在城市規劃階段,相比于傳統的測繪數據,足夠精度的數字地形模型能為規劃師和建筑師提供更加精準、更具時(shí)效的環(huán)境數據支撐。
無(wú)論是從設計品質(zhì)的提高還是經(jīng)濟成本的控制來(lái)說(shuō),數字地形模型能夠發(fā)展的作用都越來(lái)越大,獲取并利用數字地形模型技術(shù)將成為設計師需要掌握的一項技能。
1、基礎數據的獲取
目前地形數據獲取主要有三種方式:現場(chǎng)實(shí)測、三維正射影像轉數字高程模型DEM、激光三維掃描獲取點(diǎn)云數據。
(1)現場(chǎng)實(shí)測
現場(chǎng)實(shí)測是目前主流的數據獲取手段,但是效率低,而且雖然精度滿(mǎn)足規范要求但不能滿(mǎn)足精細化設計需求,通過(guò)實(shí)測點(diǎn)重構的地形模型精度較差,會(huì )丟失大量細節。
(2)基于正射影像圖
數字正射影像圖是對航空影像進(jìn)行數字微分糾正和鑲嵌,按一定圖幅范圍裁剪生成的數字正射影像集,同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征。數字正射影像圖以往都是通過(guò)遙感衛星拍攝所得,但近年來(lái)隨著(zhù)無(wú)人機技術(shù)的發(fā)展,正射影像圖的獲取變得更加便捷。
通過(guò)數字正射影像圖創(chuàng )建的三維模型,其平面精度可以達到0.14m左右,高程精度可以達到0.15m左右,滿(mǎn)足《國家基本比例尺地圖圖式》(GB 20257.1-2007)規范中1:500大比例尺地形圖的要求,且設備費用適中。
三種獲取方式有非常明顯的差異,其特點(diǎn)如:
獲取方式 |
點(diǎn)高程精度 |
密度 |
測繪效率 |
現場(chǎng)實(shí)測 |
<5mm |
1:500地形圖:約15 000mm 1:1000地形圖:約30 000mm |
低 |
正射影像 |
正射影像的地圖分辨率的三倍 |
可以認為等同于地圖分辨率 |
高 |
激光三維掃描 |
0.01m |
0.2m |
高 |
(3)基于三維掃描點(diǎn)云
在三種基礎數據獲取方式中,三維激光掃描直接獲取的點(diǎn)云數據精度最高。機載激光雷達適用于大范圍面積航攝項目的數據獲取。
點(diǎn)云數據不僅擁有精度高的優(yōu)點(diǎn),在過(guò)濾植被方面也有著(zhù)天然的數據優(yōu)勢,可以通過(guò)某種計算規則輕易地將植被的點(diǎn)云數據過(guò)濾出來(lái),進(jìn)一步提高高程數據的精度和準確性。
2、三維數字地形的創(chuàng )建
基于以上基礎數據創(chuàng )建的三維數字地形模型有兩種:TIN數據模型和柵格數據模型。
TIN數據模型是不規則三角網(wǎng)模型,由連續的不規則三角面組成,三角面的形狀、大小和密度取決于不規則分布的測量點(diǎn);
柵格數據模型是規則網(wǎng)格模型,每個(gè)網(wǎng)格內有唯一的數據點(diǎn)定義該網(wǎng)格單元的相關(guān)屬性值(如高程值),柵格數據模型需要對原始數據重新采樣計算,模型精度取決于網(wǎng)格單元。
3、地形分析
基于三維數字地形模型可以進(jìn)行多種地形分析。例,對某數字地形模型進(jìn)行了高程、坡度、坡向三方面分析,如圖:
圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )
將得到的結果疊加導入總平面圖之后,可以非常直觀(guān)地了解區域內各地塊目前的地形情況。
同樣基于數字地形,也可以方便地進(jìn)行任意方向的縱斷面分析。
4、土方測算
在場(chǎng)地豎向設計過(guò)程中,通過(guò)數字地形可以從土方平衡角度對方案進(jìn)行優(yōu)化比選,基于三維數字地形模型,可以快速得出每個(gè)豎向設計方案的總開(kāi)挖量、總回填量和凈填挖量,再對設計進(jìn)行合理調整使得三個(gè)值相對較小,有利于保證工程造價(jià)處于相對合理的范圍,為前期方案決策及預算提供合理依據。
5、基于模型的設計合理性評價(jià)
基于三維模型的設計實(shí)現了設計的三維可視化,能夠全方位地反映設計成果,讓更多參與方以更加高效的方式參與討論。
以道路設計為例,相對于傳統的橫縱斷面圖,基于三維數字地形模型的道路設計可以直觀(guān)地表達出道路與周邊地塊的豎向關(guān)系,對于大規模的片區規劃,在前期可以幫助業(yè)主及設計師更好地進(jìn)行宏觀(guān)把控。
隨著(zhù)更多項目開(kāi)始采用三維正向設計,數字地形將作為正向設計的有效技術(shù)手段融入到三維正向設計中,并將在規劃方案前期發(fā)揮巨大作用。
文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò ),作者王凌宇,登載此文出于傳遞更多信息之目的,版權歸原作者及刊載媒體所有,如本文中圖片或文字侵犯您的權益,請聯(lián)系我們。
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