三維數(shù)字化測繪技術(shù)在園林中的應(yīng)用

三維數(shù)字化測繪技術(shù)在園林中的應(yīng)用 摘要：國內(nèi)現(xiàn)有的園林景觀設(shè)計CAD軟件大都停留在二維施工圖繪制階段,在三維模型及其可視化處理方面極其有限，面向?qū)ο蟮膮?shù)化三維實(shí)體建模對三維實(shí)體建模、施工圖繪制、場景的三維實(shí)時虛擬呈現(xiàn)、渲染圖及動畫制作等可視化功都有非常積極的意義。文章簡要介紹了系統(tǒng)整體功能,詳細(xì)論述了專業(yè)模塊中的虛擬現(xiàn)實(shí)等可視化過程運(yùn)用三維激光掃描技術(shù)實(shí)現(xiàn)園林三維數(shù)字化測繪。通過對三維激光掃描技術(shù)在園林三維數(shù)字測繪中的方法和數(shù)據(jù)處理過程研究,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的古典園林?jǐn)?shù)字化精準(zhǔn)測繪,取得了滿意的結(jié)果，該應(yīng)用將會對有效保護(hù)我國豐富的園林文化遺產(chǎn)起到重要的作用。 中圖分類號： K928 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 測繪學(xué)在園林設(shè)計中的應(yīng)用 測繪學(xué)是研究地理信息的獲?。y定、采集之意）、處理、描述和應(yīng)用的一門科學(xué)。其內(nèi)容包括：研究測定、描述地球的形狀、大小、重力場、地表形態(tài)以及它們的各種變化，確定自然和人工物體、人工設(shè)施的空間位置及屬性，制成各種地圖（含地形圖）和建立有關(guān)信息系統(tǒng)?，F(xiàn)代測繪學(xué)的技術(shù)已部分應(yīng)用于其它行星和月球上。地理信息的概念(Geographical information;GI)：反映地理系統(tǒng)及其因素的特征、動態(tài)、節(jié)奏、韻律、周期及分布狀況的各種信息。一般有圖象地理信息、數(shù)字地理信息和文件信息等。現(xiàn)代地理學(xué)通過觀察、統(tǒng)計、文件檢索、航空測量、地面測量、宇宙航行器測量等手段來獲取有關(guān)地球表面及空間狀況的各種地理信息。 研究園林工程建設(shè)中設(shè)計、施工和管理各階段測量工作的理論、技術(shù)和方法。為園林工程建設(shè)提供精確的測量數(shù)據(jù)和大比例尺地圖，保障工程選址合理，按設(shè)計施工和進(jìn)行有效管理。園林工程建設(shè)設(shè)計出現(xiàn)于上古時代，那時人類從事生產(chǎn)活動產(chǎn)生了對園林工程建設(shè)設(shè)計的需要。中國西晉的裴秀總結(jié)出制圖六體的制圖原則，從此地圖制圖有了標(biāo)準(zhǔn)，奠定了中國古代制圖的理論基礎(chǔ)。17世紀(jì)起，西方一些國家用三角測量法進(jìn)行大地測量，根據(jù)實(shí)地測量結(jié)果繪制國家規(guī)模的地形圖，這些地形圖有準(zhǔn)確的方位、比例尺和較高的精度。中國清康熙四十七年至五十七年（17081718）完成的皇輿全圖，是中國歷史上首次以實(shí)地測量結(jié)果繪制的園林工程建設(shè)設(shè)計地形圖。20世紀(jì)初興起的航空攝影測量方法，加上照相平板彩色膠印技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了園林工程建設(shè)設(shè)計的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以后，地圖制圖正向計算機(jī)輔助制圖方向發(fā)展。 使用三維數(shù)字化測繪技術(shù)進(jìn)行園林設(shè)計 傳統(tǒng)測量概念里，所測的的數(shù)據(jù)最終輸出的都是二維結(jié)果（如CAD出圖），在現(xiàn)在測量儀器里全站儀，GPS比重居多，但測量的數(shù)據(jù)都是二維形式的， 在逐步數(shù)字化的今天，三維已經(jīng)逐漸的代替二維，因?yàn)槠渲庇^是二維無法表示的，現(xiàn)在的三維激光掃描儀每次測量的數(shù)據(jù)不僅僅包含X,Y,Z點(diǎn)的信息，還包括R,G,B顏色信息，同時還有物體反色率的信息，這樣全面的信息能給人一種物體在電腦里真實(shí)再現(xiàn)的感覺，是一般測量手段無法做到的。 園林設(shè)計研究的內(nèi)容，包括園林設(shè)計原理、園林設(shè)計布局、園林設(shè)計程序、園林設(shè)計圖紙及說明書等。園林設(shè)計的最終目的是要創(chuàng)造出景色如畫、環(huán)境舒適、健康文明的游憩境域。一方面，園林是反映社會意識形態(tài)的空間藝術(shù)，園林要滿足人們精神文明的需要；另一方面，園林又是社會的物質(zhì)福利事業(yè)，是現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)景，所以，還要滿足人們良好休息、娛樂的物質(zhì)文明的需要。 三維掃描技術(shù)的出現(xiàn),改變了已有的數(shù)據(jù)采集方式。面式數(shù)據(jù)采集替代傳統(tǒng)的點(diǎn)式數(shù)據(jù)采集是測量技術(shù)發(fā)展史上的一次巨大變革。三維掃描技術(shù)引入文物建筑測繪和研究領(lǐng)域彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測繪手段的諸多不足。三維掃描技術(shù)在文物建筑測繪方面的普及應(yīng)用必將加速文物建筑的保護(hù),促進(jìn)關(guān)于中國傳統(tǒng)建筑理論的研究。由于三維掃描技術(shù)是近幾年才逐步發(fā)展和應(yīng)用起來的一項(xiàng)新技術(shù),各個方面都不夠成熟。目前國內(nèi)的有關(guān)技術(shù)、設(shè)備幾乎全部來源于美國、法國等西方國家,出于技術(shù)保密和商業(yè)利益,很難看到相關(guān)的核心技術(shù)資料。同時由于對新設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)和性能缺乏足夠的認(rèn)識,導(dǎo)致新技術(shù)和新設(shè)備在古建筑測繪領(lǐng)域的應(yīng)用中存在著許多誤區(qū)。 最近幾年，三維激光掃描技術(shù)不斷發(fā)展并日漸成熟，目前三維掃描設(shè)備也逐漸商業(yè)化，三維激光掃描儀的巨大優(yōu)勢就在于可以快速掃描被測物體，不需反射棱鏡即可直接獲得高精度的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)。這樣一來可以高效地對真實(shí)世界進(jìn)行三維建模和虛擬重現(xiàn)。因此，其已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一，并在文物數(shù)字化保護(hù)、土木工程、工業(yè)測量、園林設(shè)計、自然災(zāi)害調(diào)查、數(shù)字城市地形可視化、城鄉(xiāng)規(guī)劃等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。 園林設(shè)計是一門研究如何應(yīng)用藝術(shù)和技術(shù)手段處理自然、建筑和人類活動之間復(fù)雜關(guān)系，達(dá)到和諧完美、生態(tài)良好、景色如畫之境界的一門學(xué)科。工作范圍包括庭園、宅園、小游園、花園、公園以及城市街區(qū)、機(jī)關(guān)、廠礦、校園、賓館飯店等。其中公園設(shè)計內(nèi)容比較全面，具有園林設(shè)計的典型性。目前前衛(wèi)的有自然墻水景設(shè)計工藝，裝在墻上它可以是活動的瀑布，可以是繚繞的云霧。 測繪工程領(lǐng)域，大壩和電站基礎(chǔ)地形測量、公路測繪，鐵路測繪，河道測繪，橋梁、建筑物地基等測繪、隧道的檢測及變形監(jiān)測、大壩的變形監(jiān)測、隧道地下工程結(jié)構(gòu)、測量礦山及體積計算。結(jié)構(gòu)測量方面：橋梁改擴(kuò)建工程、橋梁結(jié)構(gòu)測量、結(jié)構(gòu)檢測、監(jiān)測、幾何尺寸測量、空間位置沖突測量、空間面積、體積測量、三維高保真建模、海上平臺、測量造船廠、電廠、化工廠等大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部設(shè)備的測量；管道、線路測量、各類機(jī)械制造安裝。建筑、古跡測量方面：建筑物內(nèi)部及外觀的測量保真、古跡（古建筑、雕像等）的保護(hù)測量、文物修復(fù)，園林設(shè)計、古建筑測量、資料保存等古跡保護(hù)，遺址測繪，贗品成像，現(xiàn)場虛擬模型，現(xiàn)場保護(hù)性影像記錄。 結(jié)論 測量學(xué)首先是一項(xiàng)非常精確的工作，通過本文的學(xué)習(xí)對測量學(xué)的學(xué)習(xí)，形成了一個基本的、理論的測量學(xué)輪廓，而實(shí)習(xí)的目的，就是要將這些理論與實(shí)際工程聯(lián)系起來，這就是工科的特點(diǎn)。測量學(xué)是用來研究地球的形狀和大小以及地面點(diǎn)位的科學(xué)，從本質(zhì)上講，測量學(xué)主要完成的任務(wù)就是確定地面目標(biāo)在三維空間的位置以及隨時間的變化。在現(xiàn)在這個信息的社會里，測量學(xué)的作用日益重要，測量成果做為地球信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，提供了最基本的空間位置信息。構(gòu)建信息高速公路、基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)及各種專題的和專業(yè)的地理信息系統(tǒng)，均迫切要求建立具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可共享的測量數(shù)據(jù)庫和測量成果信息系統(tǒng)。因此測量成為獲取和更新基礎(chǔ)地理信息最可靠，最準(zhǔn)確的手段。測量學(xué)的分類也有很多種，比如普通測量學(xué)、大地測量學(xué)、攝影測量學(xué)、工程測量學(xué)。作為水利工程系的園林設(shè)計，我們要學(xué)習(xí)測量的各個方面。 參考文獻(xiàn)： 1 丁延輝,邱冬煒,王鳳利,楊銳.基于地面三維激光掃描數(shù)據(jù)的建筑物三維模型重建J. 測繪通報. 2010(03) 2 戴升山,李田鳳.