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摘要：在我国信息化水平的不断提高，城市部件采集和整理工作的重要性愈发凸显，而借助移动测量技术进行部件的采集和系统的测量效率要远远强于传统测量办法，它不仅能减少外部采集作业所发生危险的可能，在针对海量的数据方面，它能做出更快速度的处理和识别。因此，本文主要分析说明了移动测量技术在城市部件采集中的应用，希望能给有关部门提供一定的参考。
关键词：城市部件采集；移动测量系统；立体像对；部件挂接
前言：城市部件的采集和整理工作俨然已经成为建设“数字中国”、“智慧中国”等活动中，相当重要的部分。可随着我国信息技术的飞速发展，社会生产力的不断提高，传统的采集测量方法已经很难满足各个领域的需求，同时传统采集方法主要依靠人力来完成，不光工作效率不高，就连基本的人身安全和工作质量都无法得到保证，因此，移动测量技术的衍生和发展是大势所趋。
1移动测量技术系统
移动测量系统可以说是现阶段测绘领域最受关注的科学技术中相当关键的一环，在地理信息采集和城市部件采集方面都发挥着极其积极的作用，被大规模应用在城市建设等方面，尤其是在增加城市精细度上，更是起到了至关重要的作用。移动测量系统本身集成了GPS、导航、全景相机等新型尖端技术，在被车载运用时，能在车辆行驶的同时，精准快捷的将周围地理概况收集起来，而后直接自动储存在计算机当中，通过一定的处理合成，最后变为可以直观反映出地理景物状况的三维数据图。
1.1移动测量系统的构成
通常情况下，移动测量系统一般以摩托车为载体，并由以平板电脑为监控端，对采集的全过程进行管理掌控，通过监控端也可以对传感器的参数和状态进行设置；卫星定位接收机可以时刻接收卫星反馈回来的信号，让测量人员及时获取第一手的位置以及速度等关键信息；而激光扫描仪则可以很快得到激光点的三位坐标；惯性导航系统则会及时对系统信息进行反馈；全景相机会在摩托车行进期间，摄录下周围地理环境的具体影像和路面的概况，详情请见图一。
图1 移动测量系统
1.2移动测量系统的工作原理
在实际对移动测量系统进行操作时，应该重点注意系统的完整性，不要只注重传感器的作用，其他部件的重要性也应充分认识，更不能以偏概全，将单一部件的作用无限放大，甚至代替了其他所有部件的作用。移动测量系统主要由六个部件组成：全景相机、组合道行刚性连接、组合导航提供位置信息和时间基准、扫描仪，通过位置和时间的联系来完成这三个传感器的彼此作用。
1.3移动测量系统的技术特点
智慧城市建设中，如何构建时空信息构架，快速采集、处理、发布和更新海量地理信息，是测绘科技人员需要解决的突出问题。移动测量系统的日趋成熟，使得获取城市部件数据不论是外业的数据采集还是内业的数据处理，其工作效率都有了极大地提高，并能高精度快速获取部件的三维空间信息数据。与其他测量手段相比，轻便型移动测量系统具有以下优势：
（１）轻巧、机动灵活。系统可适用于城市主干道、非机动车道、人行道、商家店铺门前空地、公园小道、乡村小路、田埂等多种复杂环境作业。实现了每一个角落都可以到达，每一个目标都可以测量。
（２）工作效率高。作业过程中，激光扫描仪扫描部件三维几何信息，全景相机３６０°无死角获取部件的影像数据，避免了部件遗漏，整个数据采集的过程中只需少量的人工干预，大大缩短传统测量工作的作业周期，提高作业效率。
（３）精度高。测量数据精度可达到厘米级，点云数据较密集，能够提供部件的细部信息。以本文使用的Ｖ－ＳｕｒｓＱ型移动测量系统为例，在有效的扫描范围内精度在５ｃｍ以内，完全能够满足城市部件调查项目的精度需求。
（４）属性记录简单。获取的激光点云数据中包含城市部件表面精细的数据信息，每个激光点均带有Ｘ、Ｙ、Ｚ坐标信息、扫描点的ＲＧＢ信息等。根据激光点的三维坐标信息可以表现出地物的实际形态，根据反射强度差和真彩点云信息可以判别地物的类别。同时，近距离高分辨的扫描方式也获得了大量的地物细节特征，为城市部件采集属性记录提供了强大支持，不仅减轻了工作量大，而且避免造成错漏。
2城市部件采集
本文选取的实例研究位于青岛市，一条主干道穿越其中，全长８千米左右，该实验路段城市部件的采集，具有一定的代表性。在整个外业工作中，共投入２人，往返采集耗时１小时左右完成了１６千米的测区数据采集。利用Ｖ－ＳｕｒｓＱ型移动测量系统，按照外业数据采集、内业据预处理、内业测图及编辑、部件属性录入、部件检核、数据成果等流程进行实验范围内的城市部件采集。
2.1外业数据采集
在进行采集之前，根据已有资料，先对道路勘踏，制定行驶路线和作业计划以及明确待采集的城市部件种类，确定好测区内部件的类别与属性，便可以按照需求新建矢量图层。采集时按照事先规划好的路线匀速行驶扫描，采取先主后次的原则进行数据采集。以往的城市部件采集，车载移动测量系统作为部件数据的主要采集手段，针对遮挡区域，辅之人工采集的手段。Ｖ－ＳｕｒｓＱ型移动测量系统采用北斗加ＧＰＳ双星四频接收机（北斗Ｂ１＼Ｂ２两频、ＧＰＳ Ｌ１＼Ｌ２两频）能够在遮挡严重区域实现准确定位，满足城市部件采集的需要。
利用该系统进行道路两旁外业数据采集，包括道路定位定姿数据，全景影像数据和三维激光扫描数据，为内业测图提供原始数据。
2.2内业数据预处理
在外业采集后，将ＩＭＵ与ＧＰＳ数据融合成为位置姿态数据（Ｐ０Ｓ），根据ＰＯＳ数据得到激光扫描仪的实时位置姿态信息，结合激光扫描仪获取的激光发射点与目标点角度、距离数值，得到目标点的三维坐标，最后结合全景影像序列的彩色ＲＧＢ信息，生成具有真实地理坐标真彩点云，还原真实的测区现状。
2.3基于软件Ｖｓｕｒ.Ｍａｐ.ＣｉｔｙＰａｒｔ内业测图及编辑
在内业预处理完成后，进行辅助信息收集，根据城市管理部件的分类和技术要求，查阅城市管理部件的档案资料，收集城市部件的修建时间、建设单位、管理单位和其他相关信息。该软件不仅可以在三维点云视图中采集部件信息，而且可结合双全景点位，在全景照片中采集部件信息。
2.4城市部件属性录入
按照每个部件测量的空间位置及属性信息，从部件图上分类分层选取部件，结合收集的城市部件辅助信息，实施部件属性录入。该软件拥有标准的符号库和标准的元数据管理。元数据管理功能方便用户定制可维护的数据库与要素表结构，字典管理功能方便用户快速录入属性信息。两功能结合使用可快速采集属性信息。
2.5城市部件采集检核
采用Ｖ－ＳｕｒｓＱ型移动测量系统来完成城市部件调查工作，在三维点云视图中或实景影像上进行城市部件提取，软件自主研发了自动挂接功能如图３所示，随时都可进行城市部件复核和检查，实现了已采集部件的百分之百的检核。
图３ 城市部件挂接
2.6数据成果
利用轻便型移动测量技术进行数据采集，在获取传统的矢量数据集外，更重要的是获得了街道两旁的全景影像，不仅可以实现空间可视化，内业即可完成部件检查工作，而且也为智慧化城市管理系统提供了直观的连续影像数据，点击电子地图上某一位置即可定位到相应的影像上，查看部件属性。图４为部分实验数据结果。
结束语
随着社会信息化进程的加速，新技术、新装备层出不穷，获取的地理信息数据越来越丰富，数据量也越来越大。社会要素的完整性、准确性和现势性起着至关重要的作用，如地址编码、兴趣点信息、城市部件信息等。移动测量技术可以真实、高效、准确、全面的获取海量点云数据，进行相关需求处理，同时又能满足大众化的需求，使得信息更加多元化和多样化，是解决海量数据和各行各业的迫切需求有效手段。
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论文作者:吴佳南
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/25
标签：部件论文; 测量论文; 城市论文; 数据论文; 系统论文; 信息论文; 全景论文; 《防护工程》2019年8期论文;