实景三维技术在地形测绘与城市规划中的融合应用

摘要：为提升地形测绘与城市规划精度与效率方面，本文对实景三维技术在高分辨率地形建模、数据融合以及城市三维模型动态续建应用路径的研究，通过航空摄影测量、无人机倾斜摄影及激光点云数据协同采集来实现多源地形数据融合与高精度数字高程模型构建的情况，还有结合BIM/CIM接口技术建立面向规划决策支持三维可视化平台以提升空间适宜性分析及多部门协同规划能力这一系列举措。

关键词：航空摄影测量；实景三维建设；测绘三维数据续建；应用

引言

随着遥感技术与三维建模算法不断发展，实景三维技术在地理空间信息获取与表达方面的应用价值呈不断提升之势，传统地形测绘方法存在精度有限、数据更新缓慢之类的问题，难以满足精细化城市规划管理需求，而把航空摄影测量、激光点云以及倾斜摄影等多源数据加以融合以构建高精度三维模型，已然成为地形测绘与城市规划数字化转型的重要方向。

1. 实景三维技术在地形测绘中的精度提升与数据融合策略

1.1 数字高程模型（DEM/DSM）在高精度地形测绘中的构建路径

高精度数字高程模型（DEM）与数字表面模型（DSM）构建过程中受数据源质量与处理策略直接影响模型精度及适用范围情况[1]。当前常用获取手段如航空摄影测量、激光雷达（LiDAR）点云扫描以及无人机倾斜摄影技术各有不同空间分辨率、高程精度与地物穿透能力状况，经对比分析不同采集手段下DEM垂直精度可达亚米至厘米级且激光点云穿透植被能力较强适用于复杂地貌区裸地提取而航空摄影与倾斜摄影适合城市地区高分辨率表面建模情形，在数据处理流程里需结合滤波算法提取地面点构建规则格网DEM并结合三角网（TIN）算法提升边缘拟合精度状态，数据融合阶段需对各源数据进行空间配准与误差修正以减少重建过程中冗余和错位误差情况。

1.2 航空摄影测量与无人机低空测绘技术的融合应用

低空无人机测绘技术融合传统航空摄影测量与无人机倾斜摄影，可弥补中小区域传统航测精度不足且在复杂地貌与建筑密集区域实现精细化建模。搭载五镜头倾斜相机系统的无人机经多角度成像能显著提升模型真实感与几何精度。测区设计需合理设置飞行高度、前旁向重叠率及地面分辨率（GSD）参数并布设高精度地面控制点与检核点以提升模型空间定位精度[2]。数据处理环节通过空三加密、立体匹配及模型重建实现影像到三维点云的自动化转换；实例数据显示在典型丘陵区应用该技术其建模分辨率可优于5cm且水平精度控制在0.1m以内。通过与航空摄影测量数据的融合，可实现大范围覆盖与重点区域高精度细化的有效结合，提升整体地形测绘的分层精度与可视化质量。

1.3 三维地形图与传统地形图数据融合建图方法

实景三维技术引入后为地形图更新与拓展所提供的新路径在于，通过融合正射影像（DOM）、三维地形网（TIN）、数字高程模型（DEM）以及已有矢量线划图数据来构建具备真实纹理、准确高程与完整要素表达的三维地形图；在建图流程中要对多源数据进行空间统一处理，借助影像矫正、地物分类与语义提取等手段补全与修正传统图幅中缺失或模糊区域；由DOM提供真实影像纹理，DEM与TIN支撑高程与坡度信息，矢量图层负责建筑、水系、道路等要素的边界定义；在融合建模过程需引入多尺度拼接与细节保留算法以保障地图数据连贯性及边缘过渡自然性。

2. 实景三维技术在城市规划中的建模实现与可视化决策支持

2.1 城市实景三维模型构建方法与测绘三维数据续建策略

当前主流方法借助倾斜摄影、激光雷达（LiDAR）、街景图像采集系统获取点云及影像数据并结合空三加密、立体匹配和纹理映射等建模流程以生成具备真三维地理信息表达能力的模型，鉴于满足城市建设实时性与阶段性管理需求的考量使得三维模型的动态续建策略成为关键[3]。通过构建统一的数据架构平台实现对已有模型的空间切片管理与版本迭代更新并结合地理国情数据库与建筑信息模型（BIM）系统的数据接口可按需对新增建筑物、道路改造、绿地变化等内容进行更新，平台端运用CIM（City Information Modeling）技术集成多类信息资源以达成对城市空间形态与功能的多尺度表达。

2.2 城市规划中三维场景可视化与地形适宜性分析

在城市规划里，三维实景模型的应用已突破仅作可视化展示的局限，深度融入空间分析与决策支持的全程，通过构建城市三维场景来达成对地形、建筑、道路、水系等空间要素的实时交互及综合判断，进而提升选址分析、用地规划与开发强度控制的科学性[4]；以三维模型为根基开展地形适宜性分析，叠加坡度、坡向、地表覆盖类型及历史灾害数据，形成可建设性评价指标体系；在空间分析进程中，依凭栅格权重模型与规则逻辑推理算法，划分出限制建设区、优先建设区及规划保留区，有效辅助土地资源优化配置[5]。

2.3 三维空间数据在多部门协同规划系统中的集成机制

实景三维成果具备高度还原现实空间环境能力的情况下，其于城市治理中的价值体现不仅在可视化水平方面，更在于对数据的跨部门共享及协同规划支持方面；为打破“信息孤岛”，建立统一的三维空间数据底座以及设计面向自然资源、住建、生态环境、交通、市政等多个部门的专题数据接口是必要的；各部门依据自身职能需求对三维数据进行标签化加工以实现分层调用与专题叠加，进而形成以空间为核心的规划协同机制；在技术路径上，通过采用数据标准化建模与分布式服务架构，把不同来源的地理信息系统（GIS）、建筑信息模型（BIM）与传感设备数据接入三维平台，以此提升时空一致性与数据互操作性。

3结论

实景三维技术对航空摄影测量与无人机低空测绘的融合，达成了地形高精度建模以及地理信息多源数据整合的实现，为地形测绘与城市规划给予了空间支持及可视化手段方面的提供。对动态可续建的城市三维模型与协同共享的数据平台的构建，能够达成规划方案科学性与实施效率提升的目标，促使空间信息在多部门间深度融合及智能应用的推进。

参考文献

[1]张旭.基于无人机倾斜摄影测量的三维模型构建及精度分析[J].化工矿产地质，2025，47（01）：67-72.

[2]王炎，曾程文，吴欢.无人机倾斜摄影技术下的校园三维建模实践[J].江西科学，2025，43（01）：65-73.

[3]吕永丰，蒋中桥，廖均，等.无人机航空摄影测量在桥梁工程建设中的应用[J].工程建设与设计，2025，（03）：173-177.

[4]姚珍，刘涛.单兵无人机测量系统在美丽乡村建设中的应用[J].测绘与空间地理信息，2022，45（04）：187-189+193.

[5]高建彩.倾斜摄影测量在智慧城市建设中的应用[J].黑龙江科学，2022，13（06）：91-93.