點云數據精度最高的地形數據獲取方式

在城市規(guī)劃階段，相比于傳統(tǒng)的測繪數據，足夠精度的數字地形模型能為規(guī)劃師和建筑師提供更加精準、更具時效的環(huán)境數據支撐。

無論是從設計品質的提高還是經濟成本的控制來說，數字地形模型能夠發(fā)展的作用都越來越大，獲取并利用數字地形模型技術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(xiàn)場實測、三維正射影像轉數字高程模型DEM、激光三維掃描獲取點云數據。

（1）現(xiàn)場實測

現(xiàn)場實測是目前主流的數據獲取手段，但是效率低，而且雖然精度滿足規(guī)范要求但不能滿足精細化設計需求，通過實測點重構的地形模型精度較差，會丟失大量細節(jié)。

（2）基于正射影像圖

數字正射影像圖是對航空影像進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遙感衛(wèi)星拍攝所得，但近年來隨著無人機技術的發(fā)展，正射影像圖的獲取變得更加便捷。

通過數字正射影像圖創(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，滿足《國家基本比例尺地圖圖式》（GB 20257.1-2007）規(guī)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，其特點如：

（3）基于三維掃描點云

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。

點云數據不僅擁有精度高的優(yōu)點，在過濾植被方面也有著天然的數據優(yōu)勢，可以通過某種計算規(guī)則輕易地將植被的點云數據過濾出來，進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(guī)則三角網模型，由連續(xù)的不規(guī)則三角面組成，三角面的形狀、大小和密度取決于不規(guī)則分布的測量點；

柵格數據模型是規(guī)則網格模型，每個網格內有唯一的數據點定義該網格單元的相關屬性值（如高程值），柵格數據模型需要對原始數據重新采樣計算，模型精度取決于網格單元。

3、地形分析

基于三維數字地形模型可以進行多種地形分析。例，對某數字地形模型進行了高程、坡度、坡向三方面分析，如圖：

圖片來源于網絡

將得到的結果疊加導入總平面圖之后，可以非常直觀地了解區(qū)域內各地塊目前的地形情況。

同樣基于數字地形，也可以方便地進行任意方向的縱斷面分析。

4、土方測算

在場地豎向設計過程中，通過數字地形可以從土方平衡角度對方案進行優(yōu)化比選，基于三維數字地形模型，可以快速得出每個豎向設計方案的總開挖量、總回填量和凈填挖量，再對設計進行合理調整使得三個值相對較小，有利于保證工程造價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

基于三維模型的設計實現(xiàn)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(tǒng)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地表達出道路與周邊地塊的豎向關系，對于大規(guī)模的片區(qū)規(guī)劃，在前期可以幫助業(yè)主及設計師更好地進行宏觀把控。

隨著更多項目開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手段融入到三維正向設計中，并將在規(guī)劃方案前期發(fā)揮巨大作用。

文章來源于網絡，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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