便携移动测量技术在景观改造工程中的应用研究

2020-12-25刘庚余

工程建设与设计 2020年23期

刘庚余

（福州市勘测院，福州350100）

1 引言

随着城市发展进程的加快，城市完成了从追求基础功能的满足到生态宜居的提升，城市公用的绿地、公园及景观广场越来越多，城市景观改造成了当前一二线城市建设热点。如何让城市景观既满足民众对城市绿化的要求，也达到美化城市的目的，这就要求从居民行走的视野和感受来进行城市景观改造设计，而手持便携移动测量技术可以满足这一设计的需求【1】。移动测量诞生于20世纪80年代，是卫星定位技术、遥感技术、计算机技术、图像技术、人工智能及地理信息技术的最新集成，它通过测量人员背包行走采集地理信息、实景影像和视频数据，由卫星及惯性定位确定实景影像的位置姿态等测量参数，实现了随时随地的按需测量。便携移动测量是自动化程度较高的技术手段，可以将便携移动设备直接背在身上，极大地提高了效率，且与民众行走的路线一致，设计人员可以按照这些测量成果进行设计。

2 便携移动测量特点

2.1 操作便捷性

便携移动测量操作具有便捷性，单人单机便可以进行作业。这与传统的测量方式很不相同，传统的测量方式至少需要3人以上的小组来进行外业测量，而且传统测量需要进行相应的控制准备工作，而便携移动测量可以轻装上阵，只要有网络连接，设备正常，借助计算技术、网络技术及传感系统，所有动作都可以单人完成，操作起来无比便捷【2】。便携式移动测量系统详见图1。因此，便携移动测量在外业采集过程中，依托实时定位，可以得到景观设计所需的空间定位、植被状况、地形状况等。

图1 便携式移动测量系统

2.2 成果丰富多样

由于便携移动测量采集的内容比较多，不但包括传统的测绘地理信息数据，还包括一些视频数据。依托功能强大的移动测量设备，测量人员可以进行多种形式的数据采集，并利用传感器和计算机进行数据集成，形成了一个三维空间数据系统和动态地理信息系统，为景观设计提供了可靠、全面、高效的数据基础。便携移动测量通过网络传递，能够将收集到的景观设计所需的各种数据（植被情况、地形情况等）记录并反映在设计人员设计窗口上。

便携移动测量技术中的视频系统，除了能够获得景观设计范围内的实景景象之外，还能够获得与该项工程有关的历史典故、文物、遗产、名胜等设计所需的信息【3】。后台运行的软件系统对于所接收的数据进行进一步的加工、分析、处理、合成，形成三维数据库。设计工程师能够通过网络第一时间了解到现场的实际情况，从而做出相应的设计。

2.3 实时动态性

便携移动测量系统综合了动态定位测量快速和近景摄影测量信息量大的特点，将动态定位测量装置在背包内，使测量人员在行走过程中完成自身姿态定位和测量目标的定位。便携移动测量能够瞬间获取测量对象的物理属性信息和几何信息，特别适合于测量目标众多的场合。便携测量通过网络连接，实时进行数据处理，数据采集速度加快，数据甚至可以同步应用，因此，便携移动测量提高了野外数据采集的效率，而且所获得数据的丰富多样，可以随时从影像数据或视频数据中获得特定目标的信息，改变了以往按照分专业分工序的测量和设计模式，实现了“一次测量，多次应用”及“实时测量，实时应用”的新模式。

同时测量人员还可以根据设计人员需要进行线路设计和行走，便携移动测量技术由工程师背包进行数据收集，完成电脑自动绘图【4】。通过比较可知，与传统测绘手段相比，外业数据获取时间更短，数据更加全面丰富。

3 工程应用

3.1 项目简要情况

本文以某一级城市干道××大道景观改造工程项目为例，简要介绍便携移动测量技术在景观改造工程中的应用。该新区地处城市的西面属于河流冲积平原，随着城市的发展，原有景观（原来道路主要满足交通功能，基本上没考虑美感）已不能满足城市发展的要求，因此要对该道路进行景观改造。该道路全长约12km，建成10a来，为新区的最主要城市干道，日常车流量较大，传统测量方法需投入大量人力，且在测量过程中会影响交通通行，因此工期较长，很难满足业务的工期要求。因此，为保证工期要求，本项目采用了便携移动测量方法。

3.2 项目组织实施

测量单位根据业主项目设计范围及要求，与设计人员一起进行实地踏勘，同时，利用覆盖全局的CORS站进行平面基准控制，实时获取背包测量人员所在的位置，同时，对道路上测设的控制点进行水平及高程复合控制。内业的平面位置也按照测设的控制点按照符合平差的方式进行解算。按照等级水准点作为起算，行进过程中对高程控制点进行测设。外业时背包测量人员按事先设计的路线匀速行走，沿路线进行数据采集，沿线所需的高程数据同步也扫描结束，对数据进行下载后外业测量工作就完成了，其作业流程见图2。设计人员可以根据测量人员传回来的数据进行设计，并可以根据设计需要实时调整测量人员外业行进线路，以满足设计要求。

便携移动数据处理主要包括预处理和后处理。预处理内容主要包括姿态解算、平面解算、高程结算、数据解析等；后处理主要包括数据坐标转换、高程转换、数据融合。数据处理操作完成后，数据才能真正应用于项目生产，点云资料向量化完成后，可以根据设计人员需求形成设计所需的各种数据，比如，地形图、三维模型、视线分析等。同时行进途中所拍摄的视频数据也可以对设计人员进行辅助【5】（见图3）。