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1. 引言
无人机倾斜摄影测量是近年来兴起的测绘领域的新技术, 在很多领域都有相关应用。文章根据倾斜摄影测量生产的三维模型, 运用相关三维软件, 实现了三维模型在规划编制、规划管理、规划方案比选中的应用。随着计算机数据处理能力的不断提高和三维模型数据处理与分析软件功能的不断完善, 运用倾斜摄影测量成果进行城市规划数据处理与分析, 将会为城市规划提供不少便利, 使得规划从传统的二维走向三维, 为城市规划工作带来了革命性的突破。
2. 倾斜摄影测量简介
倾斜摄影测量是近两年来测绘领域发展的新技术, 它是通过无人机搭载的倾斜摄影平台, 对地面进行影像采集, 与传统的航空摄影只从正射方向获取影像不同, 倾斜摄影平台是同时从正射、前、后、左、右五个不同的方向, 一次同时获取五张影像。
在相机曝光瞬间, 倾斜摄影平台能够记录下曝光点的姿态与坐标信息, 结合事先做好的像控数据与照片数据, 运用Context Capture Center软件进行实景三维建模, 生产的三维模型能够真实的反映出地物、地貌的真实地理信息。
3. 倾斜摄影测量成果在规划方面的应用
3.1 规划编制方面
3.1.1 生产数字化地形图
数字线划图一直在为规划编制提供相应的数据信息, 将来任然也会是规划设计部门应用比较多的地理信息产品。通过无人机获取的数据, 生产出实景三维模型, 运用DP-Modeler软件绘制矢量线划图可以生产出符合1:500精度要求的地形图数据。
我单位通过对之前实验测区选取了部分检查点与实际坐标对比, 分析出生产的地形图平面中误差与高程中误差, 根据地形图相关规范精度要求已经达到1:500地形图的精度。表明倾斜摄影测量生产的实景三维模型可以应用于控制性详细规划和修建性详细规划的1:500地形图。
3.1.2 现状分析
运用Context Capture Center软件生产出的实景三维模型, 它真实的反应现状地物的真实地理空间信息, 运用超图Super Map i Desktop 9D软件直接导入实景三维模型, 可以为城市规划做出以下四种三维分析。
(1) 通视分析
通视是指两点之间的通视线有哪些地方受到障碍, 互相看不见。通视分析在城市规划的城市设计阶段有着重大的用途, 用于保证重要建筑物具有良好的周边视野。例如, 在测区建一栋观光楼, 将楼放在待定位置, 可以通过通视分析清晰的分析出各观察点之间的通视情况。
(2) 可视域分析
在Super Map i Desktop 9D软件中运用可视域分析可用于风景区中规划步道设计, 从而保障沿途看到尽可能多的景色[1], 提升旅游规划效益。
(3) 缓冲区分析
在Super Map i Desktop 9D软件中运用缓冲分析, 建立3D缓冲区, 来识别某一空间地物在三维空间上的影响[2]。例如要进行爆破拆除某一高楼, 给定一个辐射范围, 就可以判定爆炸对周围整个空间上的影响。
(4) 光照分析
在Super Map i Desktop 9D软件中运用光照分析, 可以掌握太阳辐射的特性, 合理确定建筑物的热环境, 在建筑节能方面起到很重要的作用[3]。
3.2 规划管理方面
目前, 很多地方规划部门在积极探索新的方式进行城市规划, 运用三维模型及其三维数据处理与分析软件是一种很好的方式, 为规划部门提供了新的方式。方便了规划部门的工作, 提高了工作效率。
3.2.1 快速获取城市现状模型
在三维规划系统中, 如果需要快速获取某一区域的现状三维模型, 根据区域大小可以选择不同的飞行平台。比如像1-4个平方公里的小区域, 可以用旋翼的无人机一周就可以飞完;多达几十平方公里的, 可以用固定翼几天也可以飞完;对于整个城市来说, 可以用大飞机进行拍摄, 几天之内也可以飞完。然后建立三维模型, 可以快速的获取测区的实景三维模型, 保证成果的现势性。
3.2.2 辅助规划审批
通过建立的三维模型与编辑好的三维虚拟环境中的地物, 二者可以很好的反应出真实的规划效果, 在进行报建审批时, 审批部门对规划指标、日照、容积率、建筑密度一目了然, 为城市规划管理审批决策提供了依据与便利。
3.2.3 竣工核实
由于现在大城市的建筑物都是楼层较高, 体量较大, 结构复杂, 运用传统的竣工测量方法, 操作复杂, 一些重要的空间信息上表达不够确切。
运用无人机对竣工建筑进行航飞, 生产实景三维模型, 时间短, 操作简单, 不仅可以弥补传统的竣工测量工作, 还可以与设计方案进行对比, 发现传统竣工测量不能发现的空间问题, 还可以完成对城市现状的实时更新。
3.2.4 辅助规划监察
由于城市建设用地有限, 房价高, 存在一些非建设用地被违建, 房屋违法加建。运用传统的巡查方法查处违法行为存在耗费人力、物力、时间以及一些人为因素问题。应用无人机对需要监察的区域进行定时的倾斜摄影测量, 投入人力少、物力少、时间短, 还可以不受人为因素影响。通过生产的实景三维模型以及正射影像, 运用叠加分析方法及时的发现违法用地与违章建筑, 提高了规划监察工作效率。
3.3 方案比选分析
规划方案制定好后, 要看方案是否与周边环境相符合, 这是一个重要的规划编制指标。通过模型与规划效果图, 规划师能够很好的从全局上把握规划方向, 使整个规划范围内的建筑物与周围和谐共生, 合理的避免规划方案中的缺陷, 以便做出最优的规划选择。
4. 总结
运用无人机倾斜摄影测量技术生产的实景三维模型, 结合相关三维软件可以对测区进行规划设计, 为规划编制和规划管理等工作提供相应的参考。三维模型可以为城市规划的总体发展与空间布局提供一个整体思路, 使城市规划的思路从二维转向三维, 为城市规划提供了新的方法与思路。
摘要：随着测绘新技术的不断提高, 倾斜摄影测量成果不紧在测绘领域应用广泛, 而且还渗透到城市规划领域, 城市规划中不少也运用了倾斜摄影测量的成果, 无人机倾斜摄影测量技术可以生产出实景三维模型, 运用相关对模型进行数据处理与分析的三维软件可以对实景三维模型进行规划方面的应用分析, 比如规划编制、规划管理、规划方案比选等方面提供新的数据分析与处理的方法。倾斜摄影测量成果从空间上突破了传统的城市规划从二维向三维的革命性转变, 提高了城市规划的工作效率, 为城市规划带来了新的思路与方法。
关键词：无人机,倾斜摄影测量,三维模型,规划应用
参考文献
[1] 甄峰, 秦萧.《大数据在智慧城市研究与规划中的应用》[J].国际城市规划, 2014 (6) .
[2] 刘淼.《城市规划GIS应用》[M].武汉:华中科技大学出版社.2015-6-1.
[3] 王蒙.倾斜摄影测量在城市规划中的应用探索[A].中国城市规划学会、沈阳市人民政府.规划60年:成就与挑战——2016中国城市规划年会论文集 (04城市规划新技术应用) [C].中国城市规划学会、沈阳市人民政府, 2016:13.