三维数字城市建筑.docx

1、三维数字城市建筑三维数字城市建设关健词：三维数字rtk技术拟合高程。建议、尸, 、刖言近些年来，随着测绘技术的飞速发展，各式各样新的测绘仪器和 测绘技术正快速走向和充实各个专业测量队伍。伴随着社会的不断 进步和发展，测绘数据成果在各行各业的基础设施建设中显得日益 重要。新的测绘技术和发展正代替传统的测量工作模式，工作强度 大大减轻，工作效率成倍提高，为城市建设和发展起了推动性作用。由于gps技术的飞速发展，它的应用领域也越来越广泛。2011年度甘肃省平凉市静宁县三维数字城市建设中 gps rtk技术的运用，能够方便，快捷，高精度地对点位进行实时动态定位 测量，既满足了随时变动，节省人力和物力，

2、又能随时得到定位数 据的新要求。显示出gps rtk测绘技术强大的，高精度的动态优势，给测绘工作和数据维护带来了很大的方便。、gps定位的工作原理简述1. gps相对定位原理两台（或多台）gps用户接收机分别安置在两条（或多条基线的 端点），同步同时段（或不同时段）观测相同数量的gps卫星，一般 情况下不少于4个。并对观测量进行差分处理，以确定基线端点（也 就是我们常说的测站点）的相对位置，如果知道其中几个点的坐标 和高程，通过专业软件的数据处理，就可以解算其它点的坐标和拟 合高程值，以最大限度地满足工作的需要。在多个观测站同步观测相同卫星的情况下，卫星的轨道误差，卫 星时钟差，接收机钟差以及

3、空气中的电离层，对流层折射误差等对 观测量的影响具有一定的相关性。利用观测量的不同组合，可有效 地消除或减弱误差上的影响，从而提高相对定位的精度。2.g ps-rtk 实时动态定位原理简述gps实时动态定位是基于载波相位的gps相对定位方式。采用的星历为广播星历，误差修正方式采用基准站相位误差改正，精度可 达到cm级。gps - rtk测量技术既保证了 gps测量的高精度，又具有实时动态性。其基本工作原理可简述为：在两台 gps接收机之间增加一套无线电通讯系统。将两台或两台以上相对独立的 gps接收机联成有机整体，安置在已知点上的gps接收机（我们常说的是基准站）通 过电台将观测信息，测站点数

4、据传输给流动站（我们常说的移动 站）,流动站将基准站传来的载波观测信号与流动站本身观测到的 载波信号进行差分处理，从而解算出两站间的基线向量；根据事先 输入的坐标转化和投影参数，就可得到流动站的三维坐标数据。gps - rtk测量技术是建立在流动站与基准站误差强烈类似的这一基础之上，随着流动站与基准站之间距离的增加，其误差的类 似性越来越差，定位精度会越来越低。数据的通信也会受到作用距离拉长，而干拢因素增加的影响。因此 gps - rtk技术的作用距离是有限的，一般小于10公里。gps - rtk作业流程示意如下图3.三维数字城市建设工作简述三维数字城市建设指的是利用项目区的基础图件资料 （最

5、新的1:500或1: 1000大比例尺地形图），通过调绘项目区的建筑物和重要地物的几何尺寸，加上近景摄影测量所得到的外业相关数据，利用 专业软件skyline三维数字地球平台软件。，三维动画制作软件3dsmax等。将基础图件上的有关地物，通过专业技能加工成立体图形,使之图形成为直观、易懂，容易判读的立体图件。为城市管理，规 化和设计等部门提供便利。、gps - rtk技术在数字城市建设中的应用本文以静宁县三维数字城市建设中所需的像控点三维坐标数据 和拟合高程数据为例，简要阐述 gps - rtk测绘技术在数字城市建设中的应用。项目要求：按照数字城市建设规范和测量规范 要求，提供静宁县三维数字城

6、市建设项目中所需像控点坐标和高程 数据。1.采用基准、系统和起算数据来源采用基准为1985国家程基准。坐标系统为1995静宁县城区坐标 系统，其中央子午线为东经105。投影面为测区平均高程面1660 米。起算数据为2008年静宁县城镇地籍调查时，由天水三和数码测 绘院所做的一级gps导线点，其高程数据为四等水准测量平差后数 据。均由静宁县国土资源局提供。共收集9个已知点d01,g09,eg003 等。坐标，高程系统及精度均满足规程和本项目设计要求。作参数 控制点网图如下:投入使用的仪器为：中海达gps-rtk1+1台套，标称精度=(10mm+2pmmd),自动安平水准仪dzs3-1型一台，必要

7、后勤保障。2.测区概况本次工作区域为静宁县县城建成区和远景规化区，东至陇兴化工公司，南至靳家寺，西至火柴厂，北至八里铺镇，共计面积约 30平方公里。项目区内北侧国道312线至东向西绕城穿过，城区内成 纪大道，阿阳路，西环路，中街，北环路，北二环路纵横交错，交 通便利。工作区内涉及城关镇，八里铺镇及八里工业园区。其中城关镇包 含5个行政村，5个居委会，是县城政治，经济，文化交流中心。八里铺镇包含2个行政村，一个工业园区。城乡结合部种植大面积 苹果园和其它经济作物，是当地居民主要经济收入来源，但给测绘 工作带来不便。3.像控点的布设根据项目设计要求，大部分像控点主要布设在城区主要干线附S-论文发表

8、专家一 国学朮发叢厨 tfW+qikanvv3 ngcEt近，点位选在视野开阔，视场内障碍物高度未超过 15的开阔处，且远离大功率的无线电发射源和高压输电线，大面积积水区域。远 离高压线距离大于100米，远离发射源距离大于200米。基本上满 足三维数字城市建设对像控点的布设要求。对所选点位位置打入钢 钉作为标志，钢钉中心刻有“十”字作为点位中心标记。4.经实地踏勘检测，所收集的9个已知点点位保存完好，中心标志清晰无损，可作为测区的起算数据。5.基准站点位的选择在gps - rtk测量方法中，关键在于基准站与流动站点位的选择上。在该项目中像控点的布设是事先确定的，也就是说流动站的 点位已确定好了

9、不能变动，只要选择好基准站的位置，便可以进行rtk测量。基准站位置的选择有两种情况：1.基准站架设在已知点上。2.基准点架设在未知点上。本项目选择的是第二种情况。两 种情况各有利弊，以方便工作，满足技术要求为准，在实际工作中 无具体要求。基准站点位的选择注意了以下几个方面:1.点位的选择应远离大功率的无线电发射台和高压输电线，以避免其周围磁场对gps卫星信号的干拢，接收机天线与其距离一般 不小于200米。2.基准站应先在易安置接收机设备的地方，并且视场要开阔,点位周围高度角大于15度，且以上天空无障碍物。3.还应考虑基准站周围具有良好的通信设施和电力供应以供基准站与流动站之间的联络和设备用电。

10、4.从静宁县国土局收集到的已知点之间的距离不超过3000 米,符合rtk测量技术范围要求（不超过10公里）。根据实地情况基准 站架设在远离大功率的无线电发射台和高压输电线，视场开阔，高度角15以上天空无障碍物的静宁县国土资源局办公大楼 6楼顶上，在作好相应的安全保护措施情况下，便可以开始工作。5.根据9个已知点在该测区的具体位置，本项目区域坐标系统转换参数由收集到的9个已知点，实时动态定位测量数据计算得出。检查其它已知点数据统计如下:6.野外rtk测量将作好的转换参数以文件形式，存入到观测记录手簿中，基准站 架设在参考点上，经过检查校正无误后，即可开始工作。检查校核 数据见下表:gps - r

11、tk外业观测的基本要求：采样率为1s,每次测量的历元数小于10个，每点观测时间不低于3分钟。平面点位精度小于2cm（即实测点值与原已知点值相比较的 x y值），高程点位互差小士 5cm（即实测点高程值与原已知点高程值相比较）。依据技术要求,依据技术要求，对实地所布设的像控点进行实时动态定位测量。按S-论文发表专家一 国学朮发叢厨 tfW+qikanvv3 ngcEt工作计划，经过五天外业工作，实时动态定位测量共计 169个像控点的坐标和拟合高程数据（成果数据见像控点成果表）。gps - rtk拟合高程与水准测量成果即的相互检测为保证gps - rtk拟合高程的正确性，为今后相同项目工作流程打好

12、基础。我们采用随机抽样的方式，分别就城区，城乡结合部 抽取一定数量的gps - rtk拟合高程点，按国家四等水准测量要求进行水准观测，检核这些拟合高程点。根据项目区像控点点位布 设情况和已知水准点所处位置。本项目区四等水准路线，由三个已 知点，三个闭合环共计22.5km组成。其中包括两条附合水准路线 组成水路线网。外业数据经过自检、互检、专检、审核平差计算成 果精度完全满足规范要求和项目区设计要求。最终平差结果和 精度统计如下:1.外业数据检核：闭合环最大闭合差 +28mm允许值：士 56mm附合路线闭合差最大14mm允许值：士 22mm闭合环路线最大长度 11.34km,允许值：15km附合

13、路线长度最大1.28公里，允许值: 15knr。2.平差后精度统计：最大点位误差 1.028cm,允许值：士 2cmo最大点间误差0.85cm.，允许值士 1cn。最大高差中误差0.85cm,允许值士 1cn。高程点最大中误差0.9cm，允许值：士 2cn。具体数据统计如下:从上面的检查数据统计表结果中可以看出：四等水准高程与 gps-rtk拟合高程点相比较，以四等水准高程为基准，最大较差绝对 值为47mm最小较差绝对值为7mm通过计算得出高程点中误差为1.7cm，规范中允许值为：不大于士 2cm静宁县三维数字城市建设中所需要高程数据可以用拟合高程数据代替。也就是说 ：在基准站点位选取比较理想

14、，满足规范和相目区技术要求的情况下，通过经 过检验的数据转换参数，gps - rtk实时动态定位所得到的三维数据拟合高程点数据代替可以完全代替水准测量高程值。其优势在于gps - rtk实时动态定位工作方式灵活，省人少力，可减轻作业人员的工作强度，提高测绘技术人员的外业工作效率。随着 gps rtk测量技术的日益成熟，拟合高程代替水准高程必然成为一种趋势。上述工作曾在陇南地区成县三维数字城市建设中取得了较为明 显的工作成效。3. gps - rtk附带地形测绘利用rtk测量技术的灵活性，可随时加密项目区的控制点，将项 目区变化区域实时定位测量，特别是关键区域变化点的测量。如道 路，花坛的拐角和

15、曲线部分的关键点。电线杆位，信号灯。管道设 施中的检修井，变径处，分叉处及重要拐点测绘定位，并绘制好工 作草图。四、内业数据处理不同型号的rtk生产厂商，都随仪器设备配备有数据传输线和下载数据软件。数据经过转换后，一般都能在文本处理软件中打开并 加工、编辑成最终成果资料。图形在 cass7.1操作环境下，结合外业手工绘制的工作草图，绘制出最具有现实性的项目区基本图形。五、总结由于三维数字城市建设在一些地方，仍处于一个试点、探索阶段。对该类项目所需的基础数据，条件不具备的测量单位，还需沿用较 为传统的工作方法和工作流程。随着 gps rtk测绘技术飞速发展,以及在越来越多领域中得到应用。gps

16、rtk测绘技术必将成为测绘行业的主力军。特别是在为决策部门、规化、设计部门提供基础数 据中发挥越来越重要的作用。六、几点工作建议1.测绘技术人员具有强烈的责任心，认真负责的工作态度。工作方法严谨，灵活。保证外业数据采集正确性。2.项目中投入的各种测量设备，要经过严格的检查，使其各项精度指标达到规范要求。特别是重要设备的关键性技术参数如：如rtk的标称精度等等。3.加强测绘人员的团队合作精神，尽可能在外业数据采集工作中消灭不合格数据，保征每一项数据的正确性。4.作好数据的安全，保密工作，减少不必要的数据损失。参考文献1. ch/t 2009-2010 全球定位系统实时动态测量(rtk)技术规范I y - If I b 3 , J j III I II ITVIP 勺 I E f I IT 二世塑歯gU也型国家测绘局发布 北京测绘出版社2010.72.全球定位系统（gps）测量规范gb-t2009中国标准出版社出版发行2009 .5作者简介：汪亚峰（1964-）男（汉族）安徽省青阳县人，建 材地勘中心甘肃总队工程师，地形测量专业。注：文章内所有公式及图表请以 pdf形式查看。