必要的建筑物等干擾源以及對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)做坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)處理;其次利用全站儀獲取測區(qū)內(nèi)所有已知位置的平面坐標(biāo)、高程及坡度等,然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)建立起相應(yīng)的模型。
2.2.2 曲線式
通過計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)生成所需的曲面模型,然后用CAD 軟件繪制出該曲面線段圖,最后再用CASS 軟件進(jìn)行編輯即可獲得該區(qū)域內(nèi)任意角度的曲面線段信息。這種方式主要適用于一些復(fù)雜地貌或是不規(guī)則形狀的區(qū)域,但由于無法保證數(shù)據(jù)精度所以只能采用此法,并且在實(shí)際應(yīng)用過程中有一定難度[2]。
2.2.3 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
由于點(diǎn)云數(shù)據(jù)是按照一定規(guī)則排列成二維圖形,因此要想提高點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精度必須通過內(nèi)業(yè)幾何糾正、特征提取和編輯等一系列工作,這也是點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查最重要的環(huán)節(jié)之一。
2.3.1 在計(jì)算機(jī)軟件中對(duì)影像進(jìn)行處理和編輯
將拍攝到的照片導(dǎo)入到PhotoScan軟件當(dāng)中,并且通過該軟件來獲取所需要的信息。然后根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的比例尺以及分辨率等參數(shù),最后完成圖像處理工作。
2.3.2 在三維立體模型上構(gòu)建三角網(wǎng)模型
在建立三角網(wǎng)時(shí),應(yīng)當(dāng)先確定好各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置、大小以及方向等。然后利用相機(jī)設(shè)置好相應(yīng)的焦距與光圈值,從而使得整個(gè)三角網(wǎng)能夠更好地呈現(xiàn)出真實(shí)情況。接著再計(jì)算出每一個(gè)三角形的面積,并且要確保所有的三角形都是對(duì)稱的[3]。如果有多個(gè)三角形出現(xiàn),那么就要按照一定的順序排列成行,同時(shí)還要保證相鄰兩個(gè)三角形之間的間距不能超過5cm。
該種技術(shù)主要是通過將GPS系統(tǒng)作為基礎(chǔ)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集與處理以及分析等一系列操作。同時(shí)還能夠有效地提高數(shù)據(jù)信息的精確度、準(zhǔn)確性。另外在這項(xiàng)技術(shù)的具體應(yīng)用之下還能夠使得整個(gè)項(xiàng)目施工進(jìn)度得到進(jìn)一步提升。因?yàn)檫@一技術(shù)具有較高的自動(dòng)化水平,所以在實(shí)際的使用過程中也就更加方便快捷了。
三維數(shù)字測圖就是指運(yùn)用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)來對(duì)所需要繪制的圖形進(jìn)行數(shù)字化處理并且形成相應(yīng)的地圖。而且由于三維數(shù)字測圖技術(shù)自身具備著非常明顯的優(yōu)勢,因此在實(shí)際的測繪作業(yè)開展過程當(dāng)中會(huì)受到很多因素的影響。但是只要掌握了這些因素,那么就可以保證最終測繪結(jié)果的精準(zhǔn)程度[4]。例如在實(shí)際的三維數(shù)字測圖工作開展過程中,首先要根據(jù)所測得的三維坐標(biāo)點(diǎn)來建立起一個(gè)三維立體空間模型,然后再結(jié)合實(shí)際情況來選擇合適的比例尺和圖幅大小等等,最后才能夠借助專業(yè)軟件來完成對(duì)該區(qū)域內(nèi)所有的地理信息數(shù)據(jù)的采集。
因?yàn)槿S數(shù)字地圖是通過將現(xiàn)實(shí)世界的各種各樣事物都以數(shù)字形式表現(xiàn)出來,所以說這種方式也被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),其主要是利用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊等相關(guān)技術(shù)手段來構(gòu)建出具有真實(shí)性特點(diǎn)的三維空間、物體及環(huán)境模型。同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三維空間物體的動(dòng)態(tài)監(jiān)測、分析以及模擬。
綜上所述,在對(duì)城市進(jìn)行建設(shè)時(shí),需要充分考慮實(shí)際情況,采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來提高工程質(zhì)量和效率。因此,為了保證建筑工程能夠更好地發(fā)展,就要加強(qiáng)相關(guān)工作人員的專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)力度,并且要不斷引進(jìn)新型設(shè)備,從而使得我國的城市化水平得到進(jìn)一步提高。另外還應(yīng)該注意到,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,人們生活質(zhì)量也越來越好,這就要求我們必須重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與完善,這樣才能從根本上推動(dòng)我國城市化進(jìn)程的加快。為此,在開展城市規(guī)劃以及工程建設(shè)的時(shí)候,一定要注重科學(xué)性和合理性,只有這樣才能有效提升整體的社會(huì)效益,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),促進(jìn)城市化建設(shè)的順利進(jìn)行;最后,在進(jìn)行數(shù)字化城市管理工作時(shí),需要將計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)引入其中,利用計(jì)算機(jī)對(duì)城市中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理等操作,然后通過圖形顯示出來,以此來達(dá)到對(duì)整個(gè)城市運(yùn)行狀況的全面了解,同時(shí)還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在于城市當(dāng)中的各種問題,以便采取針對(duì)性的措施加以解決。 綜上所述,在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境下,傳統(tǒng)測量方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化建設(shè)需求。