测绘工程中三维城市测量技术的应用与前景分析

■郑积山

（库尔勒天拓勘察测绘院新疆库尔勒841000）

测绘工程中三维城市测量技术的应用与前景分析

■郑积山

（库尔勒天拓勘察测绘院新疆库尔勒841000）

本文对三维城市测绘进行探究分析，阐述了三维城市测量技术的应用，并预测了三维城市测量技术的发展趋势。

测绘三维技术应用

随着地理信息系统，虚拟城市等领域在世界各国的迅速发展，三维景观动态仿真技术广泛应用的时机已经到来，大规模城市三维建模工程不断出现，由于在三维表达、分析与模拟等方面独特的直观性与丰富的信息特性，客户就可以依靠自己的经验与理解快速做出准确的空间决策。所以近年来城市三维模型越来越广泛地应用于城市的数据处理与管理。因此传统测绘技术也逐渐向现代数字化测绘技术方向转变，新时期的三维城市测量技术的发展趋势和方向将会朝着测量数据整理、控制实时化、自动化以及数字化方向发展；同时，测量数据信息管理也讲朝着标准化、科学化以及规格化方向发展；而测量数据的传播与适用将朝着多元化、网络化以及社会化方向发展。

1 发展三维城市测绘的重要性

1.1 三维城市测绘是测绘发展的必然趋势

数字化、网络化、信息化是我国现在城市化发展的重要特征，各级规划、国土和测绘部门急需提高其提供基础地理信息的能力。城市三维测量基准能帮助数字城市规划获得更精准的测绘数字信息，具有传统测量技术不可比拟的优越性。根据联合国人居中心预测，全球城市化水平在2025年将达到65%，而我国目前城市化水平仅达30%，我国今后十年的发展取向必然是城市化进行加快。测绘是城市化发展的支持和保障，建立城市高精度三维城市测量基准能提供城市平面坐标系统和高程系统的统一性和精确性，并及时更新和保存测量成果，为经济建设提供可靠服务保障。同时“数字城市”的建立必须建立在高精度三维城市测量成果之上，高精度三维城市测量基准能为“数字城市”建立提供精准、动态的地理空间基础框架数据。以GPS为代表的定位技术的发展和高精度城市似水准面的实现也说明了高精度三维城市测量基准的建设是现代测绘行业发展的必然趋势。

1.2 有利于建设数字城市基础工程

建立城市高精度三维城市测量基准的主要目标是运用网络、GNSS、现代城市测量、地球动力学等技术和方法，提供移动定位、动态连续的空间参考框架和地球动力学参数等服务，建立平面、高程、重力场信息于一体的综合性高精度城市三维基准。数据是数字化城市建立的物质基础，随着城市建设规模的扩大，传统的城市平面控制系统难以满足城市空间地理信息的采集和工程建设的需要，只有建立高精度三维城市测量基准才能为数字城市建设提供精度高且均匀的测绘数据服务。

2 三维城市测绘技术的应用

2.1 卫星定位测量系统

GPS网控制建立是指利用现代计算机、数据通信和互联网组成网络，及时向用户提供动态的经过检测的不同观测值以及有关信息。GPS定位技术应用于城市测量，根本变革了传统测量技术的布网方法、作业途径和程序。GPS控制网系统具有覆盖面广、定位精度高、可靠性强、费用低廉等优点，并结合厘米级大地水准面的建立，为城市规划提供全方位、全天候的数字信息服务。由基准站（参考站）、系统中心、呼叫中心、数据通信、用户应用等子系统组成建立GPS控制网需要的硬件设施有：基站配备电脑及调制解调器、基站固定电话线、手机及手机卡；软件设施有：数据库管理模块、基站状态监控模块、无线数据发布模块数据通讯管理模块；最后还有接受GPS信息的RTK机。

2.2 全站仪

对于全站仪而言，其作为一个相对标准的三维测量仪器，可同时对距离、角度进行准确测量，而且全站仪可以自动显示、计算出相关数据信息；存在着多种数据信息的记录储存方式；可实现水平角、垂直角的自动补偿。在2+1维测量中，基准面是水准面，测量结果会受到城市水准面精度的影响。

2.3 三维激光扫描仪

对于三维激光扫描仪而言，实际上它是近年来才出现的三维测量新仪器。该种仪器扫描速度非常的快，而且点位精度相对较高、点密度也非常的高，因此应用普及速度较快。实践中可以看到，这种仪器设备通常不依赖水准面，而且受城市水准面精度影响也非常的小。

3 三维城市测绘技术的未来发展前景展望

3.1 三维城市测绘技术正向着数字化发展

在新的历史时期，城市测量已经不再是单一的简单的提供一些地图数据方面的服务活动，它要求城市测量提供相关的、准确地理信息服务，从而全面推动我国城市测量事业进入信息化发展时代。所谓信息化测绘技术，其主要是依托于现代计算机网络技术，同时利用现代信息技术以及空间技术设备，为城市建设的发展提供了有效的地理信息服务三维测绘技术。从实践来看，三维测绘技术的未来发展，必将朝着实时获取信息、自动处理相关数据以及提供网络化信息服务和信息社会化应用方向发展。从某种意义上来讲，三维测绘技术正在正朝着数字化、高精尖方向发展。

3.2 建立统一的技术平台

三维测绘技术最具代表性的是3S技术，即GPS、GIS以及RS。在现代工程测量过程中，3S技术的应用更加的广泛，其中GPS技术提供了准确的目标空间位置，便于城市建设的准确定位。在地面控制测量实践中，对已有控制网应当进行全面的检验、改善与审核；同时，还要对旧有的控制网实施加密操作。对于GIS技术而言，其主要是更加便于建立多源数据信息模型，建立项目信息管理系统，综合管理城市建设项目的设计和环境评估等，对多种来源的时空数据综合考虑、处理和实施集成化与动态管理。RS技术主要是进行地形图测绘工作，开展土地资源调查、生态环境和地质灾害调查，快速提供信息。“3S”技术是当前国内外城市测量技术发展的重要趋势，在应用过程中，GPS主要是确定目标的空间位置，RS主要是快速提供目标信息，GIS主要是对多种数据进行集成处理。三种技术在功能上相互补充，只有建立一个统一的平台，让他们充分发挥优势，才能实现城市测量的精准性。

4 结束语

随着现代计算机网络技术的不断创新与改进，三维测绘技术也逐渐走向成熟，这使得数字城市建设发展理念的提出不再只是一个空想，而是实实在在的发展目标。实践中可以看到，依托于先进计算机网络技术的数字城市建设需较长时间的完善与改进，而且会随着现代三维测绘技术在工程测量中的应用不断增大器范围，并最终会走向城市测量的自动化、数字化以及信息化和智能化道路。

[1]黄强，Auto CAD三维立体图测绘技术及数据处理 [J].工程勘察，2012（12）.

[2]陈思杰，民生服务中心设计探讨 [J].建筑设计管理，2011（02）.

[3]王荣杰，刍议现代城市测量技术的应用与发展 [J].城市建设理论研究（电子版），2013（11）.

P2[文献码]B

1000-405X（2016）-6-215-1