傾斜攝影測量在城市規(guī)劃中的應(yīng)用探討

王文杰 田麗亞

摘? 要：傾斜攝影測量作為一種新型測繪技術(shù)，能夠快速獲取實(shí)景三維影像，具有紋理清晰、可量測的優(yōu)勢，逐漸被廣泛應(yīng)用在城市規(guī)劃工作之中，為有效提升城市規(guī)劃工作水平提供良好支持。文章著重介紹傾斜攝影測量的基本情況，闡述其在城市規(guī)劃中的應(yīng)用流程與內(nèi)容，希望能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃工作的順利開展提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影測量;城市規(guī)劃;三維影像

中圖分類號(hào)：P231? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）09-0174-02

Abstract： As a new surveying and mapping technology， tilt photogrammetry can quickly obtain real 3D images and has the advantages of clear texture and measurability. It has been widely used in urban planning to provide good support for effectively improving the level of urban planning. This paper focuses on the basic situation of tilt photogrammetry， and expounds its application process and content in urban planning， hoping to provide reference for the smooth development of urban planning.

Keywords： tilt photogrammetry; urban planning; 3D image

1 概述

合理的城市規(guī)劃在現(xiàn)代城市發(fā)展中具有極其重要作用，便利人們生產(chǎn)生活，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長都有十分重要的意義。傾斜攝影測量技術(shù)的出現(xiàn)，可以準(zhǔn)確有效展現(xiàn)出三維實(shí)景影像效果，具有較強(qiáng)的可量測性和現(xiàn)實(shí)逼真性，能適應(yīng)不斷發(fā)展的城市規(guī)劃工作需要，并促進(jìn)城市規(guī)劃工作取得良好進(jìn)展。

2 傾斜攝影測量的基本情況

在傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用中，將多臺(tái)傳感器搭載在同一飛行平臺(tái)之上，可以從多個(gè)角度采集影像，獲取到地面物體的全方位數(shù)據(jù)，在處理數(shù)據(jù)之后生成實(shí)景三維影像。相較于以往常用的航空攝影技術(shù)，傾斜攝影測量技術(shù)可以獲取到地面物體信息的立體影像，展現(xiàn)出更為直觀、簡單的內(nèi)容，還能夠呈現(xiàn)出真實(shí)性的實(shí)景三維影像，將地面物體的紋理和形狀加以全方位反映，更為符合人們的感知特點(diǎn)。在專業(yè)數(shù)據(jù)處理的作用下，經(jīng)過傾斜攝影的數(shù)據(jù)帶有準(zhǔn)確的坐標(biāo)位置信息，屬于三維數(shù)據(jù)，包含地面物體的長度、高度、角度、區(qū)域面積與坡度[1]。

3 城市規(guī)劃流程

城市規(guī)劃工作開展中積極應(yīng)用傾斜攝影測量技術(shù)，可以取得良好效果，為提升保障測量準(zhǔn)確性和真實(shí)性，支持城市規(guī)劃環(huán)節(jié)順利開展，需要遵循一定流程。

3.1 充分準(zhǔn)備

城市規(guī)劃工作實(shí)施環(huán)節(jié)，需要選擇合適的傾斜攝影測量儀器，包括無人機(jī)、航空照相機(jī)，保證航拍環(huán)節(jié)的穩(wěn)步進(jìn)行。測量建模過程中還要注重挑選先進(jìn)科學(xué)的軟件，如Smart3D Capture軟件可以在空中實(shí)施三角測量工作。而引進(jìn)武漢天機(jī)航空公司的DP Modeler軟件，可以采集數(shù)字線劃圖，精細(xì)化處理模型，確保建模的完整性和準(zhǔn)確性[2]。只有做好充分準(zhǔn)備工作，才能夠得到更為真實(shí)的立體成果，開展高精度測量活動(dòng)，有豐富的紋理信息支持建模作業(yè)，并在較短周期內(nèi)完成操作。

3.2 構(gòu)建三維模型

以“智慧城市”為例，城市規(guī)劃建設(shè)的面積和規(guī)模較大，人工建模難度較大，使用傾斜攝影測量技術(shù)，從城市出發(fā)開展實(shí)景三維影像建?；顒?dòng)，切實(shí)開展航拍工作，全方位獲取地面物體信息，借助于專業(yè)技術(shù)軟件開展自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理工作，減少勞動(dòng)力人工成本，且效率更高。

3.3 獲取數(shù)據(jù)

開展城市規(guī)劃項(xiàng)目的過程中，通過傾斜攝影測量技術(shù)完成航拍作業(yè)，合理設(shè)置重疊度、航線條數(shù)，從而確定出大量的曝光點(diǎn)，預(yù)計(jì)達(dá)到數(shù)萬之上，這樣可以形成平均分辨率為4cm的照片。解壓航拍數(shù)據(jù)，結(jié)合衛(wèi)星星歷精密計(jì)算，從而獲取地理定位。細(xì)致檢驗(yàn)好影像數(shù)據(jù)質(zhì)量，挑選符合既定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，加以充分整理，存儲(chǔ)到資料之后，提交最后的成果[3]。

3.4 使用軟件輔助

便于城市規(guī)劃環(huán)節(jié)穩(wěn)步開展，需要在傾斜攝影測量技術(shù)之上，采用一些軟件進(jìn)行輔助，進(jìn)一步增加數(shù)據(jù)的精度，這其中可以使用POS輔助。在PG數(shù)字?jǐn)z影測量工作站的支撐下，積極發(fā)揮光束平差法的優(yōu)勢，可以確定出影像坐標(biāo)和外部元素內(nèi)容。加密處理傾斜攝影測量的數(shù)據(jù)，有效利用核線影像，將點(diǎn)和線之間的立體測量加以準(zhǔn)確匹配，從而生成數(shù)字表面模型DSM。再借助于房屋和三角網(wǎng)，發(fā)揮過濾手段的作用，可以制作好DEM。而在制作TDOM的過程中，要積極使用到Photomesh軟件，根據(jù)城市自身的實(shí)際情況，構(gòu)建起完善的三維模型，完成全自動(dòng)輸入和輸出工作，在人工糾正數(shù)據(jù)成果之后，可以達(dá)到較高的制作水準(zhǔn)[4]。

4 實(shí)際應(yīng)用

4.1 展示城市風(fēng)貌

以往展示城市風(fēng)貌的過程中，多是在充分收集城市各項(xiàng)景物風(fēng)貌之后，挑選出具有代表性的場景，再加上一些視頻解說和人物采訪，但這一手段并無法實(shí)現(xiàn)全部原始風(fēng)貌的展現(xiàn)目的。借助于傾斜攝影測量技術(shù)，將能夠有效改善該問題。傾斜攝影測量作業(yè)環(huán)節(jié)，無人機(jī)裝置其中，并結(jié)合城市風(fēng)貌展示的需求，實(shí)時(shí)設(shè)置好無人機(jī)的高度、角度以及飛行方向，從而在地面、空中等多個(gè)方面展現(xiàn)出城市真實(shí)風(fēng)貌[5]。

4.2 輔助規(guī)劃決策

規(guī)劃方案審批是開展城市規(guī)劃工作的重要前提，傾斜攝影測量技術(shù)手段能夠給城市規(guī)劃決策工作提供較好的輔助。良好使用傾斜攝影測量技術(shù)，并融合BIM技術(shù)手段等類型，規(guī)劃和設(shè)計(jì)城市原有街區(qū)，直觀性增強(qiáng)，且能夠保留下城市建筑中的原有部分，使其和更新部分共生。從城市三維影像成果出發(fā)，編輯和設(shè)計(jì)好城市建筑需要更新的部分，這樣能夠突出城市建筑的變化情況。同時(shí)在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理環(huán)節(jié)進(jìn)行中，改造城市街景、設(shè)置廣告等方面的輔助決策之中，傾斜攝影測量發(fā)揮著顯著優(yōu)勢，其能夠跟隨設(shè)計(jì)者、觀賞者的視角，完整觀察整個(gè)城市規(guī)劃建設(shè)情況。

4.3 保護(hù)城市建筑

現(xiàn)代城市規(guī)劃環(huán)節(jié)進(jìn)行中，需要注重保護(hù)傳統(tǒng)和歷史文化建筑，這其中不僅要求提高保護(hù)意識(shí)，還要能夠從技術(shù)手段上加以更新和優(yōu)化。當(dāng)前城市管理部門在保護(hù)傳統(tǒng)建筑工作中還存在一定不足，很多建筑都處在失管狀態(tài)中[6]。完整留存城市傳統(tǒng)和歷史建筑影像資料，是后續(xù)開展維護(hù)、修繕工作的重要支持。但是需要注意到的是，多數(shù)建筑都缺失建造之初的圖紙，影響到具體工作開展效果。而引進(jìn)傾斜攝影測量技術(shù)，可以全方位量測到城市傳統(tǒng)和歷史建筑的各方位信息，留存其紋理信息，便于修復(fù)工作保持與最初一致。同時(shí)應(yīng)用傾斜攝影測量技術(shù)保護(hù)城市建筑，還可以結(jié)合激光掃描技術(shù)，完成一體化掃描工作，構(gòu)建起三維影像數(shù)據(jù)庫，給后續(xù)保護(hù)工作提供精確的、清晰的、完整的數(shù)據(jù)[7]。

4.4 監(jiān)測違章建筑

城市規(guī)劃工作實(shí)施中，需要在全面把握城市建筑風(fēng)格和建筑類型的基礎(chǔ)上，開展統(tǒng)一化設(shè)計(jì)，同時(shí)還需要設(shè)立出一定的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，避免違章建筑的出現(xiàn)。違章建筑在城市建設(shè)中不可避免，但是由于其建設(shè)位置、規(guī)格和技術(shù)等方面存在著不合理之處，會(huì)存在一些安全隱患，影響到城市總體建設(shè)效果。針對(duì)這種情況，需要切實(shí)開展細(xì)致有效的監(jiān)測工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在著違章的建筑，并對(duì)其進(jìn)行有效處理，維護(hù)城市建設(shè)正常秩序，保護(hù)城市的市容風(fēng)貌。在封閉空間和屋頂?shù)入[蔽部位存在著的違章建筑，很難準(zhǔn)確取證、依法處置，而采用傾斜攝影測量技術(shù)將能夠有效應(yīng)對(duì)此類現(xiàn)象。首先，準(zhǔn)確操作無人機(jī)，全面拍攝目標(biāo)區(qū)域，使用正射影像的方法，可以得到正射影像圖;其次，將不同時(shí)期下的目標(biāo)區(qū)域影像圖進(jìn)行逐一對(duì)比，基本可以明確違章建筑的體量、位置等情況;再者，準(zhǔn)確記錄下違章建筑的信息，加以有效懲處，從而良好避免私建亂搭現(xiàn)象[8]。

5 結(jié)束語

傾斜攝影測量技術(shù)手段在不斷更新和優(yōu)化當(dāng)中，應(yīng)用成本、制作費(fèi)用都在逐漸降低，有效結(jié)合激光掃描技術(shù)、BIM技術(shù)手段等，能夠進(jìn)一步提升精確度。在城市規(guī)劃活動(dòng)進(jìn)行中，積極引進(jìn)傾斜攝影測量技術(shù)可以起到良好效果，具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，需要按照一定科學(xué)流程進(jìn)行，包含做好充分準(zhǔn)備、構(gòu)建三維模型獲取數(shù)據(jù)以及使用軟件加以輔助等，這樣能夠良好提升城市規(guī)劃整體水平。當(dāng)前傾斜攝影測量技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，可以體現(xiàn)在展示城市風(fēng)貌、輔助規(guī)劃決策、保護(hù)城市建筑以及監(jiān)測違章建筑等方面。不容忽視的是，現(xiàn)階段傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用中還存在著技術(shù)瓶頸，如建筑單體化問題的快速解決、受天氣影響較大等，而在相關(guān)研究人員的深入開發(fā)工作中，該項(xiàng)技術(shù)將能夠得到更好的發(fā)展，給城市規(guī)劃工作提供更為高質(zhì)量的服務(wù)，促進(jìn)城市規(guī)劃活動(dòng)取得更好進(jìn)展，支持城市建設(shè)與經(jīng)濟(jì)增長。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇振.探索傾斜攝影技術(shù)在城市遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用——以溫州市歷史建筑為例[C]//2018中國城市規(guī)劃年會(huì)，2018.

[2]尹璐璐.無人機(jī)傾斜攝影測量在城市三維建模中的應(yīng)用[J].山西建筑，2018，44（34）：214-215.

[3]劉強(qiáng).傾斜攝影測量在城市規(guī)劃中的應(yīng)用探索[J].山西建筑，2018（22）：210-212.

[4]徐健淋.淺談傾斜攝影測量技術(shù)在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2019（19）：209-210.

[5]吳兆德，趙洪霞.關(guān)于傾斜攝影測量在城市三維建模中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)與信息化，2017（36）：8-9.

[6]韓海剛.傾斜攝影測量技術(shù)在大比例尺地形圖測繪中的應(yīng)用[J].化工管理，2019（22）：74-75.

[7]邵萬里.傾斜攝影測量技術(shù)在城市征遷改造工程中的應(yīng)用[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018（3）：103-104.

[8]周靖鴻，鄧勇，賀秋偉，等.傾斜攝影測量技術(shù)在數(shù)字城市建模中的應(yīng)用[C]//全國測繪科技信息網(wǎng)中南分網(wǎng)第三十次學(xué)術(shù)信息交流會(huì)，2016.