點(diǎn)云數據精度最高的地形數據獲取方式

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：

（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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