关于三维数字地形图测绘技术探析

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1、关于三维数字地形图测绘技术探析　　摘要：三维地形图测绘技术在早期二维数字地形图的基础上增强了空间性和丰富性，本文通过笔者对三维数字地形图测绘技术的应用总结，探讨了测绘关键技术及应用方法，希望为同行业发展提供借鉴。关键词：三维数字，地形图，测绘技术，应用分析中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：一、前言地形图是对地理地形的客观存在特征进行了概述和抽象的一种科学方法，但由于地理地形本身存在多变性、空间性和实体性，想要全面充分的通过地形图来表达实际地理状态，具有一定的技术难度。随着我国科学技术水平的不断提升，目前人们已经在不断

2、探索具有全面性、真实性、科学性等优点的测绘方法和技术，并获得成效。三维地形图测绘技术如今已经不仅仅是一种概念性的技术内容，而是在早期二维数字地形图的基础上增强了空间性，使数字地形图丰富化、三维化，也为实际的研究和测量工作提供新的依据。7数字地形图便于使用、储存和绘制，但目前大部分数字地形图仍然是二维的，即所有的高程点和所有线上的特征点只反映其平面位置，而不反映其高程，地形图中所有的点和线都是二维的。为了克服二维数字地形图在空间表示和应用方面的不足，三维数字地形图应运而生。在三维数字地形图中，特征点和特征线都是三维的，这使得计算

3、或查询线状地物上任意两个特征点间空间折线段的长度；查询任意特征点的平面坐标和高程即三维坐标；绘制线状地物上任意两个特征点间的纵断面图；测量或查询任意两个特征点之间的倾斜距离、水平距离、高差、坡度、水平方位角和空间方位角变成可能。这些功能的实现对于线状地物的工程规划和设计如灌渠路线的规划和设计、输电线路的规划和设计等等具有极高的利用价值。本文通过笔者对三维数字地形图测绘技术的应用总结，探讨了测绘关键技术及应用方法，希望为同行业发展提供借鉴。二、三维数字地形图的基本概念及特征1、三维数字地形图概念7三维数字地形图已不是一个新概念，

4、最早的三维数字地形图是在二维数字地形图的等高线和高程点上带高程，即这类数字地形图中只有等高线和高程点是三维的；后来以此为基础，又在一些不突出地表的地物如公路、河流等的特征点上注上高程值，使它们也变成三维的，从而使数字地形图更加三维化。但这些数字地形图都不是完整的三维地形图。三维数字地形图也是线划地形图，它把地形和地物都看成三维空间对象，用三维离散点表示地物和地貌的空间位置和立体形状。也就是说，所有表示地物和地貌的特征点和特征线都是三维的，其中X和Y用来表示地物或地貌在水平面上投影的位置；Z用来表示它的高程。2、三维数字地形图具

5、有如下特征：①它既能反映制图区域内地球自然表面的高低起伏，又能反映其上地物立体形状。②它是用三维离散点表示地形或地貌以及地物空间立体形态的矢量地图，在反映地物的平面位置或大小与竖直方向的高程或高度（所谓高度就是地面上空一点沿铅垂线到地面的距离）时，都是按1：1或同一比例尺表示的。③它在反映空间地理信息时都是比较精确、细致和详细的，用比例尺（或空间分辨率）的概念表示就是大比例尺（或高分辨率）的，如1：500（或0.05米）、1：1000（或0.1米）和1：2000（或0.2米），且通常都是小区域的。④它只能是数字或电子形式的，不

6、能是纸质的。7三维立体图、视觉立体图、鸟瞰图、三维实景模拟地图，三维城市景观以及目前三维空间数据显示和可视化表达的主流技术——虚拟现实或临境技术等都是类似于三维数字地形图的概念。但他们都是用栅格或影像表示地理信息的，强调三维视图，重视空间认知的功能。目前，国内外的研究人员对数字城市、数字地球和三维可视化技术有非常广泛的研究，并且进行这方面研究的人员也越来越多，但是进行三维数字地形图研究的人员却不多。随着数字地形图在工程中的应用越来越深入，为了方便人们进行空间方面的分析和测量，对它表达地貌和地物的方法及精度提出了更高要求。它独特

7、的应用价值就是，在CAD软件平台上，可以把它应用在工程上，并且能查询任何特征点的平面坐标及高程，即三维坐标，所以三维数字地形图有独特的应用价值。三、三维数字地形图测绘技术探讨卫星定位技术、激光测量实时获取技术、地图特征信息提取等是三维数字地形图测绘技术的关键点，其基于电子计算机系统实现一系列的测绘与成形工作，具有快捷性、准确性、技术化和科学性。1、卫星定位技术。全站仪集成技术和卫星定位是有效提供地形图测绘数据的重要技术手段，具有远大的发展方向。传统的地理测绘，需要大量的人力、物力和财力进行实地考察，且测量时间长、空间广、面积大

8、、准确性低，造成测量结果误差性大，难以作为科学的研究依据，给研究结果带来不确定性。而卫星定位技术则很好的规避了非准确性的风险，由于卫星定位技术可在指令的要求下对某个被测量区域进行拍摄和测量，直接利用电子形式完成一系列工作，仅需专业人员在操作平台上实施操作，故而可大大节约人、物