研究城市级实景三维建设中的数据产品制作

数据产品制作是城市级实景三维建设中一项重要内容，该项工作质量对城市建设与发展都会造成直接影响。因此，相关工作人员在具体工作期间，必须从具体情况入手加强对数据产品制作内容的探究，以免在数据产品制作期间出现各种问题，对城市建设与发展造成不良影响。

1 ‌城市级实景三维模型的特点

（1）可以精准反映地貌、地形、地面覆盖物理特点，可以呈现城市的真实景观，具有较高可靠性（2）能够生动展示城市地貌整体表现目有立体感和层次感，使人能够有身临其境的感受

（2）能够生动展示城市地貌，整体表现具有立体感和层次感，使人能够有身临其境的感（3）可以捕捉城市中各种建筑物的特点与细节，适合应用在规模相对较大的城市中。

（4）模型数据更新会随着时间推移进行，而且能够采取动态捕捉方式，获取城市地貌中发生的各种变化，从而使最终展示的内容具有生命力[1]。

2 城市级实景三维建设的主要任务

城市级实景三维主要是采取数字方式映射城市中的生活和生产空间，这对城市规划与建设都能够起到一定推动作用。城市级实景三维建设任务是获取市城镇开发边界优化范围内激光点云、倾斜摄影影像，完成优于 0.5 米格网的数字高程模型（DEM）数字表面模型（DSM），以及优于 0.05 米分辨率数字正射影像（DOM）等各种数据的生产工作，对于城市中标志性、重要建筑物，可以利用三维模型表示，从而为后续城市规划与建设作业提供支持，确保城市能够依据规划，以及人们需求，完成建设，推动城市稳定发展，提高人们生活质量[2]。

3 数据产品制作的要点分析

城市级实景三维建设过程涉及的数据产品制作内容较多，下面主要针对其中具有代表性的内容进行分析。3.1 DOM 制作

DOM 成果的主要生产步骤如图1 所示。

图1 生成DOM 的主要生产步骤

（1）准备数据

收集原始影像、DEM 数据等资料，通过对收集的数据进行应用，构建纠正工程。（2）影像纠正

采用原始影像、DEM 数据等开展单片正射纠正，针对城市中建设的立交桥、高架路等各种结构，可以采用高架人工地物的三维矢量数据，将其与DEM 数据进行结合，开展正射纠正作业。

对于单片影像，采取纠正方式处理后，可通过匀光匀色方式处理，通过这一方式可以使区域内影像色调柔和一致，而且获取影像纹理较为清晰，确保获取的影像不会发生信息丢失现象[3]。

（4）生成与编辑镶嵌线

采用通过匀光匀色后处理后的影像进行应用，可以自动生产镶嵌线。需要工作人员注意的是，开展影像镶嵌作业时，最可能采用单片影像中心位置，而对于镶嵌线，应当尽量沿着线状物边缘开。切割人工地物时，在条件允许的情况下，不要在同一道路上来回穿越 [4]。针对树林和大面积田块覆盖区域的镶嵌线，作用期间将镶嵌线附近影像的色调调成一致即可，如果通过观察确定线状物并未出现错位情况，此时不需要调整镶嵌线。

（5）检查影像

浏览检查镶嵌后的区域影像，对于影像上出现的扭曲、漏洞等各种问题，工作人员要分析引起这一问题的原因，采取针对性措施处理。针对城市中建设的立交桥、高架桥等建筑，可以依据单独纠正影像，完成相应处理。

（6）剪裁影像

镶嵌影像后，依据1：500 比例尺标准正形分幅规定，通过分幅方式，完成相应裁切。

工作人员在提交成果时，主要包括的内容有 DOM 数据和镶嵌线数据文件等，而且要审核各项文件中的数据，确保每一份文件中的数据都精准无误 [5]。3.2 DEM 制作

利用航天航空立体影像和相关的各种资料，开展区域网平差，建设立体模型等工作，然后通过数据编辑、剪切、接边等方式处理，最终形成DEM。收集资

收集分析区域内航天航空立体影像，得到精度满足要求的控制资料，以供后续使用。

（2）区域网平差

通过对影像资料与区域地理特征，将任务区划分为多个若干分区，在分析的区域网内量测像控点和连接点，选择区域网平差数学模型和策略，完成区域网平差计算，在问题分析过程中，对不同区域网间成果，要通过接边方式完成处理工作。（3）恢复立体模型

以区域网平差成果为基础，恢复立体模型，针对获取的模型，要做好精度校核工作，保证模型精度符合要求。

通过对差平方、协方差函数等不同方法，对两幅影像同名特征点进行全面识别，获取到相应数据后，可以实现立体影像匹配，以供后续分析使用。（5）生产 EDM

通过影像匹配可以得到同名点数据，通过处理后可以得到 DSM，在这一基础上，采取人工方式编辑非地面高程区域，最终能够获取DEM。

DEM 基于LiDAR 点云数据，通过点云解算、点云滤波等各种方式，最终生成DEM，技术流程如图 2 所示。

图 2 生产 DEM 流程

（1）获取分析区域内的 LiDAR 点云数据。

（2）利用 GNSS/IMU 轨迹数据、卫星导航定位连续运行基准站数据，采取联合方式，完成解算作业，最终得到满足应用需求的轨迹信息。

（3）利用获取的轨迹信息，得到点云数据，其为 LAS 格式。（4）采取粗差剔除操作处理点云数据，在这一期间，主要是剔除数据中的异常点和错误点，以免存在错误数据，影响后续分析。

（5）匹配点云相邻航带，最大程度减小航带间之间的系统误差，提高获取数据的精准性。

（6）以发射强度、地面形状等算法，或者组合方式，过滤点云数据，将分析区域内的设置的电力设施、建筑物等划分为非地面点，从而可以采取分类方式提取地面数据，实现对非地面点的分离 [6]。

（7）采用点云分类软件检查分离后的数据，一旦发现错误数据，要立即修正。

（8）对于滤波点云数据，形成一个不规则的三角网，依据需求设置格网间距，通过内插方式，输出 DEM。（9）裁切生成 DEM，对已有成果数据开展接边处理，以及元数据制作工作，进行大地高到正常高之间的转换，最终获取到的正常高DEM 成果。

3.3 DLG 制作

3.3.1 DLC 制作要点（1）立体采集

开展数据采集作业时，应当以倾斜三维模型为基础开展，全面采集地面上可见的地形地物，利用地表中心精准描绘地物点或外廓落线，实际描绘过程中，不得出现变形、遗漏、错误等各种影响后续分析的情况。采集房屋等各种构筑物时，应当在倾斜三维模型下进行，具体工作开展要以墙面为基准，开展外业测绘作业时，不需要改正房檐。在三维模型内，阴影、隐蔽区域在进行辨别时，难度较大，为了解决这一问题，要通过外业补调、补测方式处理。

（2）外业调绘

开展外业调绘作业时，为了做好该项工作，需要做好以下工作：第一，调绘期间，要保证走、问、绘等工作都严格依据规范进行，保证最终获取的数据精准无误。第二，完成航测作业后，针对影像模糊、新增地物、被阴影遮挡的地物，可以利用全站仪数据采集、RTK 等各种方式，开展补测作业。第三，航测后拆除的建筑物、业内完成采集但不需要表示的地物，应当用“×”将其在图上划掉，若范围较大，应当用文字进行说明。第四，调绘河流水涯线作业时，应当以射影获取的影为基准，而针对水渠、池塘等，在调绘时，要以坎边为基准。第五，实地部分建筑物在图式中没有相应符号，难以采取归类方式表示，工作人员可以对该物体的几何图形进行绘制，而且要采用专名进行标注。若在调绘期间发现图上有与实地不符的地物，外业可以采用铅笔进行补绘制，对于其中的错误线条，可以用“×”将其划去，需要注意的是，在这一过程中，不得乱改原图上线条，以免导致图出现混乱，保证原图中信息完整，为业内成图提供依据。第六。对地貌、地物等各项标记，要做好定位、定性等工作；调注建筑材料与建筑物层数各项信息；补测摄影后，部分地物会发生改变，此时，工作人员要将野外补调内容在调绘图纸上进行绘制。第七，标记测绘区域内道路和铺装高程，对航内提供数据的精准性和完整性进行核查，以免因为数据丢失，或者存在错误，影响后续工作开展。第八，调注道路标号、地面管线和检修井的性质等内容。

（3）整合编辑矢量数据

第一，以外业调绘成果为依据编辑数据，针对立侧采集获取的矢量数据，应当通过整合、编辑方式处理。第二，采用立体量测绘数据和外业调成果，开展整理、编辑、分层等工作。实际工作期间，为了保证获取的图像完整、清晰，各种要素间关系要协调合理，主要利用次要地物避让关键地物。独立地物符号如果与道路、房屋等其他地物边线发生重合时，可以利用独立符号作压盖法表示，确保独立地物符号不会出现缺失。第三，全部实交地物线划必须吻合，不得发生悬挂，各项要素不得进行重复数字化。第四，进行线状要素编辑过程中，点密度应当以几何形状不失真为基础，线条要光滑，数据要精准，不得出现粘连、相交等问题。第五，对于新增地物，应当依据外业作业提供的定位内容，完成精准编辑工作。

3.3.2 处理利用 DLG 数据

1）采用已有 DLG 数据前，要检查成果质量，若发现精度不达标，需要重新测量

（2）已有 DLG 数据坐标系统与实景三维建设应当保持一致，针对不同坐标系统，要进行坐标系统转换，使其能够满足后续使用要求。

（3）若已有 DLG 数据时效性不达标，要开展外业核查，对于变化区域，要通过补测方式处理。

（4）已有 DLG 数据图示表达要符合1：500 比例尺数字线划地图的要求，若不符合应用，要通过整理编辑方式处理。3.3.3 缩编 DLG

针对生产的数字线划地图（DLG）数据，在对其应用过程中，要综合取舍，做好数据相应检查，以及整理工作，从而使数字线划图（DLG）能够实现从 1 ：500 到 1 ：2000 缩编。

总而言之，城市级实景三维建设对城市建设、管理、发展都能够起到一定推动作用，实际建设过程中，要加强对数据产品制作的探究，从而使其作用能够得到合理发挥。同时，相关工作人员在具体工作期间，要注重对相关技术的学习，总结成功经验，做好城市级实景三维中数据产品制作工作，推动我国城市稳定发展，提高人们生活质量。

参考文献：

[1] 陈功亮，朱律，陈赛楠 . 面向新质生产力的超大城市实景三维地下管线建设路径 [J]. 测绘通报， 2024，（12）： 178-182.

[2] 杨绍兴 . 实景三维在城市规划与建设中的应用研究 [J]. 建设科技， 2024，（24）： 103-105.

[3] 曹小璐. 实景三维在山地型城市中的建设实践及应用分析— —以福建龙岩新罗区为例 [J]. 生态与资源， 2024，（12）： 105-107.

[4] 朱启雄，黄芳 . 地形级实景三维场景建设及管理关键技术研究 [J]. 智能计算机与应用， 2024， 14 （12）： 67-73.