测绘工程中三维城市测量技术的应用探究

摘要：将三维数字城市技术用于城市规划，可以更直观的形式展示城市建设状况，有助于加快社会经济发展速度，打造更舒适宜居的城市。相关人员要正确认知三维数字城市技术应用价值，适应城市规划工作开展需要，不断创新三维数字城市技术运用方式，充分发挥该技术的作用，制定科学的城市规划建设方案，为城市发展贡献力量。

关键词：测绘工程；三维城市；测量技术；应用要点

中图分类号：P237 文献标识码：A

引言

智慧城市是未来城镇化发展的必然选择，但与传统城市规划方案相比，智慧城市对城市空间布局、基础设施性能提出了更严格的要求，导致传统测绘技术无法满足测绘工作发展新形势，加快测绘技术创新升级已经成为相关学者研究的重点内容。三维激光扫描测绘技术又被称为实景复制技术，通过对被测对象表面的点云信息，快速完成物体实体建模，具有全自动、高精度的优点，在城市测绘工作中发挥着积极作用，值得关注。

1测绘技术在城市规划中的价值分析

1.1提供精确数据支持

测绘技术能够精确测量地形、地貌、建筑物等空间信息，为城市规划提供准确的数据支持。无论是城市基础设施规划、交通网络布局，还是公共服务设施选址，都需要测绘技术提供详细、准确的地理数据作为参考。除此之外，测绘技术应用期间需要进行土地资源调查、测量，为土地利用提供科学的决策依据，保证土地资源的合理利用。

1.2优化资源配置

测绘技术能够全面分析城市空间布局、土地利用现状，帮助规划者分析城市发展的潜力、限制因素。基于此类数据，规划者可制定更加合理的空间布局方案，优化资源配置，实现城市发展与土地利用的协调发展，例如：测绘技术可分析城市用地的扩张趋势、土地利用效率，为城市规划、土地利用提供科学依据。

1.3提升决策科学性

测绘技术结合地理信息系统（GIS）等技术手段，可对城市空间数据进行综合分析，为城市规划、土地利用提供科学的决策支持。GIS技术可将测绘数据与其他社会经济数据进行整合，形成多维度的数据分析模型，帮助规划者更加全面地分析城市发展现状、未来趋势，减少决策过程中的主观性、盲目性，提高决策的科学性、合理性。

2测绘工程中三维城市测量技术的应用要点

2.1遥感技术

在智能城市建设中，遥感技术的应用主要利用遥感平台和传感器，从远距离获取地面目标对象的电磁波信息，经过处理和分析后为城市管理者提供丰富的地理信息和数据支持。首先，在城市规划方面，遥感技术实时获取城市的地形地貌、植被覆盖、土地利用等详细信息，通过对比分析不同时间段的遥感数据，可以了解城市扩张的速度和方向，用于城市生态环境评估，制定更加环保和可持续的城市发展策略。其次，在资源分配方面，遥感技术可以分析城市的水资源、土地资源等自然资源的分布和变化进而监测城市能源使用情况，为节能减排和可持续发展提供技术支持。再次，在灾害监测和预警方面，遥感技术通过实时监测和分析遥感数据，及时发现地震、洪涝、火灾等自然灾害的征兆，为灾害预警和应急响应提供宝贵的时间窗口，而且还能评估灾害的影响范围和损失程度，为灾后重建和恢复提供科学依据。最后，在交通管理方面，遥感技术通过安装在交通要道的遥感设备，实时监测交通流量、车速等信息，进而优化交通信号控制、调整交通路线等，提高道路利用率和交通运行效率。同时，遥感技术还可以用于监测违章停车、非法占道等行为，为交通执法提供有力支持。

2.2倾斜摄影技术

倾斜摄影技术属于近几年来快速发展起来的测绘地理信息获取手段，可为智慧城市建设提供全新视角和有效数据支撑，通过搭载在无人机或多旋翼飞行器上的高清相机，从多个倾斜角度对城市进行拍摄，获取丰富且真实的三维地理信息数据，经过专业软件处理后生成高精度、高清晰度的三维城市模型。传统城市规划设计往往依赖于二维图纸和少量的现场勘查数据，难以全面、直观地反映城市的真实情况，而倾斜摄影技术生成的三维模型，可以让规划者如同身临其境一般，对城市的空间布局、建筑物分布、交通网络等进行全方位的观察和分析，有效提高规划设计的科学性和准确性。同时，在多个规划方案之间进行比较时，倾斜摄影技术的三维模型可展示不同方案的差异与优劣，实施控高分析，掌握城市建筑物的高度、间距等参数。此外，倾斜摄影技术还可以用于智慧城市的淹没分析，结合地形地貌、水系分布等地理信息数据，模拟不同降雨条件下的城市积水情况，预测潜在的积水区域和面积，为城市的防洪减灾工作提供数据支持，从而制定应对措施降低自然灾害对城市的影响。

2.3实景三维模型的构建与优化

实景三维模型的构建是实景三维技术中的核心环节，它将采集到的地理空间数据转换为可视化的三维数字模型。构建过程中，首先需要将激光雷达（LiDAR）点云数据、摄影测量影像等多源数据进行融合。通过数据处理软件，将这些数据进行匹配和配准，生成初步的三维点云模型。接着，应用三角网格生成算法，将点云转换为具备几何形态的多边形网格模型，从而精确地描述地形、建筑物、道路等物体的三维结构。在这个过程中，纹理映射技术被用于将高分辨率影像贴合到网格表面，增强模型的视觉真实感。

模型构建后，优化是不可或缺的步骤。由于原始数据量大且复杂，初步生成的实景三维模型通常包含大量冗余信息和噪声，影响后续的应用效果。优化主要包括简化网格、去除冗余点、平滑表面和提高模型的渲染效率等步骤。通过网格简化算法，可以在不明显降低模型精度的前提下，减少多边形数量，从而提高计算效率。此外，优化过程还可能涉及纹理优化和光照调整，以确保在各种设备和平台上展示时，模型的细节和性能达到最佳状态。最终，优化后的实景三维模型不仅在视觉上更加逼真，而且在数据处理、存储和传输上也更加高效，满足城市规划、建筑设计等领域的实际需求。

2.4点云的拼接处理

点云的拼接处理是三维激光扫描技术应用于城市建筑工程竣工测绘的关键环节。由于建筑物一般都比较庞大和复杂，单站扫描往往不能覆盖建筑物整体，所以需布设多个扫描站点分块扫描。但是这些分块扫描获取的点云数据都是空间上相互隔离的，必须经过拼接处理才能融合为整体的全局点云数据，方便后续三维建模与分析工作。点云拼接处理其核心是确定由不同网站扫描所得点云数据的相对位置关系——点云配准，点云配准就是通过某种算法与策略来寻找不同点云数据的最优匹配关系，并转换至同一坐标系中。配准时需要以扫描设备内建GPS、全站仪和其他定位设备给出的位置信息为初值，再采用迭代优化算法进一步接近最优解。进行点云拼接处理时也应加以重视拼接处理是否准确，这会直接影响后续建模与分析精度，所以，拼接时各环节误差来源需严格把控，例如定位设备精度、扫描设备稳定性以及拼接算法精度，还要评价拼接结果的质量以保证拼接精度符合测绘要求。

结束语

综上所述，城市规划发展过程中，三维数字城市技术具有较高的应用价值，正确运用该技术完成城市规划工作，可提高城市规划效率。相关人员要关注行业发展趋势，学习先进的技术应用理念，基于城市发展需要，灵活调整在城市规划中运用该技术的方式，使该技术在城市规划中被合理运用，提升城市规划发展方案的合理性，促进城市快速发展。

参考文献：

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