城市GIS_城市地理信息系统的技术与方法技术分析.ppt

第三章 城市地理信息系统的技术与方法（第5讲）城市三维空间信息的获取方法 2.5.1 城市三维空间信息的内容 2.5.2 城市三维空间信息获取 2.5.3 野外数据采集 2.5.4 地图数字化 2.5.5 全数字摄影测量系统 2.5.6 激光扫描测量系统 2.5.7 合成孔径雷达 2.5.8 近景摄影测量方法 2.5.9 多数据源集成 2.5.1 城市三维空间信息的内容 数字线划数据 影像数据 数字高程模型 地物的属性数据 数字线划数据：是将空间地物直接抽象为点、线、面的实体，用坐标描述它的位置和形状。 影像数据：包括遥感影像和航空影像，它可以是彩色影像，也可以是灰度影像 数字高程模型：即三维地形数据，实际上是地表物体的高程信息 属性特征：是在虚拟现实系统中构建城市三维模型所必需的信息 2.5.1 城市三维空间信息的内容 2.5.1 城市三维空间信息的内容 信息类型 信息形式 需要比例尺 三维地形 数字高程模型 1：500～1000 三维建筑 地形图 1：500～1000 地表纹理 数字正射影像图 1：500～4000 2.5.2 城市三维空间信息获取 DEM数据获取 建筑物高度数据获取 三维对象几何要素数据获取 纹理数据获取 2.5.2 城市三维空间信息获取 DEM数据获取 （1）直接使用2D GIS中的DEM。 （2）通过数字摄影测量系统，处理航摄影像（包括高分辨率遥感影像）生成。 （3）由机载激光扫描系统直接扫描并经后续处理得到。 （4）用合成孔径雷达（SAR）获取数字高程模型。 2.5.2 城市三维空间信息获取 二. 建筑物高度数据获取 （1）在2D GIS数据库基础上按层数粗略求算建筑物高度。 （2）用人工或半自动的方式借助软件基于影像获取（以建筑物屋顶数据为主） （3）以研究算法为主，从影像中直接提取建筑物高度以及其他信息。 （4）用机载激光扫描仪结合空中影像，经过算法处理提取建筑物高程、纹理以及其它数据。 2.5.2 城市三维空间信息获取 三. 三维对象几何要素数据获取 （1）将2D GIS中的建筑物轮廓线与建筑物高度结合，用简单几何体表达建筑物外形特征。 （2）利用航空影像进行交互式获取。 （3）使用航空影像以及地面摄影对建筑物特征线进行自动提取。 （4）在地面使用激光扫描仪与GPS，通过测距求算获取。 2.5.2 城市三维空间信息获取 三. 三维对象几何要素数据获取 （5）采用近景摄影测量方法，获取建筑物的几何形状数据。它不仅可以获取建筑物外部的几何形状信息，也可以测量其内部几何信息，适用于对单体建筑的量测。对于获取结构复杂的建筑物，如古建筑的数据也是一种比较理想的选择。 （6）使用高分辨率卫星影像进行建筑物的自动提取。高分辨率卫星影像的出现，使得人们很容易快速获取一个实时的、不低于1m分辨率的城区影像图。 2.5.2 城市三维空间信息获取 四. 纹理数据获取 （1）由计算机作简单模拟绘制。 （2）地面摄影像片直接提取。 （3）根据航摄像片由计算机生成。 （4）由空中影像获取。这种方法主要用来获取地面影像。 2.5.3 野外数据采集 全站仪测量 GPS测量 2.5.3 野外数据采集 全站仪测量 全站仪是电子经纬仪和激光测距仪的集成，它可以同时测量空间目标的距离和方位数据，并且进一步得到它的大地坐标数据 2.5.3 野外数据采集 全站仪测量 空间数据编辑处理和成图的两种模式：一种是利用AutoCAD图形软件进行图形的处理和制图，另一种是自行编制数字制图软件进行空间数据处理和制图。 2.5.3 野外数据采集 全站仪测量 电子平板：将便携机直接与全站仪相连，测量的结果直接显示在屏幕上。在野外直接进行空间目标的图形连接和编辑处理，然后进行符号化、注记与制图。 2.5.3 野外数据采集 GPS测量 GPS由三大部分组成：GPS卫星（空间部分）、地面支撑系统（地面监控部分）和GPS接收机（用户部分） 虚拟城市建设所要解决的问题之一，是采集、存储、管理及应用空间数据，而GPS正具有提供空间数据的功能，可以实时、快速的提供地物目标的空间位置。 7—3 野外数据采集 GPS测量 GPS由24颗卫星构成，其中有3颗备用卫星，这就是21+3模式，他们分布在6条轨道面上，在距离地面大约20183KM轨道高度上以每日绕地两周运行着。6条轨道按轨道面夹角60°间距分开。每条轨道与赤道面的交角为55°，轨道形状近似圆形，每条轨道上有4颗卫星 2.5.3 野外数据采集 GPS测量 GPS控制系统包括监控站、上行注入和主控站，均设在美国国内，主控站设在美国本土科罗拉多·斯本士（Colorado Springs）的联合执行中心CSOC；三个注