隨(sui)著(zhu)計(ji)算機、測(ce)繪、地(di)理信(xin)息(xi)技術的(de)(de)(de)發(fa)展，基于(yu)一(yi)體(ti)化(hua)移動測(ce)量系統采集的(de)(de)(de)可(ke)(ke)量測(ce)實(shi)景三維數據，以高清晰度(du)、高分辨率(lv)全景影像的(de)(de)(de)方式來(lai)直(zhi)接反(fan)映地(di)物(wu)要素及自然環境(jing)的(de)(de)(de)原貌，具有(you)高精度(du)、高效率(lv)、高安全性(xing)的(de)(de)(de)特點，既包含了(le)(le)所要量測(ce)目標(biao)地(di)物(wu)的(de)(de)(de)空間信(xin)息(xi)，又包括(kuo)了(le)(le)與之相關的(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)自然和(he)社會屬(shu)性(xing)信(xin)息(xi)，作為一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)地(di)理信(xin)息(xi)數據源，提(ti)供了(le)(le)具有(you)豐富環境(jing)信(xin)息(xi)和(he)立面信(xin)息(xi)的(de)(de)(de)實(shi)景三維可(ke)(ke)視化(hua)瀏覽模(mo)式，給用戶提(ti)供了(le)(le)良好的(de)(de)(de)交互性(xing)體(ti)驗(yan)。

一(yi)、設(she)備一(yi)覽表(biao)

　　HiScan-S高(gao)精(jing)度(du)(du)三(san)維激光移動測量系(xi)統(tong)是(shi)海達數云自主研(yan)制的新型測繪裝備。該(gai)系(xi)統(tong)集成(cheng)了高(gao)密度(du)(du)三(san)維激光掃(sao)描系(xi)統(tong)、360°全(quan)景相機(ji)、高(gao)精(jing)度(du)(du)定位定姿系(xi)統(tong)等多個傳(chuan)感器、總成(cheng)控制系(xi)統(tong)和高(gao)性能(neng)計算(suan)機(ji)。

　　測(ce)程：100-1000m

　　激光發射頻率(lv)：大于100萬點/秒

　　掃描角分辨率：0.0088

　　掃描角(jiao)度(du)：360°

　　全景分辨率(lv)：大于5000萬像素(su)

　　測量精度：±5cm （100m）

　　作業車速：≤60KM/h

　　（一）總體技術路線

　　三維激光實(shi)景技(ji)術(shu)總體路(lu)線(xian)主(zhu)要(yao)(yao)分為數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)采集(ji)、數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)生(sheng)產(chan)及(ji)應用平臺(tai)3大部分。數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)采集(ji)通過移動測量(liang)系(xi)統，基(ji)于不同的(de)(de)載體(車(che)載、背(bei)包等(deng))，針對不同的(de)(de)區域和(he)作業環境，進行快(kuai)速高效的(de)(de)非接(jie)觸式數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)采集(ji)。數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)生(sheng)產(chan)則(ze)針對采集(ji)的(de)(de)原(yuan)始(shi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)進行規范化(hua)、流程化(hua)的(de)(de)處(chu)理(li)，通過自主(zhu)研(yan)發的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)生(sheng)產(chan)軟(ruan)件(jian)，進行各(ge)類型(xing)成果數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)處(chu)理(li)和(he)生(sheng)產(chan)，最終提供標準(zhun)、通用的(de)(de)多元化(hua)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)。應用平臺(tai)是(shi)基(ji)于最終的(de)(de)標準(zhun)化(hua)多元數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)搭建(jian)的(de)(de)，滿(man)足各(ge)類型(xing)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)統一存儲及(ji)管(guan)理(li)的(de)(de)要(yao)(yao)求，因此可(ke)結合園(yuan)林管(guan)理(li)業務功(gong)能的(de)(de)實(shi)際(ji)需(xu)求，搭建(jian)一個數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)管(guan)理(li)、應用的(de)(de)綜(zong)合信息化(hua)平臺(tai)。總體技(ji)術(shu)路(lu)線(xian)流程如圖1所(suo)示。

　　（二）數據采集數據采集

　　園林(lin)綠化信息(xi)普查采(cai)集(ji)工作，主要(yao)是利(li)用基于三(san)維激光實景技術的移動(dong)(dong)測量系(xi)統，其在(zai)移動(dong)(dong)的載體(ti)上裝配全景相機、三(san)維激光掃描儀、定位(wei)定姿系(xi)統等傳感器，在(zai)載體(ti)行進過程中，快速采(cai)集(ji)園林(lin)相關地物(wu)要(yao)素及其附(fu)屬構筑物(wu)的高清(qing)全景影像和激光點云。

　　針對(dui)(dui)大面積、大范圍的(de)帶狀區域，可(ke)使(shi)用(yong)車(che)(che)載三維激光移動(dong)測(ce)量(liang)系統(tong)，利(li)用(yong)車(che)(che)輛的(de)快速、高(gao)效(xiao)性(xing)，方(fang)便快捷地進(jin)行(xing)數(shu)(shu)據(ju)采(cai)集(ji)(ji)；針對(dui)(dui)一些地況受限而無法通行(xing)車(che)(che)輛或存在被遮(zhe)擋(dang)的(de)區域，則可(ke)使(shi)用(yong)背包式移動(dong)測(ce)量(liang)系統(tong)進(jin)行(xing)有(you)(you)效(xiao)的(de)補(bu)充采(cai)集(ji)(ji)。多(duo)種類型的(de)采(cai)集(ji)(ji)設備有(you)(you)效(xiao)地進(jin)行(xing)了互補(bu)，保證了數(shu)(shu)據(ju)采(cai)集(ji)(ji)的(de)完(wan)整性(xing)和(he)有(you)(you)效(xiao)性(xing)。

　　（三）數據生產

　　基于三(san)(san)維激光移動(dong)測量系統獲取的園林(lin)高清全(quan)景影像與三(san)(san)維激光點云(yun)數據(ju)(ju)(ju)，可通過(guo)專業的數據(ju)(ju)(ju)生產(chan)軟件自動(dong)提取行道樹的空間位置、樹高、冠幅、胸徑等(deng)(deng)屬性信息，管(guan)理部門可以結合實(shi)景影像判讀植物類別及生長(chang)狀(zhuang)態等(deng)(deng)信息，建立園林(lin)各類型的專題數據(ju)(ju)(ju)庫，為數字園林(lin)信息化建設(she)提供基礎(chu)數據(ju)(ju)(ju)支撐。其數據(ju)(ju)(ju)生產(chan)過(guo)程(cheng)如下:

　　1.加載全部的激光點云數據?進(jin)行初步(bu)的裁剪和預處(chu)理，獲取道(dao)路兩側綠化帶及(ji)樹木(mu)的點云數據。

　　圖1：三維(wei)激(ji)光實景技術(shu)的園林普查及管(guan)理技術(shu)路線(xian)

　　通過移動測(ce)量系統采集的原始(shi)數(shu)據(ju)主要包含高精度三維(wei)激光點(dian)云數(shu)據(ju)和高清的全景(jing)影(ying)像數(shu)據(ju)，如圖2、圖3所示(shi)。

　　圖2：三(san)維激光點云

　　圖3：高清全景影像

　　2.通過高程(cheng)值(zhi)的篩選，過濾掉無效的路面點云數據，保留有效高程(cheng)值(zhi)的點云。

　　3.利用俯視角度進(jin)行(xing)拉框選(xuan)擇，自(zi)動提取出路邊行(xing)道,樹的位(wei)置坐標(biao)信息(xi)，以及冠(guan)幅、樹高等屬性信息(xi)。

　　4.結合全景影像數據，可截取對應(ying)樹(shu)木照片，并(bing)自動保存(cun)至屬性數據庫。

　　5.所有數據(ju)均可(ke)按照相(xiang)應(ying)標準規(gui)范，進(jin)(jin)行(xing)分類設置，保(bao)存到不(bu)同的(de)樹(shu)木類型圖層(ceng)進(jin)(jin)行(xing)管(guan)理。

二、數(shu)字園林(lin)信息化構架(jia)與應用

　　結合園(yuan)(yuan)(yuan)林(lin)(lin)專(zhuan)題(ti)數(shu)據(ju)庫、園(yuan)(yuan)(yuan)林(lin)(lin)三(san)維(wei)實(shi)(shi)(shi)景(jing)(jing)數(shu)據(ju)庫及園(yuan)(yuan)(yuan)林(lin)(lin)管(guan)(guan)理業(ye)務(wu)(wu)數(shu)據(ju)庫，可建立(li)基于三(san)維(wei)實(shi)(shi)(shi)景(jing)(jing)的園(yuan)(yuan)(yuan)林(lin)(lin)信息業(ye)務(wu)(wu)管(guan)(guan)理平臺(tai)，彌補當(dang)前園(yuan)(yuan)(yuan)林(lin)(lin)信息展(zhan)示、分析、數(shu)據(ju)綜合利用(yong)等方(fang)面(mian)的不足，實(shi)(shi)(shi)現(xian)(xian)園(yuan)(yuan)(yuan)林(lin)(lin)三(san)維(wei)實(shi)(shi)(shi)景(jing)(jing)數(shu)據(ju)與業(ye)務(wu)(wu)屬性數(shu)據(ju)的共享，并根據(ju)管(guan)(guan)理和應(ying)用(yong)要(yao)求，實(shi)(shi)(shi)現(xian)(xian)各類(lei)數(shu)據(ju)的查(cha)詢、統計、分析、展(zhan)示和拓展(zhan)應(ying)用(yong)，將園(yuan)(yuan)(yuan)林(lin)(lin)管(guan)(guan)理的各個(ge)環節信息集(ji)成化、標準化，實(shi)(shi)(shi)現(xian)(xian)園(yuan)(yuan)(yuan)林(lin)(lin)的全過程(cheng)跟蹤管(guan)(guan)理和實(shi)(shi)(shi)時(shi)監控，如(ru)圖4所示。

　　圖4：數字園林(lin)信息(xi)化建設架構

　　基于(yu)三維實景的數字園林信(xin)息化建設(she)應用方向主要(yao)為：

　　1.城市綠(lv)化(hua)資(zi)源可(ke)視化(hua)管理(li)。通過建立園林(lin)綠(lv)化(hua)專題數據庫及三(san)維(wei)實景數據庫，把全區域范(fan)圍(wei)內園林(lin)綠(lv)化(hua)資(zi)源(如樹(shu)種(zhong)、道(dao)路(lu)、公園、綠(lv)地、苗木(mu)、古(gu)樹(shu)、病(bing)蟲害等(deng))進行集(ji)中(zhong)式、三(san)維(wei)可(ke)視化(hua)的(de)管理(li)，使各區綠(lv)化(hua)管理(li)部門和(he)相關業務處(chu)室都能夠全面直觀(guan)地了解園林(lin)綠(lv)化(hua)資(zi)源信(xin)息，并實現對(dui)園林(lin)綠(lv)化(hua)信(xin)息的(de)可(ke)視化(hua)瀏覽、維(wei)護、更新、查詢和(he)分析等(deng)，包括樹(shu)種(zhong)管理(li)、行道(dao)樹(shu)定位(wei)查看(kan)、綠(lv)地信(xin)息統計查詢及規劃、苗木(mu)數量監控(kong)、病(bing)蟲害管理(li)、古(gu)樹(shu)名木(mu)的(de)狀態監管等(deng)，如圖5、圖6所示(shi)。

　　圖(tu)5：園林綠化信息(xi)可視(shi)化瀏覽

　　圖6：行道樹可視化管理

　　2.園林養(yang)護(hu)巡查(cha)管理(li)。通(tong)(tong)過(guo)劃分綠(lv)化網(wang)格的模(mo)式，利用信息(xi)化管理(li)手段，科學地對(dui)建(jian)成區(qu)和在(zai)建(jian)區(qu)的園林綠(lv)化進行(xing)養(yang)護(hu)管理(li)。通(tong)(tong)過(guo)養(yang)護(hu)管理(li)計劃，對(dui)養(yang)護(hu)實(shi)施工作(zuo)進行(xing)實(shi)時(shi)跟蹤，養(yang)護(hu)單位在(zai)綠(lv)化養(yang)護(hu)巡查(cha)時(shi)，可以直接在(zai)移動端錄入巡查(cha)區(qu)域、道路名(ming)稱、作(zuo)進展情(qing)況、養(yang)護(hu)的質量情(qing)況等(deng)，實(shi)現綠(lv)地現場(chang)巡視、事件上報、任(ren)務(wu)分配、結果核查(cha)等(deng)事件處理(li)流程，大大提高工作(zuo)效率，如圖7所示。

　　3.園林綠(lv)(lv)化(hua)統(tong)計(ji)分析。基于(yu)園林綠(lv)(lv)化(hua)專(zhuan)題數據庫，實現綠(lv)(lv)化(hua)信息(xi)的統(tong)計(ji)分析，包(bao)括綠(lv)(lv)地面積統(tong)計(ji)、綠(lv)(lv)地分布統(tong)計(ji)、綠(lv)(lv)化(hua)指標統(tong)計(ji)、苗木匯總(zong)統(tong)計(ji)、綠(lv)(lv)地樹(shu)種(zhong)統(tong)計(ji)、綠(lv)(lv)化(hua)年度統(tong)計(ji)、養護(hu)考(kao)核統(tong)計(ji)等，直(zhi)接生成統(tong)計(ji)報(bao)表及統(tong)計(ji)圖，直(zhi)觀展示各種(zhong)綠(lv)(lv)化(hua)對比結果，在(zai)全市園林綠(lv)(lv)化(hua)的規劃和建設(she)的背景下提(ti)供(gong)輔助(zhu)決策依據。

　　圖7：城市路面(mian)行道(dao)樹巡檢(jian)示意圖

　　4.集成園林相關(guan)監(jian)控信息(xi)。通(tong)過集成氣(qi)象信息(xi)，可(ke)以及(ji)時掌握天氣(qi)溫度、風速等環境參數，對(dui)(dui)植被的養護(hu)提供重要依據。通(tong)過集成公(gong)安攝像頭視(shi)(shi)頻信息(xi)及(ji)公(gong)園、重點(dian)景觀綠(lv)化點(dian)視(shi)(shi)頻，對(dui)(dui)綠(lv)化設(she)施進(jin)行(xing)實時監(jian)控，并且可(ke)以針(zhen)對(dui)(dui)園內植物、動(dong)物、基礎設(she)施等進(jin)行(xing)可(ke)視(shi)(shi)化管(guan)理。另外(wai)，可(ke)以對(dui)(dui)道(dao)路及(ji)公(gong)園內的巡查人(ren)員進(jin)行(xing)定位監(jian)控，提高巡查人(ren)員的工作效率(lv)。如圖8所(suo)示。

　　圖8：集成(cheng)攝像頭監控信(xin)息進行園林綠化管理

三、結語

　　隨著城(cheng)(cheng)市建設和(he)(he)綠(lv)化(hua)(hua)(hua)建設的(de)(de)(de)進(jin)行，城(cheng)(cheng)市環(huan)境和(he)(he)綠(lv)地(di)資(zi)源分布情(qing)況不斷發生變化(hua)(hua)(hua)，如(ru)何讓相關(guan)管(guan)(guan)理(li)部門快(kuai)速、準確地(di)掌握城(cheng)(cheng)市現(xian)(xian)有(you)的(de)(de)(de)綠(lv)地(di)資(zi)源總量(liang)和(he)(he)分布情(qing)況，如(ru)何有(you)效地(di)加強對存在綠(lv)地(di)的(de)(de)(de)保護，如(ru)何制定適合城(cheng)(cheng)市市情(qing)的(de)(de)(de)綠(lv)地(di)規劃(hua)，如(ru)何進(jin)行綠(lv)化(hua)(hua)(hua)工作(zuo)的(de)(de)(de)科學化(hua)(hua)(hua)、可視化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)理(li)，如(ru)何改變和(he)(he)解決(jue)現(xian)(xian)有(you)人工方式的(de)(de)(de)弊端和(he)(he)問(wen)題，都是對園(yuan)林管(guan)(guan)理(li)部門提出的(de)(de)(de)新(xin)課題。

　　三(san)維激光實景(jing)技術為城市(shi)園(yuan)林(lin)管理(li)維護提(ti)供了有(you)力(li)的數(shu)(shu)據支(zhi)撐和一(yi)種(zhong)符合(he)人眼視覺習慣(guan)的全新(xin)展現模式。在采集效率(lv)(lv)、作業安全性、數(shu)(shu)據精(jing)準度、數(shu)(shu)據完整度等(deng)各(ge)個方面，都極大地改善(shan)和提(ti)升了傳統(tong)人工模式的諸(zhu)多弊端，有(you)效解決了園(yuan)林(lin)綠化(hua)規劃、建設、管理(li)、養護等(deng)一(yi)系列難(nan)題(ti)，實現了一(yi)體化(hua)、全過程的信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)化(hua)管理(li)模式，以及基(ji)礎數(shu)(shu)據管理(li)信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)化(hua)、業務(wu)管理(li)信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)化(hua)、決策分析信(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)化(hua)，提(ti)高了城市(shi)園(yuan)林(lin)管理(li)處的工作效率(lv)(lv)和服務(wu)水平。