時間：2023-01-17 14:30:03
導語：在測繪碩士論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
我跟莫先生的相識是在學生時期。那時在系里常常會見到一位體格消瘦但精神矍鑠的老人，每每見到學生，總會露出一種慈善而略帶天真的笑。從其他老師那里知道，這就是跟隨梁思成與林徽因先生數十年的莫宗江先生。老師們在談起莫先生的時候，總會帶出一種敬佩的語氣說，莫先生無論是繪畫還是繪圖功力都很深，梁先生的著作與文章中的許多圖版與插圖都是莫先生繪制的。還有的老師帶著感慨和教誨的語氣對我們說，莫先生的藝術感覺極好，在他的談話中，時時會蹦出藝術的火花，要學會從莫先生那里“偷”學問。從那時起，我就對莫先生就產生了一種景仰的心情，很希望能夠聆聽先生的授課，但是在那個特殊的時代，中國古代建筑史課程幾乎處于被取消的狀態，除了在系里偶爾見到先生的身影外，很難與先生有交流請教的機會。那時，除了因為有關《營造法式》問題而請教，一段時間內與先生有過較多的接觸外，真正能夠拜在門下師從于先生，是在1978年考上研究生之后。
莫宗江先生是廣東新會人，生于1916年，1931年他15歲時，開始師從梁思成、林徽音、劉敦楨先生，在中國營造學社作繪圖生，并主要承擔梁思成先生的助手工作。他一邊工作，一邊學習，以其勤奮好學與聰穎智慧，不僅在繪圖技巧上，而且在學術與藝術造詣上，達到了很高的水平。莫先生的水彩畫、鋼筆畫，及墨線測繪圖，意境高雅，筆觸瀟灑。他繪制的西蜀王建墓中人物雕刻的寫生畫，以及大量精美的測繪圖、古建筑速寫，都堪稱藝術佳作與繪圖典范。晚年時，莫先生還曾鉆研國畫。留下了許多國畫習作。
莫先生的水彩畫畫的好在系里是有口皆碑的，我曾有幸在系資料室看到過一幅先生的水彩畫，是抗戰時期在四川出土的五代王建墓中為墓內棺槨基座上的樂女人物像所繪的寫生，在光線幽暗的墓窟中，一個五代樂女盤腿而坐，手撫鼓瑟的形象，僅用了淡淡的幾筆，且用的是與實物十分接近的淺灰的色調，卻將人物的神態表現得栩栩如生，而其色調仍不失墓窟石雕的蒼古氛圍。據說，這只是先生所繪王建墓中一系列雕刻人物繪畫中的一幅。他的許多畫隨著動蕩的歲月與變遷的時代，已經漸漸地失散不存了。
莫先生看我們用針管筆畫的圖，看著那缺乏彈性的線條，有時候會笑。然后就講起他是怎樣用鴨嘴筆的，使用鴨嘴筆是要磨的，還要防止墨的流淌，更需要學會掌握手上的力，才能做到所繪線條的精美。然后，他就拉過我們的手，輕輕地在手心示意，讓你感覺到畫圖時應該運用的那微妙的力。先生繪畫與繪圖功夫的厲害，還可以從梁思成先生論文與著作中的許多插圖中看出來。而莫先生自己在《營造學社匯刊》第七卷中有關山西榆次雨花宮的研究文章中，插入的幾張他自己親自手繪的插圖，其線條之簡單流暢，其對對象表現的把握之扼要自如，使每一位讀到過這篇文章的人都會嘆為觀止的。
莫宗江先生追隨梁思成、林徽因、劉敦楨先生，為中國建筑史學科的確立，為中國古代建筑的研究與保護，做了大量的工作。梁思成先生在學術上的許多拓荒性工作，如對數千座中國古建筑的調查與測繪，發現與研究唐代建筑佛光寺大殿、應縣木塔等重要古建筑等，都包含了莫宗江先生的大量心血。關于這一點，我們不僅可以從梁思成先生的許多文章中略窺一斑，而且，作為弟子的我也曾有幸從莫先生那里聽到過一些。
莫先生常常說起的一句話是，自己是十分幸運的，可以同時與幾位大師共同工作、學習了數十年。莫先生說，藝術的感覺，是看出來的。梁先生那里的書很多，經?？梢钥吹皆S多國外的書，還常常能夠聽到梁先生與林先生在那里點評。而且，跟著兩位先生，走了那么多石窟寺與廟宇，看的多了，眼睛就把握的準了。藝術，特別是雕塑藝術，包括建筑物上的裝飾雕刻，其線條，其刀法，其衣飾、其面的凹凸，有時就差那么一點點，就有了藝術上的優劣差別。要緊的是要用心地去觀察、去觸摸、去感覺。
莫先生特別提到了1937年他跟隨梁先生與林先生在五臺山考察發現唐代建筑佛光寺大殿的過程。他說，那個時候的他們高興極了，一直深陷于發現、研究與考察的興奮之中，直到完成了考察工作，回到太原時，才得知了北平已經淪陷的消息，心情又忽然變得十分沉重。他曾談到，那一年他輾轉回到北平，從長安街上走過，看到在東單附近有日本軍人在操練中，用槍瞄準過往的中國人時，內心的悲憤感覺，無以言表。按照營造學社的安排，學社成員們分散各自撤離北平，輾轉到了天津，再乘船去往了南方。
先生也談到了在中國營造學社在四川李莊時候的情況，那時候條件非常艱苦，還要繼續進行學術研究，《營造學社匯刊》第七卷，就是在那個時候的艱苦條件下，用手刻蠟版與油印的方式出版的，我看過清華大學建筑學院資料室保存的這一卷匯刊，不僅因紙張的簡陋與粗糙而為當時條件的艱苦卓絕所感觸，也為字跡的工整與插圖的精美而感嘆，其中無疑也有莫先生的許多心血。莫先生說，那時候梁先生常帶他們到四川各地做古建筑的調查、測繪與研究。有時，實在太困難，沒有經費作調研工作，梁先生就帶著他們到住所附近的電線桿上作攀高爬桿的練習。這種練習的目的是為了在今后測繪古建筑的工作中，能夠更快捷，更熟練地獲得測繪數據。
可能正是有過這樣的訓練，加上多年的古建筑測繪實踐，即使是到了花甲之年，莫先生的身手仍然不凡。記得1979年莫先生帶我們一行研究生們去山西應縣木塔考察參觀時，先生一邊興奮地滔滔不絕地講著，一邊登塔，到了塔的第三層樓梯處，先生忽然一躍就順著木樓梯的扶手，攀上了三層與四層之間暗層的梁架上。當時的我們幾乎是一楞然后，也有同學躍躍欲試，雖然是一些年輕人，卻遠沒有先生的這身功夫。跟隨莫先生考察時的體會就是，只要一到一座古建筑物面前，莫先生就會變得十分興奮與年輕。他幾乎總是會第一個就攀上梁架。在薊縣獨樂寺，在福州華林寺，在杭州閘口白塔，在正定開元寺鐘樓，我們都曾跟隨莫先生攀上梁架做過草測。一邊畫測稿，一遍丈量一些重要的數據，以便能夠帶回來做進一步的研究分析。
莫宗江先生對建筑與園林藝術有一種特殊的體驗。凡是聽過莫先生講中國古典園林課的，都會對中國古典園林產生濃厚的興趣與深刻的理解。在文化革命以前，莫先生曾經指導過一位研究生，從事中國古典園林的研究。莫先生對研究論文的要求很高，所以，不滿意的研究文稿，絕不發表，據說那位研究生的論文，因為沒有達到先生的要求，而未能獲得通過。莫先生的考察筆記、測繪手稿、及已經進行但尚未完成的文稿等，高可盈尺。除了抗戰期間，在梁思成先生指導下完成的關干山西榆次雨花宮的發表在《中國營造學社匯刊》第7卷上的研究論文外，上世紀70
年代對遼代建筑河北淶源閣院寺大殿的所進行的研究，也是先生注入了大量心血的成果。莫先生指導我們幾位研究生對福州華林寺大殿進行的研究，通過大量的史料、文獻與測繪數據，否定了原來已經發表的華林寺大殿建于南宋時期的錯誤結論，明確肯定了華林寺大殿是建造于五代末的吳越王時期(時為北宋初年)這一史實，并對華林寺大殿與日本天竺樣(大佛樣)建筑之間的關聯進行了探討，從而為華林寺大殿確定為國家級文物保護單位奠定了基礎。
聽莫先生的講課是一種享受。他講課幾乎不帶講稿，只在一張紙上，列著一個簡要的提綱，隨著自己的思路侃侃而談，一堂課下來，會旁征博引出許多的歷史故事。有時為幾位研究生上小班課，大家甚至忘記了是在上課，不時地插話問先生。這樣的課有時會不在意是否到了下課的時間，大家越談會興致越高。有一次陪莫先生在一個省會城市，受邀作一次演講，起初，我還擔心先生若不用講稿，可能會像和我們小班課上談天一樣拖延了時間，誰知那一次演講，先生條分縷析的講了兩個小時，時間把握的十分恰到。一堂演講下來，我就為先生講課時那瀟灑輕松的風度與時間、會場氣氛的把握能力所深深折服。
在福州的那段日子，每天晚飯后，我們會跟隨他去散步，走在福州老城的三坊五巷中，穿梭在那些有曲線的風火山墻所圍合而成的街巷中，街巷曲曲彎彎，時而還會在窄巷中，放出一塊空間，置放幾個石桌、石凳，或者還有一棵老榕樹，就會透出一股南方傳統城市特有的濃郁地方氛圍。每到這種地方，莫先生會興奮地問我們的感覺，然后加以點撥，講出自己的道理。在后來的一路考察中，他也會時時地發問，比如怎樣使園林的空間顯得更大，中國園林的水系為什么那么曲曲折折，園林中的池岸為什么會那樣處理，那些風火山墻的曲線為什么那么優美，中國古代建筑的反宇式凹曲屋面是出于什么道理，如此等等。莫先生對福建的山水與文化十分欣賞，他總是說，江南園林中的景觀，是一種小家碧玉的感覺，福建的寺廟園林就不一樣，福州鼓山、廈門南普陀，都將寺廟與大氣磅礴的山景、石景結合在一起，再加上古人的摩崖石刻，給人一種雄渾的南國風韻。福建人重視書法，即使是街頭巷尾張貼的一紙告示、通知，甚至訃告，其文字書法都很不俗，為什么福建民居建筑中風火山墻的輪廓線，不像其他地方那樣是直線的，而是一些自由而道勁的曲線，這也許就是其中的原因所在吧。在這樣的交談中，一種耳濡目染的學習，使我們對中國傳統文化與藝術，有了深刻的體驗。
莫先生與陳明達先生交往很深。陳先生家一度住在石碑胡同，莫先生常常會在周末騎自行車，從清華園到石碑胡同，兩個人會聊得很久。我有幸陪先生去過陳先生家一次?？吹絻晌焕险?，談論起《營造法式》中的學術問題，會是那么津津有味，絕沒有一點枯燥的感覺。莫先生是藝術感覺極好的人，思維也十分敏捷，交談中常常會蹦出思維的火花，陳先生又是十分嚴謹扎實的人，在學術上一絲不茍，兩個人談起來無拘無束，有時還會爭執起來，聽這兩位前輩學者的一席交談，簡直就像是參加了一場有趣的學術沙龍會。我常常記起一位老先生對我說過的一句話，莫先生是一個寶庫，關鍵是要善于從他那里去捕捉，去發掘。在莫先生看來，學術乃天下的公器，在與學生及同行的交流中，他幾乎是毫無保留地拋灑自己的學術新見。凡是與莫先生有過長時間交談的人，都會對莫先生在海闊天空般的漫談中，不時流露出來的真知灼見有深刻的印象。
其實，莫先生是一位述而不作的人，對學問有很深的積淀，從與先生的交談中，常常能夠感受到他智慧與思想的充溢，但先生卻從不輕易動筆。也許因為對身后之名淡薄之至，所以，不是做到深思熟慮的東西，他是絕不肯落墨的。這也許是莫先生畢一生之力于建筑史的研究，講起課來思路開闊、知識縱橫裨合、引例趣味四溢，且十分熟諳繪畫、雕刻藝術，但留給我們的文字卻不是很多的重要原因之一。我時常在想，若是先生身邊有一位助手，隨時將先生日常言談話語間流露出來的一些思想火花記錄下來，將先生草繪的圖，加以仔細的整理，一定會有許多有相當分量的建筑歷史學術成果問世。
我和我的研究生同學鐘曉青的碩士論文就是由莫先生在認真思考后所確定的，這是一個真實的研究課題，題目是對位于福州市越王山下的華林寺大殿進行系統的研究。從結構于造型上可以明顯地看出，這是一座建造于唐宋間的木結構建筑。由于南方現存古代木結構建筑如鳳毛麟角，這座建筑的重要性就更凸顯了出來。這座建筑的被發現是20世紀50年代的事情，最初，由地方文物工作者對它進行了一個初步的研究，認定這是一座建造于南宋時期的木結構建筑。因為這樣一個斷代，其歷史價值沒有得到充分的體現，所以，最初僅僅將其定為省級文物保護單位。也正是因為其重要性沒有得到充分認識，這座位于福建省委大院中的南方最古老的木結構建筑，在中因為要為省委機關車隊讓出一個通道，而遭遇了“截肢”手術，即將大殿清代時所加建的前后檐廊截除，使大殿進深變短，從而緊貼前殿身鋪設了水泥道路。萬幸的是，盡管大殿遭此不幸，盡管大殿中的佛像被野蠻地摧毀，但在當地文物部門的努力下，將大殿木結構古代原構的主體部分保留了下來。
1979年，莫先生到福建考察，他一眼就被這座宏偉的木構建筑所吸引了，經過一番研究之后，莫先生認為這座建筑應該早于南宋時期。就莫先生的直覺，這座建筑有可能是晚唐至五代時期的遺物。于是回到北京以后，莫先生就將這座建筑選定為我們的論文研究目標。在國家文物局與福建省文物局的支持下，1980年春，我們師生三人就進入了這座建筑的現場。
在莫先生的帶領下，由福州文管會的楊秉倫先生密切配合，我們對福州華林寺大殿的主體部分進行了詳細的測繪，并翻閱了大量資料。莫先生和我們一起穿梭在梁架之間，仔細的尋找每一點歷史上可能遺留下的蛛絲馬跡。在經過大量文獻閱讀，及相關史料的比對，并對唐宋時期的木構建筑的各種比例、做法進行了系統比對的基礎上，我們基本確定這是一座建造于五代末年吳越王時代的建筑，其具體年代是公元964年，時間雖已進入北宋時代，但當時的福州仍然在五代吳越國的范圍之內，故仍應看作是五代晚期的木構建筑。而且，可以肯定地說，這是現存中國南方年代最為久遠的古代木結構建筑，比原來所知南方最早的建造于公元1013年的北宋時代寧波保國寺大殿還要早49年。
莫先生還敏銳地察覺到了這座建筑與日本大佛樣(天竺樣)建筑的關系。以圓潤的月梁以及復雜的插拱為特征的日本廉倉時期一度出現的大佛樣建筑，一向被認為是古代日本特有的建筑形式，而莫先生認為福建地區建筑中大量使用插拱(丁頭拱)的做法，和華林寺(以及宋代建造的福建莆田元妙觀大殿)中所使用的肥胖圓潤的月梁，與日本大佛樣建筑之間很可能
有所關聯。我們在莫先生所指導的碩士論文中，將莫先生的這一猜測做了詳細的論證。后來又有資料證明，在韓國12世紀的木構建筑中，也有與華林寺在造型意匠上十分接近的圓潤月梁的做法。而一個不爭的事實是，韓國與日本的同一類建筑，主要是建造于相當于北宋時代的公元12世紀左右，而華林寺大殿卻是公元10世紀的遺物。顯然，具有濃厚特色的日本大佛樣建筑以及韓國同一時代的類似建筑，很可能是從福建地區傳入的。這也突顯了華林寺大殿在東亞古代建筑史，以及中外文化交流史的重要地位。
正是由莫先生所主持的這一重要研究，使得華林寺大殿獲得了它應有的歷史地位，并被認定為第二批全國重點文物保護單位。可惜的是，在后來所進行的對華林寺大殿的保護修復工程中，從事修復的工程技術人員沒有能夠及時向莫先生請教，我們也已經畢業而去，沒有機緣參與這一重要修復工程，因而，當我們知道這座千年的古老建筑為了給省委機關讓路而被整體移動了數百米，并被簡單地恢復到了五代時的樣子，而將后世增修的歷史信息完全抹去，同時，還將其油漆一新的時候，心存的遺憾也就難以言表了。
莫先生也是一位對學問孜孜以求的人。他考察古建筑時，總會親手繪一些草圖，并草測一些數據，回到家里就把測稿鋪開，邊畫圖邊做分析。記得莫先生曾向我展示過一次他那高可盈尺的研究手稿，笑著說，將來退休了，可以將這些研究深入下去。我也曾接下這個話茬說，有條件我來幫您整理這些手稿吧。其實，我知道真正能夠整理這些手稿的人，必須是他身邊的人，我曾幾次對先生的公子莫濤說，這是你的一筆財富，你應該花點氣力把這件事情完成?？上獫彩且粋€十分忙碌的人，在中國文物保護研究所工作了近20年，在祁英濤等老先生的指導下，一直在一些國保級的文物建筑修繕工地上辛勤勞作，實在沒有機會坐下來做這樣一些繁瑣細致的研究整理工作，這不能不說是一個遺憾。
莫先生的書法功底很深，寫得一手好字。對好的書法作品也十分喜愛和欣賞。記得我們在福州城內的三坊五巷中考察、調研中，在一家清代建造的老式大宅院中，看到了一位沈姓的老者每日習字，所寫的字貼就晾在穿堂的桌案上，老先生習的是顏體，筆力渾厚道勁，莫先生看了就贊不絕口，后來才知道這位老先生是清代林則徐親戚家中的后人，是當時福州最為人們稱道的書法家。由此，也可以看出莫先生的眼力之強。后來，這位老先生還書贈了莫先生一貼對聯，寫的是林則徐的話：“壁立千仞，無欲則剛。海納百川，有容乃大。”這是沈老先生為知者書，可謂君子之遇也。
退休以后，莫先生忽然對國畫產生了濃厚的興趣，他開始每天練習國畫。記得有一次到先生府上，見屋里掛滿了山水畫稿。以我的眼力，每一幅加以裝裱，都是很好的作品。那時的莫先生身體還好，繪畫的興味還很強，他說，吳昌碩60歲才開始學畫，我現在習山水，還不算晚吧。看著莫先生那似乎帶有某種天真感的笑，真為先生對于中國傳統文化與藝術的那種畢生的不懈追求而感慨。莫先生還喜歡體育，常常由公子陪著去打網球。他那瘦削的身體，倒很像是一位身手不凡的網球運動員。如果不是因為年輕時吸煙留下的隱患，相信莫先生還能有時間為他所鐘情的建筑與藝術事業做很多事情。
莫先生也是一個極有毅力的人。他曾經煙癮很大。有時一下午的講課，他會一根接一根地抽完一盒煙。1979年因突犯肺炎而住進了醫院，醫生告誡說，不要吸煙了。從此，煙癮如此大的老先生，竟然許多年不再沾煙了。記得1980年，我和莫先生出差，住在同一個房間，夜晚兩人同在書桌旁查閱資料。看到入神的時候，莫先生左手翻著書頁，右手卻伸向書前方在摸索什么，在一旁的我急忙問，您在找什么？先生從入神的恍惚狀態中擺脫出來，看著自己伸出的手，又天真地笑了。他說，我在摸火柴。我想，這一定是先生挑燈夜讀時的一個習慣性動作。然而，與先生交往的多年中，包括我們連續數月的一路考察、調研，有時十分忙碌和疲勞，但莫先生從來沒有再吸過一根煙。曾經煙癮很大的他，要克服這一切，需要付出怎樣的煎熬，是可以想見的。
后來，在年近80的時候，先生還是罹患了肺癌。先生住院期間，我去看望，他仍然是那種很開朗、很天真的樣子。值得慶幸的是，手術還是成功的。到了20世紀的最后兩年，先生的肺癌再次復發，這時已經到了有病亂求醫的地步了，當時，先生曾住在北京南郊大紅門外一家自稱可以用中醫草藥治療癌癥的民辦醫院中。我幾次去看他，已經感受到他身體的日益贏弱。后來，又轉移到了北大醫院。那是1999年，似乎已經可以聽到新世紀的腳步聲了。我仍時而去看他，久被疾病折磨的莫先生已經顯得更是消瘦了，聲音中也透出因病魔的糾纏而身心疲憊的感覺，但心中似乎還仍然蘊藏著一團對未來充滿憧憬與渴望的火，只要精神好，他還會談些與建筑歷史有關的話題，話語中充滿了對未來的期望，談歷史，談建筑，談建筑史的未來，也談新世紀，他似乎還有許多的話沒有說完。那時的深切感覺就是，莫先生多么希望親眼看一看新世紀的曙光，多么希望還能為他所投身一世的建筑歷史研究與古建筑保護事業再盡一份力量。還有幾次他喃喃地說，要是能夠見到21世紀，他還想做些這個，做些那個。似乎，他仍然還有許多學術理想沒有實現。我總是被先生這種孩童般的天真與執著所感染，在聊作安慰的寒暄中，向蒼天默禱。然而，先生還是沒有能夠聽到新世紀的鐘聲。最終帶著一生的辛勞與一路的風塵離我們遠去。
老子《道德經》有云：“道之為物，唯恍唯忽。忽恍中有象，恍忽中有物。窈冥中有精，其精甚真，其中有信。”[2]學問如道，恍兮忽兮，其中有象。治學問者如精，其要在真，其中有信。因而可以說，其象其物，塊莫大焉，其真其信，理莫深焉。其言不諱，其意也長矣。在回憶的恍惚中，以這樣的話來結束這篇短短的文字，或是對先生音容的追想，更是想在先生的墓塋上，再培上一土，愿封植兮永固，俾斯人兮不忘[3]矣。
注釋：
1．本文是在中國建筑工業出版社為編輯《建筑史解碼人》 書向筆者所約稿件的基礎上略加修改而成的，因為是紀念性文字，仍然用了原有的標題，因為這題目似更能表達筆者對于先師的景仰之心。
2．引自老子《道德經》上篇“道經”。
3．引自韓愈《韓愈集》卷13，雜著三，“河中府連理木頌”。
關鍵詞：三維激光掃描 點云 數據處理 三維建模
中圖分類號：P258 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0085-02
1 概述
三維激光掃描技術又稱作高清晰測量（High Definition Surveying，簡稱HDS），它是利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面點的三維坐標信息、反射率、紋理等信息，將被測實體和場景的三維數據完整地采集到電腦中，進而快速復建出被測目標三維模型及線、面、體等圖件數據。
項目位于內蒙古敖侖花銅鉬礦露天采場，面積約1平方公里，掃描區域如圖1。作業要求：全野外三維點云數據采集、填挖方量計算、1：2000地形圖、建立三維模型、生成三維視頻。
2 三維激光掃描系統的原理
脈沖式三維激光掃描儀工作原理是激光器發射出單點的激光，通過記錄激光的回波信號，計算激光的飛行時間，來計算目標點與掃描儀之間的距離。這樣連續地對空間以一定的取樣密度進行掃描測量，就能得到被測物體的密集的三維彩色散點數據，稱作點云。三維激光掃描儀通過脈沖測距法獲得測距觀測值S，精密時鐘編碼器同步測量每個激光脈沖橫向掃描角度觀測值α和縱向掃描角度觀測值θ。三維激光掃描一般使用儀器內部坐標系統，X軸在橫向掃描面內，Y軸在橫向掃描面內與X軸垂直，Z軸與橫向掃描面垂直，由此可得點云坐標（XS，YS，ZS）的計算公式，如圖2、3所示。
3 儀器介紹
本項目點云采集三維激光掃描儀，圖4。
此儀器是當今最先進的三維激光掃描系統之一，它是一種高速脈沖式掃描儀，特點如下：
（1）完全的視場角：掃描視場角為水平360°，垂直270°，可獲取頂部，垂直方向、水平方向和水平方向以下區域的數據；（2）測量級精度的雙軸補償器：可架設在已知點上進行導線測量、可輸入點坐標來放樣、精度1”，補償范圍+/-5’；（3）基于標準反射率表面工作距離：300m-90%反射率；134m-18%反射率；（4）高速掃描：掃描速度可達50000點/秒；發射的光斑大小為50m處恒定3mm，大大提高了掃描的速度和精度。（5）測量級精度如表1。
4 Scanstation2外業三維數據掃描
三維點云數據采集，關鍵步驟如下：
4.1 外業踏勘
首先，要進行現場踏勘、制作掃描規劃草圖，規劃的內容包括：外業操作人員、掃描區域和時間、站點設置、標靶位置等。其次，科學設站，在保證儀器發揮最大功效的同時，應避免重復掃描，另外，后期如進行標靶拼接，一定要設計好下一站標靶的位置以確保兩站標靶通視，如進行點云拼接，設站要盡量采集到較多的特征點。最后，標靶設置要規范，標靶擺設要穩固，盡量不要共線，同時標靶的位置最好設置在兩站公共空間的最大距離處，以保證拼接精度。
4.2 外業掃描
外業點云數據掃描，主要步驟如下：（1）連接掃描儀和電腦，設置IP地址；（2）添加數據庫，確定數據存儲位置；（3）添加掃描儀，設置掃描儀參數，主要包括：照片曝光率、掃描范圍、點云間隔密度等；（4）選擇掃描數據存儲的位置并連接掃描儀；（5）三維點云數據及標靶掃描。
5 點云數據處理
在Cyclone系統軟件內進行，步驟如下：
5.1 剔除噪音點
在掃描過程中，由于受掃描系統本身的系統誤差，如數據采集時激光雷達旋轉引起的抖動、在掃描過程中雜散光和被測物體表面粗糙程度、波紋、表面材質等因素及外界環境影響，會產生不屬于掃描實體本身的冗余數據，稱為噪音點，如圖5，6，為了保證數據計算及模型的精度，在數據拼接之前需進行噪音點剔除。
5.2 點云拼接
每站掃描的數據都是獨立的自由坐標系統，坐標系原點為掃描儀鏡頭，其X方向為掃描儀開機時的鏡頭朝向。因此為了統一坐標系，需將各站數據進行拼接處理。拼接的思路是先將每天各測站的數據拼接成一個整體，然后將各天的數據進行拼接。
（1）點云拼接原理：外業掃描時用全站儀測得標靶的真實三維坐標，各測站掃描時均兩兩包含三個以上不共線同名標靶，利用各測站間的同名點將各測站數據拼接在一起。
（2）點云拼接方法：共有四種方法：在已知點上設測站掃描（即坐標拼接）、使用標靶將數據轉換到統一坐標系中（即標靶拼接）、用點云匹配的方法將點云轉換到統一坐標系中（即特征點云拼接）、綜合使用上述三種方法。
第一種方法屬于直接法地理坐標轉換。與傳統的測量方法一樣，首先進行控制測量，獲得控制點坐標，掃描時在已知點上設站，掃描相當于碎部測量。第二和第三種方法屬于間接法的地理坐標轉換。首先用至少三個公共點來將相鄰測站的點云進行拼接，公共點可以是專用標靶或特征點（如窗戶的邊角、房角等）。
5.3 點云建模
建模的過程是在Cyclone軟件下利用海量點云進行精確計算、擬合幾何物體的形狀，精確表現掃描物體。礦區掃描點云數據如圖7。
點云經過剔除噪音點、拼接、構建TIN三角網，生成Mesh三維模型。如圖8所示。
5.4 成果輸出
（1）地形圖制作：在Cyclone下利用Mesh三維模型自動生成等高線如圖9，將點云與等高線導出，在CAD中制作1：2000地形圖。
（2）填挖方量計算：項目采用了兩種計算方法，一是利用點云數據構建三角網，用方格網法計算；二是在Mesh模型中選定參考面，設置取樣間隔，計算土方量，如圖10所示。
在Cyclone系統里，應用Mesh三維模型計算時，取樣間隔的數值可以設置成0.01至1米之間，均可保證土方量計算又快又準，但如采用傳統的方格網法計算，取樣間隔即使設置到1米，也是相當費時費力的。
6 結語
本項目采用世界先進的三維激光掃描系統采集三維點云數據，在Cyclone系統里進行數據處理、模型制作，采用兩種方法計算土方量，通過與傳統測量方法相比，得出以下結論：
（1）數據采集速度快，ScanStation2的掃描速度是50000點/秒，短時間就可完成大區域面積內三維點云數據的采集，既節約成本又提高了工作效率；（2）激光三維掃描，不需要接觸被測物體，且是根據物體的反射率和材質來采集數據信息，可進行全天候掃描；（3）點云數據完整精確，在軟件下可進行多視角、三維可視化漫游瀏覽，方便、直觀；（4）三維激光掃描儀獲取的點云數據信息量豐富，既包含被測物體X，Y，Z坐標信息，還包括RGB顏色及反射率信息，后期對矢量數據可進行深挖掘及研究應用，一舉多得；（5）應用三維點云數據可以提取任何線性特征，可以出任意比例的二維圖，也可以在圖上量取任何想要得到的信息，在保證高精度的同時還大大提高了生產效率，這是目前現有的方法中所不能比擬的。
參考文獻
[1]李濱.徠卡三維激光掃描系統在文物保護領域的應用[J].測繪通報，2008年第6期.
[2]李清泉.三維空間數據的實時獲取、建模與可視化[M].武漢大學出版社，2003年.
[3]田慶.地面激光雷達數據的分割與輪廓線提取[C].北京建工大學碩士論文，2008年.
[關鍵詞]房地產項目；成本管理；精細化管理
文章編號：2095-4085（2016）09-0065-04
隨著房地產“去庫存”政策的落實，限購政策的再次啟動，房地產企業利潤進一步緊縮，只有通過項目成本精細化管理實現更大利潤和持續發展。
1精細化管理的研究背景
2015年12月18日至21日在北京召開的中央經濟工作會議上，中央提出的明年經濟社會發展要抓好“去產能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板”五大任務，首次提到“鼓勵開發商適當降房價”。2016年10月15日中國“去庫存”大會在山東德州召開。
2016年10月7日新浪新聞指出：9月30日起，北京、武漢、深圳、蘇州、南京、廈門、合肥、無錫、天津等19個城市重新啟動住房限購限貸政策。專家認為，中國樓市政策的拐點已在今年第四季度正式開啟，而市場拐點會在明年，2017年第二季度部分城市或有“量價齊跌”的現象出現[1]。
隨著房地產“去庫存”政策的落實，限購政策的再次啟動，房地產企業低利潤時代也悄然而至。如何在激烈的競爭環境中取勝，如何在國家政策環境下盈利發展，房地產成本精細化管理必然成為房地產企業首選。
2精細化管理的含義
關于精細化管理，有專家認為精細化管理是“五精四細”（即精華、精髓、精品、精通、精密，以及細分對象、細分職能和崗位、細化分解每一項具體工作、細化管理制度的各個落實環節等），“精”是精進，精益求精；“細”是細致，注意細節、細化目標，在每一個細節上精益求精，實現利益最大化；有專家認為精細化管理通過專業化、系統化、數據化、信息化手段來改進產品、服務和運營過程的一種技術方法；有專家認為精細化管理是一種管理理念和管理技術，是通過系統化精細化理念，運用流程化、標準化和數據化的手段，使組織管理的各部分精確、高效、協同和持續運行。綜上所述，精細化管理就是將精細化管理的思想和作風貫穿企業各個階段的管理中。它包括以下內容。
2.1精細化規劃
企業的精細化規劃，首先企業根據近幾年的房產銷售情況和對未來發展趨勢的預測，制定企業未來幾年的發展規模、利潤目標、管理模式的改進和企業文化等中長期目標；企業的決策者根據企業目標和調查報告分析并制定出合理的具有可操作性的計劃。
2.2精細化操作
企業要先對員工的具體工作進行梳理和完善，并形成具體的規范制度讓員工熟悉，通過獎懲制度幫助員工形成規范化和標準化操作的習慣。企業的標準化運作可以更好的總結經驗，并加以推廣。
2.3精細化控制
精細化控制是精細化管理的一個重要環節，良好的控制過程，可以減少管理失誤，加深流程參與人員對企業的認同感，增加員工的歸屬感，更愿意服務企業。
2.4精細化核算
企業資金的流入支出都要有記賬、核算、審核環節。通過精細化核算，可以發現企業在經營管理中的不足并加以改進，可以提高資金利用率，減少企業的運行成本，提高企業的利潤空間。
3房地產企業項目成本精細化管理理論基礎
3.1房地產項目成本構成
房地產項目成本是指在項目從決策、設計、施工到竣工驗收交付使用過程中所消耗的一切費用的總和。根據費用用途，房地產項目成本構成如下。
（1）土地使用權取得費，為開發商依法獲得土地使用權時，所交付的土地使用權出讓、轉讓稅費和征地拆遷及安置補償費用?？闪腥胪恋厥褂脵嗳〉觅M的項目有，土地出讓金、耕地占用稅、耕地開墾費、地價評估費、土地補償費、地上物補償費、房屋拆遷安置補償費、房屋拆遷管理費、房屋拆遷服務費、征地事務管理費、土地使用權注冊登記發證費、場地清理費。
（2）前期工程費，是指在工程施工前期為項目可行性研究，水文地質勘察、測繪，環境評估，規劃、設計，臨時水、電、路、氣、通訊、場地平整費等支出。
（3）建筑、安裝工程費，為房屋主體部分的建筑（含樁基）、裝飾及安裝等工程建設所發生的費用。主要包括建筑安裝工程費，建設工程許可證執照費，臨時占路執照費，臨時用地和臨時建設工程費，建筑節能與發展新型墻體材料專項基金，工程建設監理費，建設工程質量監督費。
（4）基礎設施建設費，是指經規劃部門批準的規劃紅線以內的水、電、氣、通訊等設施及道路、照明、園林、綠化、排污、排洪等工程建設所發生的費用。包括基礎設施工程費，供電建設承發包管理費，居住小區路燈維護費，地下水資源費，防空地下室建設費，供電貼費，建設項目共用電力設施代維護費，綠化補償費。基礎設施建設費按住宅面積和營業性面積所占比例分攤計入成本。
（5）公共配套設施建設費，是指為居住小區服務的非盈利性公共設施和生活服務設施的建設費用，如教育、醫療、文化體育、商業服務、金融郵電、社區服務、行政管理、市政公用設施等。這項費用按住宅面積和營業性面積所占比例分攤計入成本。
（6）開發間接費，是指開發企業組織、管理開發項目所發生的各項費用，包括工資、職工福利費、折舊費、修理費、辦公費、水電費、勞動保護費、周轉房攤銷等項支出。開發間接費，按照房地產開發企業財務會計制度核算，并據實列入開發成本。
3.2成本精細化管理原則
（1）遵循“成本-效益”原則 項目成本控制的根本目的，就是通過各種成本管理手段，不斷改進方法，優化方案，完善管理體系，以實現最低成本目標?！俺杀?效益”原則在實行時，成本節約的代價必需要小于成本控制所帶來的收益，這樣才可以為企業增加效益。增加企業效益有以下五種方式，即成本降低，收入不變；成本不變，收入增加；成本略微增加，收入大幅增加；成本大幅減少，收入略有減少；降低成本，收入增加。結合企業的生產和管理水平確定的最低成本目標，是可以實現的最低成本，可以激發企業挖掘降低成本的潛能，不斷提高生產水平和管理水平。
（2）全面成本控制原則 全面成本管理是全方位、全員和全過程的管理。是指項目成本管理所涉及到的每個人都應該明確工作內容及相應責任，做到工作內容清楚，責任分明，在項目的各個階段對涉及成本的每個細節都要考慮到節約成本，使項目成本始終處于有效的控制狀態。
（3）動態控制原則 所謂動態控制就是在項目形成過程中，按期收集因變更、意外等各種原因造成的成本變化，將成本實際值與目標值比較，檢查是否產生偏差，如有偏差，則要查明原因，實施糾偏措施。
（4）責權利相結合原則 在成本管理過程中，各個不同層次的工作人員都有一定的成本責任與成本使用權限，在規定的權利范圍內可以決定部分費用的支出。企業管理人員可以對工作人員進行考核，其結果與員工的工資、獎金掛鉤，做到獎罰分明，這樣才可以使得每個員工明確責任，自覺控制成本。
3.3房地產企業實行精細化管理的意義
隨著行業競爭規范，企業通過精細化管理的引入，嚴格成本控制程序，最終實現降低成本，擴大效益。
（1）規范管理提升核心競爭力，規范的管理可以讓企業在目前中國房地產行業這種粗放的管理環境中脫穎而出，減少各個環節不必要的成本，獲得最大利潤。良好的市場形象也可以為企業帶來更多的市場機會，從而進入良性運轉模式，提升企業的競爭力。
（2）精細化的全面預算可以有效避免資金困擾，通過精細化的全面預算管理，可以對企業的全盤進行規劃管理，利用較少的成本開發更多更大的項目；精細化的管理可以讓資金使用計劃更細致具體，也能讓項目的資金流向更明確，從而發揮的作用更大；精細化的管理也可以使項目前期的融資計劃具體明確，更容易操作，也可以減少資金使用成本；精細化的管理可以讓資金的支付更規范，程序化的操作可以讓合作各方對企業產生信任，不擔心企業的資金鏈問題，合作更加暢通。
（3）通過精細化的成本管理可以降低成本提升效益，中國房地產企業目前的管理多數還是最基本的管理方法，每個部門提出本部門的成本計劃，公司沒有進行匯總統計，歸納分析，不能給出全盤計劃，導致成本無法控制，往往出現成本比預期多出很多的現象，而這些費用花在哪些部位、誰負責、如何管控、怎么改進卻無從得知。隨著國家政策的完善，市場的發展，房地產企業必將面臨更加嚴峻的形勢，控制成本勢在必行。
4各階段房地產項目成本精細化管理內容
房地產開發項目通常都要經歷投資決策階段、設計階段、招投標階段、施工階段、營銷階段、竣工階段等幾個階段。
4.1投資決策階段的成本管理與控制
據統計，房地產項目使用壽命周期內，在投資決策階段能影響95%的成本費用，設計階段則能影響75%的成本費用，到了施工階段后只能影響項目費用 25%?？梢娡顿Y決策階段和設計階段是房地產項目成本控制的重點階段。在決策階段，項目可調整的空間最大，通過科學選擇項目的方案、建設規模市場定位都可以很大程度改變成本。
4.2設計階段的成本管理與控制
在設計階段，設計單位在工程設計中盡可能保證使用安全，設計人員一般為追求安全穩妥，較少考慮項目的最終成本，這很大程度影響到設計階段項目成本的有效控制。設計階段成本管理與控制措施如下。
（1）實行限額設計，控制設計變更，限額設計是將上一個環節批準的投資額通過工程量合理分配到每個單項工程、單位工程、分部工程直到分項工程，在設計時通過控制每個分項的投資額來進行限額設計。在保證結構安全的前提下，初步設計總概算金額不能突破已批準的投資估算，初步設計總概算一經批準，施工圖設計時就不能突破。限額設計可以控制設計階段不合理的變更。
（2）提高設計深度，優化設計方案，設計深度提高，對于項目的內容會更好把握，對項目的施工成本就更容易預測，這對于項目成本的控制會更有利。優化設計是指在滿足設計限額要求下，形成多種方案，經過對比判斷，最終確定出工程量少、成本低的方案。在方案的深化設計和比選過程中，盡量讓企業的銷售和成本部一起參與結構選型、基礎設計，參與材料、設備的經濟評估，給設計部門提供多方面的角度和客觀資料，從而做到設計的經濟性和合理性的有機結合。
（3）推行設計招標，擇優選擇設計單位，通過招標方式，可以吸引更多的設計單位參與，從而可以從多個方案中擇優選擇設計單位。這不但可以最大限度滿足設計要求，提高設計質量，還可以確定合理的設計成本；在同時滿足工程質量和使用功能的基礎上，通過不同方案的成本對比，擇優選出最低的全壽命周期成本方案。
（4）多方收集資料，規范設計合同，房地產企業在設計前要多方面收集相關資料，盡量確定項目的各項技術經濟指標，并預測成本。在設計招標時規范合同條款，尤其是關于限額設計要求的條款，這在設計招標時可以預防成本增加或質量下降的風險。
（5）加強施工圖會審與審查，控制設計質量和工程成本，施工圖設計完成之后，房地產企業應組織設計部、工程部、成本部和監理各方面的人員組成審查小組，對施工圖設計的符合性、完整性、一致性、可操作性等進行會審，書面提出審查意見和改進要求，以完善設計圖，減少不合理的設計，節約投資。
4.3采購及施工招投標階段的成本管理與控制
采購及施工招投標主要包括設備、材料、服務采購招投標和施工招投標。招標過程包括招標文件編制、標底編制、標前預備會、投標、評標、定標等環節。
（1）材料設備采購管理，在工程建設過程中，材料、設備最好由建設方自行采購，在進行采購時，由工程部和成本部相關人員組成采購小組通過對供貨商的比選，最終選擇相應的供貨商。
由于建設方根據公司項目數量較多，可以采用固定供應商，大量供貨，這樣不但可以保證設備材料質量，還可以在采購價格方面獲得一定的優惠，能同時滿足高質量和低價格的雙重要求。
（2）施工招標過程中成本控制，第一、招標必須做到公開、公平、公正、誠實信用，對潛在的投標人要一視同仁，要嚴格審查投標的施工單位資質，條件允許的話可以對施工單位進行考察，應避免沒有資質或不夠資質的施工單位以其他單位的名義進行投標。第二、招標文件應嚴密詳盡，成本管理人員應收集本企業不同時期的項目資料和近期其他同行業項目資料，分析、預測、評價項目成本影響因素，合理規避風險，編制招標文件。成本管理人員要參與編制招標攔標價的圖紙會審、招標答疑會和確定答疑會議紀要等各個環節。第三、定標應選合理低價，合理低價應為在保證質量的前提下的最低成本。選定中標人后，房地產企業要根據合同內容明確協議條款，對合同中涉及費用的部分仔細推敲后簽訂合同，避免過多的設計變更和爭議事件發生。
4.4施工階段的成本管理與控制
施工階段影響因素最大、投資資源最大，投入資金成本最大，加強施工成本管理，主要是加強建筑安裝工程合同管理。目前清單計價模式使用較多，要求清單報價的工程，分部分項綜合單價已經確定，當工程產生變更時，需在合同價的基礎上進行調整，確定實際的工程成本。
（1）人工、材料和機械組成施工三要素，人工費、材料費和機械費也是建筑安裝工程中的主要的成本支出，特別是材料費。一個項目中材料費約占建筑產品成本的 60%～65%，屬于重點管理對象。
（2）在房地產項目施工過程中，工程變更主要是導致現場施工工程量的變化；現場簽證則導致成本發生變化，這就成為項目施工成本控制的主要內容。工程變更要嚴格執行審批制度，不論哪家單位提出變更都需要最終報給工程部，經成本部測算后決定是否同意變更。
（3）在項目施工過程中，工程款是施工單位保持充足生產資源的保證，工程款支付必須貫穿整個項目建設過程，同時由于工程款支付時間、支付條件和支付金額都會對成本控制產生影響，所以要嚴格執行工程款審批制度。對合同外追加工程款，通常在竣工結算時支付，并要提供追加工程用款的有關證據和資料。
（4）質量、進度和成本作為項目的三大控制目標，存在著既對立又統一的關系。保證在工期一定時，嚴格控制工程質量，會增加前期建設成本，但可以降低后期使用過程中的運行維護費用，使全壽命周期總成本降低。因此施工階段的成本管理，必須兼顧工程質量和進度。
4.5竣工階段的成本管理與控制
竣工階段是項目建設的最后階段，也是成本控制的最后關鍵。這個階段主要是根據協議書、合同、現場簽證、圖紙、預算及費用定額、相關規定、竣工資料，對送審的竣工決算進行審核，使竣工決算真正體現工程實際造價。
（1）審核合同條款，只有按照要求完成合同內容并驗收合格才可以進行竣工結算，所以要審核工程內容是否與合同保持一致；另外要審核工程的主材價格、收費標準、付款方式等內容是否與合同保持一致。若發現合同條款不明確，有爭議或未說明，應盡量本著合理的原則與施工方溝通，明確結算要求。
（2）審核結算工程量，審核結算工程量主要是建設單位和審計單位對施工單位呈報的工程量進行核對，看是否按合同內容完成施工，審查工程計量是否根據計算規則進行，計算是否準確。審核時要注意工程變更單和現場簽證一定要有建設單位的簽字，工程量計算書以及各種審批文件、會議記錄等資料要詳盡齊全。
（3）審核工程價格，審核工程價格包括兩方面，一方面要看分項工程綜合單價和合同中的綜合單價是否保持一致，另一方面也要看竣工結算最終造價是否準確，造價指標是否合理。對因設計變更而增加的分項工程，如果合同沒有約定項目單價，審核時重點看項目的綜合單價是否編制合理。
5結語
總之，在每一個階段細化成本精細化管理內容，嚴格執行成本精細化管理制度，才可以嚴格控制項目成本，獲得最大利潤。
參考文獻：
[1]http：//.cn/c/zs/2016-10-07/doc-ifxwrhpm2484390.shtml？cre=newspagepc&mod=f&loc=1&r=9&doct=0&rfunc=0
明源地產研究院.房地產企業戰略突圍的N種模式[M].北京：中信出版社，2014.
[2]譚術魁.房地產項目管理[M].北京：機械工業出版社，2008，（49-50）.
[3]董士波.建設項目全生命周期成本管理[M].北京：中國電力出版社，2009，（60）.
[4]王長峰，李建平，紀建悅.現代項目管理概論[M].北京：機械工業出版社，2009：106-108.
[5]竇成強.房地產企業精細化管理模式研究[D].青島：中國海洋大學碩士論文，2012，（5）.
[6]王琪.精細化管理在房地產項目中的應用研究[D].天津：天津大學碩士論文，2012，（5 ）.
[7]費忠敏.面對商業環境變革的中小型房地產成本精細化控制研究[D].上海：上海交通大學碩士論文，2013，（5）.
[8]蔣梁鵬.近、現代建筑的商業性保護與再開發策略研究[D].天津：天津大學博士論文，2012，（3）.
[9]張亮.龍港花園成本控制研究[D].長春：長春工業大學碩士論文，2015.
關鍵詞：GPS；廣播星歷；精密星歷；拉格朗日插值公式；切比雪夫多項式；衛星位置
RESEARCH ON THE CALCULATION OF GPS SATELLITE POSITION
Abstract: GPS satellite position is calculated in two ways：first, effective information was extracted form the broadcast ephemeris which is received form the receiver, and then calculating the satellite position, second, precise ephemeris are downloaded from the relevant web site, and then calculating the satellite position with Lagrange's interpolation. Due to the above two methods of calculating the satellite position exist obvious disadvantages，a detailed presentation about standarding the satellite orbit with Chebyshev polynomial was made in this paper. A detailed discussion about the two methods of calculating the satellite position was made in this paper, and a detailed presentation about standarding the satellite orbit with Chebyshev polynomial was made in this paper. The above methods are validated through the experiment, and the methods above are confirmed feasible in this paper.
Key word: GPS; Broadcast ephemeris; Precise ephemeris; Lagrange's interpolation; Chebyshev polynomial; Satellite position
中圖分類號：C39文獻標識碼：A 文章編號：
前言
GPS技術中的一個重要內容就是精確確定GPS衛星軌道。在GPS導航定位中，是將GPS在空中的三維位置作為己知值并廣播給用戶，用戶再根據所測得GPS天線至衛星的距離才能求得自己所處的位置。因此，精確的軌道信息是導航定位的基礎，而對于更精密的定位應用，則需要更精確的衛星軌道。
因此，在GPS定位過程中，計算所需時刻GPS衛星的位置是通過接收到的GPS衛星星歷等信息加工和計算而得到的。而計算GPS衛星位置也貫穿在GPS數據處理的始終，具有重要意義。計算GPS衛星位置有兩種方法：利用廣播星歷計算衛星位置；利用精密星歷計算衛星位置。本文將對兩種計算衛星位置的方法進行研究。
1 利用廣播星歷計算衛星位置公式及簡化
根據廣播星歷中衛星電文提供的軌道參數按一定的公式可計算出觀測瞬間GPS衛星在地固系的位置。
1）計算衛星運行的平均角速度n
衛星運行的平均角速度計算值
（1―1）
式中為wGS84坐標系中的地球引力常數，且=3.986005/。平均角速度n。加上衛星電文給出的攝動改正數，便得到衛星運行的平均角速度n:
（1―2）
2）計算歸化時間
設t’為接收機接收信號時刻，為信號傳播時間，為衛星至接收機間的距離，c為光速，則衛星發射信號的時刻t為:
（1―3） （1―4）
然后將觀測時刻t歸化到GPS時間系統
（1―5）
式中稱為相對于參考時刻的歸化時間。在計算時，應注意是由每星期歷元(星期六/星期日子夜零點)開始計量的。當>302400s時，應減去604800s;當
3）計算觀測時刻的衛星平近點角
因為導航電文中已經給出參考時刻的平近點角，因此
（1―6）
4）計算觀測時刻的偏近點角
根據衛星電文給出的偏心率e和算得的，利用開普勒方程：
（1―7）
進行跌加計算。
解算方法是：首先賦予的初值為=，代入上式解算第一部迭代值。因為GPS軌道偏心率較小，約在0.01左右，所以一般兩次迭代就可以計算出。另外，上述式子中和均以弧度為單位，若以角度為單位則計算公式如下：
（1―8）
5）計算真近點角
根據公式
（1―9）
則的計算公式為：
（1―10）
6）計算升角距角
（1―11）
其中為衛星星歷中給出的近地點角距。
7）計算攝動改正項，，
（1―12）
為升交距的正余弦調和改正項振幅，為軌道傾角的正余弦調和改正項振幅，為軌道半徑的正余弦調和改正項振幅。，，分別為升交距角的攝動量，衛星矢徑的攝動量和軌道傾角的攝動量。
8）計算經攝動改正的升交距角，衛星矢徑和軌道傾角
（1―13）
9）計算衛星在軌道平面坐標系的位置
（1―14）
10）計算觀測時刻的升交點精度
（1―15）
其中， ，，的值可以從衛星電文中提取，為地球自轉的角速度，為格林尼治恒星時。
11）計算衛星在WGS―84坐標系的位置
將衛星在軌道平面坐標系的坐標（）坐標轉換，即可算得觀測時刻衛星在WGS―84坐標系的坐標:
（1―16）
將坐標旋轉矩陣帶入
（1―17）
其中為極移改正。
2 利用精密星歷計算衛星位置公式及簡化
根據精密星歷提供的數據可以借助插值公式，內插出任意時刻(例如觀測歷元)的衛星坐標。目前比較常用的是拉格朗日插值公式。設在時間軸的n+1個節點上的衛星坐標(x分量)為
???
???
則在任意時刻t的函數值的插值公式是
ji （2―1）
對于等間距的形式
（2―2）
令
則式（2―1）可以改寫為（2―3）
同理，對于衛星坐標的y，z分量，分別有
（3―21）
（3―22）
3 利用切比雪夫多項式標準化衛星軌道公式及簡化
假定在時間間隔t[,+]的衛星星歷用n階切比雪夫多項式逼近(標準化)，其中和分別為開始歷元和擬合時間區間的長度。為了用切比雪夫多項式來標準化衛星軌道，首先應將時間t[,+]變換成t[-1,1]：
, t[,+]（3―1）
則衛星坐標x，y，z分量可用如下n階切比雪夫多項式表示:
（3―2）
其中，n為切比雪夫多項式的階數，分別為x坐標分量，y坐標分量，z坐標分量切比雪夫多項式系數。切比雪夫多項式用下面的遞推公式得到：
（3―3）
根據已知的星歷文件提供的信息，如果是廣播星歷，則利用廣播星歷參數應用第一種方法計算（k=1，2，3，???，m，mn+1，n為選定的多項式階數）時刻的衛星位置（），組成坐標文件。如果星歷文件為精密星歷，則要分兩種情況考慮(設m為等間隔記錄有衛星坐標的歷元數):
①當mn+1時，可以將其視為應用廣播星歷計算得出的衛星坐標文件;
②當m
為了便于后述步驟的說明，僅以x分量為例加以說明。
將（k=1，2，3，???，m，mn+1）視為觀測值，列出m個誤差方程：
(k=1,2,3,???，m)（3―4）
其中和的關系式如式（2―30）所示，的形式如式（2―31）所示，則誤差方程的矩陣展開式為：
（3―5）
令
（3―6）
（3―7）
則有簡化的矩陣表達式
（3―8）
應用最小二乘平差法中的間接平差，可以得出法方程為
（3―9）
則關于x分量的切比雪夫多項式擬合系數為
（3―10）
至此，X各個分量便為切比雪夫多項式擬合系數。同理，對y，z分量完成上述類似的計算便可以得到關于某一GPS衛星在[,+]時間區間內各坐標分量的切比雪夫多項式擬合系數（i=0，1，2，3???，n），將（i=0，1，2，3???，n）記入標準化星歷文件，便可以利用這些系數并估計上述公式計算出[,+]時間區間內任意時刻的衛星坐標。
4 實例分析
為了探討切比雪夫多項式的次數與擬合精度的關系，做了如下實驗。多項式的次數與擬合標準差的關系如
由表1可知，在一定的范圍內，多項式次數取得越高，擬合精度越高。但是超出一定的范圍后，多項式次數越高，擬合效果反而越差。
為了驗證衛星位置的計算原理。本文用美國加洲7dom0010測站2004年1月1日的廣播星歷直接計算出了衛星位置，同時用8階切比雪夫多項式擬合了IGS網站提供的2004年1月1日0時―3時的精密星歷文件。計算結果如表2所示:
5 結論
本文主要研究了利用廣播星歷和精密星歷進行衛星位置計算和利用切比雪夫多項式標準化衛星軌道的方法及軟件實現。通過上述的實驗結果及分析可以得出結論：在本程序中，在本程序中，無論利用廣播星歷還是利用精密星歷計算出的衛星位置，都能夠滿足精度的要求。對于上述的衛星位置計算和衛星軌道標準化方法，有下面幾點注意：
（1）在應用拉格朗日插值多項式對精密星歷進行所需時刻的插值計算時，由于多項式階數不能取得太高，在一個觀測時間跨度較大的觀測時段內，不能將觀測時段內精密星歷中的所有數據用于插值計算，而只是部分的數據參與了運算，這就白白浪費了一些有用信息。
（2）在利用切比雪夫多項式標準化衛星軌道的過程中，在一定的范圍內，多項式次數取得越高，擬合精度越高。但是超出一定的范圍后，多項式次數越高，擬合效果反而越差(雖然擬合的精度還是很高，但對于節省計算量、節省系數存儲空間來說，多項式次數取得高，擬合結果精度反而下降是不可取的。)。
參考文獻
[1] 劉大杰. 全球定位系統的原理與數據處理[M].同濟大學出版社,1996.8.
[2] 謝世杰，李時雨.衛星實時定位概論[J] .測繪通報，2002，（9）
[3] 王潛心. GPS數據處理軟件中若干問題的研究[D]中南大學碩士論文,2006.3
關鍵詞：光柵測長儀 測量誤差 分析 研究
1、概述
自本世紀五十年代初光偶際躋入長度計量領域以來，由于光柵式測量系統具有的許多優點，所以目前在線值測量、角分量測量、位移量同步比較測量以及機床數控等各個方面得到了廣泛的應用，具有很高的實用價值。計量光柵技術的發展，促進了長度計量領域內數字顯示、自動測量、動態測試及微機控制等技術的發展。
誤差是計量測試和儀器制造領域的重要研究內容之一。由于它能夠在成本增加較少的情況下大幅度地提高測量精度，所以受到了廣泛的重視。特別是在加工精度越來越高的今天，誤差分離與修正技術已成為實現高精度測量的常用方法。
2、光柵測長儀結構及測量原理
光柵測長儀主要由光柵尺、控制板、光柵數顯表、導軌、滑塊、剛帶、電機驅動系統、光柵信號輸出線、基座和工作臺組成。光柵測長儀的測量原理圖如圖1所述，光源發出的光照射到標尺光柵上，當標尺光柵與指示光柵相對平行移動時，在四個光電元件上產生彼此相差90°的四路信號。四路信號兩兩相減，消除信號中的直流電平，得到兩路相位差為90°的正弦信號，然后將它們送入數顯表的電子細分和辨向電路，實現對位移的測量。信號電纜送入光柵數顯表進行放大、整型、細分、辨向、方位辨識、計數譯碼，最后實現數字顯示。
圖1 光柵測長儀的測量原理圖
3、光柵測長儀的測量誤差分析
光柵系統為測長儀的標準量部分，由于其本身及測量機機體、導軌系統、剛帶、控制系統等動態誤差源的綜合影響，光柵系統的讀數誤差反映測量機的動態誤差，此項動態誤差也是本文研究的重點。
莫爾條紋是由光柵的大量柵線共同形成的。對光柵的刻劃誤差有平均作用，很大程度上消除了柵線的局部缺陷和短周期誤差的影響，個別柵線的柵距誤差或斷線及疵病對莫爾條紋的影響很微小，從而提高了光柵傳感器的測量精度。雖然莫爾條紋對刻劃誤差具有均化作用，但是，光柵測量系統仍存在一些測量誤差，主要包括以下幾個方面。
3.1 標尺光柵誤差
標尺光柵誤差主要包括兩方面，即柵距誤差和刻劃時的均勻性誤差。莫爾條紋對光柵柵距誤差具有平均效應，因而柵距誤差可以忽略。均勻性誤差是指光柵元件各部分透光量不均勻所造成的分度誤差，如果整形電路采用過零觸發，則當柵線質量和尺面質量不好而使信號直流電平有變化時，由此引起的分度誤差。
3.2 光柵副誤差
光柵副誤差主要包括四方面，即光柵副間隙 帶來的誤差、光柵副刻線夾角偏差 引起的誤差、 偏轉與 偏轉對信號的影響、 平移對信號的影響。
光柵副的間隙誤差 的存在，將會引起信號調制度的變化和直流電平的相對變化，從而給光柵系統的測量帶來誤差。
光柵副刻線之間的夾角偏差 ，也會引起信號調制度的變化，而且，它還會引起信號正交性的變化，從而給光柵測量系統帶來誤差。
若 偏轉軸x與通過某相光闌中心的光軸垂直相交于一點，則運動光柵偏轉 后，此相光闌前方的光柵平均間隙等于偏轉前的原始間隙，若偏轉軸x與偏轉軸y不交于一點，從而引發平均間隙的變化。
平移對信號的影響， 使橫向莫爾條紋在y方向平移，直接引起 的測量誤差。
3.3 電子系統誤差
光柵電子系統是光柵量儀的重要組成部分，它決定了系統的分辨率和系統精度，這部分誤差主要有細分誤差、電路穩定性及可靠性誤差兩項，其中電路穩定性及可靠性的誤差是隨機的，可通過多次測量的平均來克服或減小。細分誤差為電子系統質量的關鍵。以細分電路是采用移相電阻鏈細分方法實現的光柵量儀為例，其送入乘法器的原始信號的正弦、余弦信號的質量，即含有殘余直流電平，高次諧波對稱性、正交性等都會影響相位差，從而帶來細分誤差。
3.4 溫度誤差
隨著現代測量的精度要求越來越高，溫度誤差在測量總誤差中的比重越來越大，對溫度誤差的測量越來越受到人們的關注。在光柵測量系統中，溫度誤差主要包括光柵尺的溫度變形誤差光柵尺線膨脹系數誤差測溫誤差溫度場不均勻誤差。在一定的測量條件下，光柵測量系統的溫度誤差主要表現為第一項，即光柵尺的溫度變形誤差。
4、總結
計量光柵是一種利用光柵的莫爾條紋現象進行長度和角度測量的傳感器，作為一種將機械位移信號轉化為光電信號的手段，光柵位移測量技術在長度與角度的數字化測量、儀器儀表、計量技術、數控機床、應力分析等領域得到了廣泛的應用，如三坐標測量機、測長儀和程控機床等。然而這些系統都是在動態條件下進行測量或加工的與測量誤差的評定與分析有很大的關系。這也是誤差修正及動態精度理論研究的基礎性和探索性工作。該方向的內容涉及的面廣而且深，由于時間及能力的有限，還有很多工作需要進一步深入研究。
參考文獻：
[1]費業泰.精度理論若干問題研究進展與未來[J].中國機械工程.2000.
[2]李殿奎.光柵計量技術[D].北京：中國計量出版社.2011.
[3]程真英.動態測量誤差的貝葉斯建模預報[D].合肥工業大學碩士論文.2004.
[4]張善錘.計量光柵技術[D].北京機械工業出版社.2008.
[5]王中宇等.測量不確定度非統計理論[D].北京：國防工業出版社.2006.
【關鍵詞】視覺形象；園林景觀；應用技術；設計
引言
園林景觀是園林設計中溝通人與環境的重要工具，其視覺效果起到了重要作用，之所以園林景觀的搭建能夠溝通人與自然，是人們通過視覺上的感官來引發對于空間環境的深層次探究，因此視覺形象的運用在園林景觀中占據著不可或缺的地位。
一、視覺在園林景觀中的概念與意義
在生理學來說，視覺是人類的眼睛受到光線不同刺激從而在視網膜中形成的圖形，視覺是一種人體器官的功能；而在心理學中，視覺是一種心理反應，是人們的眼睛在受到外界環境的某種刺激后產生的反應。
視覺是人類傳達信息的一種重要功能，在園林景觀的設計中，視覺是檢測最終設計結果的一種有效手段，觀眾和設計者可以通過視覺來獲取信息，從而判斷出設計圖像的成功與否；另外視覺在人們的信息交流過程中，其實就是圖像的設計過程，觀眾在看到圖像或者設計的時候可以利用視覺獲取其中蘊含的信息，從而在傳達過程中重新構建其圖像，這本就是一種設計圖像的過程。
人類對外界最重要的感知功能就是視覺，園林景觀在表達其作品內涵的時候也是通過視覺來實現的，而事實證明注重視覺效果的園林作品往往更能夠獲得成功。園林景觀身為休閑娛樂的場所之一，與其他場所在空間結構上的最大區別就是園林景觀利用了周圍的植物，使得空間結構中的視覺組成成分具有了自我的獨立性，將空間合理劃分開來，大大豐富了人們的觀賞感受。
二、視覺在園林景觀中的應用
（一）園林景觀的基本組成
視覺在園林景觀中占據了重要地位，人們觀察園林景觀首先是從空間開始看起，這是以你為園林景觀的搭建目的之一便是加深人與自然環境空間的聯系。
園林景觀空間分類可分為點線面三部分，這些構成了空間的要素是園林景觀中的客觀要素（也即實體要素），客觀要素也稱作是靜態因子，因為空間的客觀存在性使得其有大多情況下相對靜止的特性；
既然存在了客觀因子也就必定存在與其相對應的主觀因子，也即是觀察景觀的人物本身。人類身為觀測景觀的視覺主體，是由多方面進行觀測的，因此也被稱作是動態因子；
除了靜態與動態因子，還有比如時間和光影等不確定的模糊因子存在。
這三種因子是園林景觀的視覺組成要素，要全方位的分析園林景觀的藝術之美就需要從這三種因子開始客觀科學的分析。
（二）視覺要素的實際應用
1、點
在空間構成中，點是最基本的元素，空間的所有構成都可以分解為最原始的點，在空間沒有其他元素只存在一個點的時候，人們的視線便會不由自主的轉移到這個點上。而園林景觀設計中需要突出某一點的內容的時候也會使用這種方法，首先削弱點周圍的其他部分的存在感，從而突出這一點的內容，使得這個點能夠更加清晰的表達出需要表達的內容。
2、線
在園林景觀中，線條的設計也是至關重要的，因為園林設計的藝術性和不確定性的特性，使得園林景觀大多都會存在一些抽象美，而線條就越是由視覺中的多個點沿著某一個方向進行排列形成的圖形，也可以看成是眾多點的運動軌跡，這種軌跡能夠表達出比點更多的更模糊的內涵，比如要在景觀中加入剛毅和堅強氣魄等元素的時候大多用直線來表示，能夠較好的表達出設計者寧在直中取，不在曲中求的剛強意味；而在需要表達自然票便宜以及溫和輕柔的感覺的時候則是大多采用虛線或者曲線的修飾，曲線一般在娛樂場所都能起到較好的裝飾作用以及給觀眾的放松心情的作用。
線可以表達的地方和意義有很多，這是由于組成線的元素和園林設計一樣有著不確定性和抽象性，線的長短，曲度，以及寬度和顏色等都是可變因素，具有較大的可調控性。
3、面
園林景觀中有著諸多面的存在，面是承載了線條與點的存在，并且在視覺上來說，無論是點還是線，只要具有了較大的形都可以看作是面，并且給人一種大氣的感覺。例如眾多的點和眾多的線聚集在一起的時候會給人面的感覺，線條的組合形成的中空的空間也會形成面。
面從外形上有多種分類方式，比如可以分為實面與虛面，公園和校園中的草坪地面等可以看作是實面，因為這是看得見摸得著的實際存在，而湖水的水面這樣不斷變化的面則是虛面；面還可以分為是幾何形狀面以及自然形狀的面，外觀具有一定的變化規律的叫規則的面成為是幾何面，而沒有規律，重復率較低的沒有組合規律的面則是稱為自然形狀面。面與線條一樣，其視覺上的色彩和形狀明暗等變化都具有很大的可調控性，因此在園林設計中也有很大的意義。
4、形狀
形狀也就是形體，形指的是景觀的具體外貌，而形體則是指外觀的形在空間的運動軌跡，而組成物體的基本元素點的運動軌跡可以用線來表示，因此形體其實也可以看作是點與線的運動軌跡或者組合。不同角度觀察景觀看到的形體是不盡相同的，園林設計中對于不同面的形體設計也有著較為嚴格的要求，形體的設計一般體現在園林景觀中的假山和各種立體裝飾品中，之所以要加入形體設計是因為園林景觀設計的各種面一般會顯得比較單調，加入裝飾品就能打破傳統園林景觀中面的單調設計，給人以更加舒適的視覺享受。而且在做了形體上的裝飾后，還能夠按照設計師的意愿突出某一部分的特點，引起人們的關注和焦點的變化。園林景觀設計中使用這種方式的裝飾品有浮雕等物品。
5、顏色
視覺元素中，色彩是人們分辨物品的重要依據之一，在視覺藝術中，色彩的地位舉足輕重，畫師和設計師根據顏色的不同甚至可以影響到人們觀賞景觀時候的心情感覺。色彩是一種視覺感官，是人的眼睛收到光線不同程度的刺激引起的變化，人們可以根據色彩的不同來分辨出光線的不同，比如在需要突出表現的地方可以使用較重的色彩來給人造成沖擊感，或者在較為安靜舒適的環境中使用較為柔和的色彩來突出景觀的恬靜祥和的氛圍。適當的色相與顏色深淺都能造成不同的視覺效果，按照周圍環境以及實際需要設計師可以給出具有針對性的設計來優化園林景觀。
6、空間結構
園林景觀中的空間結構復雜多樣，并不單指點線面這些基本組成，還有更深層次的分類，比如按照維度可以分為二維以及三維結構，按照形狀也可以分為矛盾結構和圖式結構?？臻g結構的不同組成會造成園林景觀中的不同表達效果和氛圍，空間結構的多樣性導致了設計師在設計的時候需要嚴格的抓住人們關注的重點，設計方案要強調人們的視覺感官甚至心理作用等。利用不同的空間變幻來實現多種不同需求的園林景觀。
三、結語
現階段我國的園林景觀藝術水平已經發展到一定水平，但是依舊存在了很大的發展空間，而作為最重要的組成元素之一，視覺形象的探索也應該繼續進行，這方面我國已經有了足夠多了經驗成果，并且形成了具有中國特色的園林景觀，應該再結合更多國外先進國家的設計成果，糅合我國的設計理念使得園林景觀的視覺效果更上一層樓。
【參考文獻】
[1]劉麗；中國古典園林空間劃分與組合研究[D].上海交通大學碩士論文：2006.
[2]孫善芳，唐治鋒，楊春淮；城市景觀的視覺分析與模擬控制方法[J].武漢測繪科技大學學報，1994，（03）：254-258.
目前，我國遭受地面沉降災害的城市超過50個，且很多地區的地面沉降范圍在不斷擴大，量級在不斷增加，地面沉降災害同時衍生地裂縫、地面沉陷等其他地質災害，嚴重威脅了當地人民的生命財產安全。合成孔徑雷達差分干涉測量技術（D-InSAR）是近年發展起來的新型遙感新技術，因其具有全天候、大范圍、高精度、高效率等地表形變監測優點，是形變災害監測領域的一種新的經濟的空間對地觀測新技術。由于部分誤差源不能消除，制約了D-InSAR技術的應用，而近些年發展起來的InSAR大氣改正模型、角反射器技術（CR-InSAR）、InSAR時間序列分析等可有效消除或減弱形變誤差，大大提高了形變探測結果的精度和可靠性，在地面沉降災害監測方面具有其他技術無可比擬的獨特優勢，均具有良好的應用前景。本文簡要概括了地面沉降形成發展的誘因，分析了InSAR地表形變探測的誤差源、精度、分辨率以及數字高程模型（DEM）的精度和分辨率，闡述了InSAR形變監測原理，最后介紹了目前國際前沿的幾種InSAR數據處理技術。
關鍵詞：地面沉降，合成孔徑雷達干涉測量，短基線集技術，永久性散射體技術、角反射器技術
中圖分類號：C35 文獻標識碼： A
1 引言
地面沉降是指因自然因素或人為活動引發地表高程隨時間發生變化的現象。地殼運動、開采礦藏或天然氣、抽取地下水等均能引起地表高程變化。目前全國遭受地面沉降災害的城市主要有長江三角洲的上海、蘇州、常州、無錫、揚州、泰州、南通、杭州、嘉興、湖州、寧波、紹興、溫州、溫嶺、臺州，華北平原的北京、天津、石家莊、滄州、保定、衡水、任丘、南宮、霸州、大城、曲周、唐海、晉州、德州、濟寧、濱州、東營、徐州，汾渭盆地的西安、太原、大同、臨汾、榆次、運城以及安徽阜陽等50多個城市，近年來，隨著地下水超采問題嚴重、城區面積不斷擴大、人口持續增加、城市基礎設施發展、地面荷載快速加大等原因，部分城市地區地面沉降災害有進一步加劇的趨勢，地面沉降災害地面及地下建（構）筑物，尤其是地下鋪設的供水、供氣和排水系統受到嚴重威脅。地面下沉過程中產生非均勻沉降還使建筑物和文物古跡應力結構發生變化而遭到破壞。這些災害不僅影響了當地城市的規劃布局、土地有效利用、地下空間的合理開發利用，而且還危及各類工程建筑的安全，給國家經濟建設造成重大損失，人民群眾生活受到了極大的影響，因此對地面沉降災害進行連續監測并利用監測結果采取相應的措施已成為一項非常緊迫的任務。
合成孔徑雷達干涉測量技術（Synthetic Aperture Radar Interferometry，InSAR）是一種將合成孔徑雷達成像技術與干涉測量技術結合在一起的新技術，其利用傳感器高度、天線基線距、波束視向及雷達波波長之間的關系，可精確測定地表分辨單元的三維信息，理論精度可達厘米級甚至毫米級[1-3]，且該技術具有全天候作業、可全球覆蓋和遙感技術的連續覆蓋等特點，數據周期性較短，且價格相對低廉，對于定期監測、有效反映地面沉降的發展趨勢和規律性，提供了很好的技術手段。InSAR技術也與其它測量技術一樣有其固有的弱點，主要體現為時間、空間失相干、大氣延遲的影響（含對流層和電離層延遲）和衛星軌道誤差[4-6]。而近些年發展起來的InSAR大氣改正模型、角反射器技術（CR-InSAR）、InSAR時間序列分析等可有效消除或減弱形變誤差，大大提高了形變探測結果的精度和可靠性，在地面沉降災害監測方面具有其他技術無可比擬的獨特優勢，均具有良好的應用前景[7-12]。
2 InSAR地面沉降監測的目的和任務
合成孔徑雷達干涉測量（InSAR）技術是地面沉降監測的主要技術之一，可以快速大范圍地對區域地面沉降進行測量。主要任務是：采用InSAR技術手段，輔助GPS、水準測量，開展沉降易發地區的地面沉降監測，獲取地面沉降時間序列和平均速率等信息，統計監測區域的地面沉降表面面積，分析沉降中心時空變化及沉降發生的特點和規律，為規劃、建設和災害預防等其它專業部門提供準確、可靠的地面沉降資料。
3 InSAR地面沉降監測主要誤差源、可達精度與分辨率
3.1 InSAR地面沉降監測誤差源
盡管InSAR技術用于地表形變監測有著無可比擬的巨大優勢， 但在實際的干涉測量中有很多誤差源，例如配準誤差、軌道誤差、大氣延遲誤差、時間失相干、幾何失相干、多普勒頻率失相干以及數據處理過程中引入的誤差等，影響了最終形變結果的精度和可靠性[13]。
圖3.1 InSAR誤差來源示意圖
下面分別將對InSAR技術的誤差進行分析。
1. 衛星軌道誤差
在InSAR技術的應用中，需要利用SAR衛星軌道狀態矢量來去除平地相位。由衛星軌道誤差引起的平地相位誤差會等量地傳播給干涉相位，從而導致地面不同目標的高程以及形變量觀測值誤差。
假設、分別為雷達衛星傳感器到參考橢球面某點斜距，則因參考橢球面引起的相位差可表示為：
（3.1）
其中為雷達波長。
因為是衛星位置坐標的函數，對于衛星位置坐標分量，斜距誤差與衛星位置坐標分量誤差的關系為：
（3.2）
則衛星位置坐標引起的參考面相位誤差為：
（3.3）
目前主要是基于軌道信息、干涉條紋頻率分析以及地面控制點等方法來做基線估算和基線精化的。
2. 大氣延遲誤差
信號在大氣傳播過程中，受到大氣尤其是水汽散射的影響，導致電磁波實際傳播路徑與理論路徑相比發生視延長，從而導致雷達回波信號發生相位延遲。大氣延遲誤差主要是由于電離層和對流層的延遲造成的，其中對流層延遲（特別是水汽）在空間和時間上變化很大。大氣校正的方法主要可分為兩大類：第一類是利用大氣信號在時間域上的隨機特性進行校正，如線性疊加法、堆疊法和多基線方法等；另一類是借助外部獨立數據，通過建立模型計算出大氣的影響，再將其從干涉紋圖中減去從而達到大氣校正的效果，如地面氣象信息建模法、數值大氣模型法、GPS測量法等[14，15]。
3. 時間、空間以及多普勒質心頻率失相干
時間去相干是指地面目標在分辨單元內位置或自身散射特性隨時間發生的變化，地面目標保持其相干性的時間長短與其自身的散射特性有很大的關系。此外，時間去相干還與雷達波長有關。
通常情況下，隨著垂直基線的變長，空間失相關現象也就越嚴重，當回波信號剛好完全失相關時對應的基線被稱為臨界基線。多普勒質心頻率失相干是由于多普勒中心頻率不一致引起的失相干。多普勒中心失相關是隨著干涉圖相對的多普勒中心頻率差的增加而減小的：
（3.4）
其中，是方位向帶寬。一般可采用方位向濾波的方法來減弱多普勒中心頻率差異帶來的誤差。
4. 配準誤差
InSAR數據處理中首先要解決的問題就是影像的配準問題，由重復軌道獲取的兩景SAR影像，欲得到準確的干涉相位，必須進行精確的配置，理論上配準的精度要達到子像元級。已有研究表明如果配準精度達到1/8像元，隨著配準精度進一步地提高，對應的相位誤差將不再減小。此外，兩次SAR影像獲取時大尺度的地面位移，也會導致配準誤差，因此影像配準一般是先基于軌道信息獲取主從影像的初始偏移量，進行粗配準，然后利用影像的強度信息等進行精確配準，然后再根據方位向和距離向的偏移量進行多項式擬合，對從影像進行重采樣從而達到影像的精確配準。
5. 相位解纏誤差
從干涉圖中得到的相位差實際上是（-π，+π]之間的主值，即纏繞相位，要得到真實的相位差必須在這個值的基礎上加上或減去2π，把纏繞相位恢復成實際相位，這個過程叫做相位解纏。由于各種原因會在原始雷達信號處理過程中引入噪聲，給解纏帶來了很大的困難，甚至導致相位解纏出錯，而解纏的誤差直接關系到后續形變結果的精度和可靠性。
3.2 InSAR地面沉降監測可達精度
為確保InSAR地面沉降監測精度，在SAR數據選取時需要考慮如下因素：SAR影像波段、SAR影像的時空基線狀況和SAR影像數據量。
短波長SAR影像對地面沉降比長波長SAR影像敏感，更適合于微小地面沉降的監測。另一方面，不同波長的SAR數據對于地表覆蓋的敏感程度不同，短波SAR影像對地表覆蓋比長波長的影像敏感，更容易導致失相干。
SAR影像的數據量越多，可選取的高相干干涉對組合一般來說就越多，地面沉降監測成果精度提高的可能性也越大[16]。
InSAR地面沉降監測可達精度（精確度）見表3.1：
表3.1 不同監測范圍InSAR監測精確度
3.3 InSAR地面沉降監測分辨率
InSAR地面沉降監測成果的分辨率主要取決于所選取SAR影像的分辨率，各種SAR影像數據的分辨率見附錄。影像數據處理過程中外部DEM的分辨率也與最終沉降結果的分辨率有關，可用于地面沉降監測的星載SAR系統衛星及其參數見表3.2。
表3.2 可用于地面沉降監測的星載SAR系統衛星及其參數
4. 字高程模型（DEM）的分辨率及精度
InSAR數據處理中需要引入外部數字高程模型（DEM）進行消除地形相位，考慮到SAR影像數據的分辨率，高分辨率SAR影像（此處高分辨率SAR影像是指分辨率可達幾米的影像）數據處理通常采用30m及以上分辨率的外部DEM，普通分辨率SAR影像數據通?？刹捎?0m及以上分辨率的外部DEM。隨著高分辨率SAR影像的增多，理論上應使用更高精度、更高分辨率DEM數據，但由于我國基礎地理信息1：5萬或1：1萬DEM屬于保密數據，因此在InSAR數據處理中尚未被廣泛應用。
InSAR數據處理常用美國太空總署（NASA）和國防部國家測繪局（NIMA）聯合測量的SRTM作為外部DEM數據。SRTM-DEM數據平面參考系是WGS84，垂直參考系是WGS84 EGM96大地水準面。在中國領土內其空間分辨率為90米，平面位置的精度為8.8米，相對高程誤差為8.7米。
日本根據NASA的新一代對地觀測衛星Terra的詳盡觀測結果制作完成的ASTER GDEM，即先進星載熱發射和反射輻射儀全球數字高程模型，其全球空間分辨率為30米，在中國領土內的平面位置誤差在6米到18米之間，相對高程誤差為20.6米。
目前通用的數字高程模型（如SRTM DEM 和ASTER GDEM）都是基于EGM96大地水準參考面，而InSAR干涉處理卻需要在參考橢球面（如WGS84）下進行。為了去除大地水準面高（Geoid Height）的影響，SRTM DEM和ASTER GDEM都需要從正高轉換為橢球高。
5 InSAR地表形變數據處理
5.1 InSAR基本原理
InSAR技術利用雷達回波信號所攜帶的相位信息可獲取地表的三維地形信息，其基本原理是通過兩副天線同時觀測（單軌道雙天線模式）或兩次（或多次）平行軌道重復觀測（單天線重復軌道模式）獲得同一區域的雷達觀測數據，生成單視復數（Single Look Complex，SLC）影像對，由于兩副天線和觀測目標之間的幾何關系等，導致地面同一目標對應的兩次回波信號之間產生了相位差，這個相位差影像被稱為干涉圖像（Interferogram），再結合觀測平臺的軌道參數和傳感器參數等可以進一步獲取高精度、高分辨率的地面高程信息。
5.2 傳統差分干涉測量
傳統差分干涉測量（Differential InSAR， DInSAR）是在InSAR技術上發展起來的一種可探測地表形變的新技術，其監測精度可達亞厘米級。該技術是指利用同一地區跨越一定沉降期的兩幅SAR圖像，通過差分處理（去除地球曲面、地形起伏影響）來獲取地面沉降的測量技術。
傳統差分干涉測量的主要處理流程如圖5.1所示：
圖5.1 傳統差分干涉數據處理流程
其基本處理流程如下：
（1）影像匹配：將覆蓋同一區域不同時刻獲取的兩幅影像進行配準，首先通過幅度歸一化的相關性分析得到即距離向和方位向的大致偏移量，然后進行精匹配。精匹配經過基于特定門限的篩選，重復進行相關性分析，得到更精確的距離向和方位向上的偏移量。精匹配得到的結果可以用來提取主輔圖像的坐標轉換系數。
（2）干涉圖生成：基于精匹配確定的仿射變換，重新采樣輔圖像至主圖像的格網，并保持每個像素的相位觀測值。假設M是復數主圖像，S是重新采樣后的復數輔圖像，復數干涉圖像則定義為，其中星號表示復共軛。
（3）干涉測量基線估算：在干涉圖像去除平地效應和地形影響過程中需要有精確的干涉測量基線，即衛星軌道間的距離。干涉基線通過衛星軌道星歷確定，衛星軌道誤差常常在干涉圖像中引入長波段的殘余傾斜。
（4）去除參考面相位和地形相位的影響：干涉圖像去平地效應和去除地形相位分別是為了消除由地球的橢球表面和干涉圖中地形引起的干涉相位。采用傳統差分干涉去除地形相位，需要外部數字高程模型（DEM）。
（5）相位解纏：雷達回波相位只能得到模為的測量結果；但是只有連續的絕對干涉相位才可以提取地面地表形變量。這種求解模糊性問題的技術稱為相位解纏。解纏得到的相位值準確與否，直接關系到InSAR最終產品的精度。
（6）干涉基線精化：如果經過相位解纏后的干涉圖像中有長波段的整體傾斜，而地面沉降信號是區域性的，則可以利用解纏后的相位值和精密DEM對空間基線進行精化處理。精化的基線可以用來重新去除原始干涉圖像中的地形影響。
（7）地理編碼：地理編碼過程將雷達坐標系解纏后的相位值映射到DEM使用的坐標系中，并可將其進一步轉換為衛星至地表方向上的距離變化。
傳統差分干涉測量技術存在著固有的局限性，主要表現在：
（1.）長時間序列上的時間去相干問題。地物在長時間序列上的變化導致其散射特性的變化，從而大大降低地物在不同時間上的相干性；
（2.）傳統D-InSAR要求保證兩次衛星的基線距比較小，否則會引起幾何失相干問題，這限制了可被利用的SAR影像數量；
（3.）大氣相位在時空上的變化：由于大氣本身的非均質性和不同時刻大氣狀況的迥異，尤其對于不同季節的干涉圖像，大氣相位嚴重影響了地面沉降監測的精度；
以上幾種因素影響了傳統差分干涉測量技術地面沉降監測結果的精度和可靠性，嚴重制約了其在地面沉降監測方面的應用。
5.3 InSAR大氣改正模型
大氣延遲是由于雷達信號在大氣中傳播，對流層和電離在空間和時間上的分布不均勻造成的，其中對流層中水汽的時空變化尤為顯著，影響也大。對流層水汽對InSAR地面沉降結果的影響通?？蛇_厘米級甚至更大，因此利用InSAR探測地面沉降時應考慮進行大氣水汽改正。
對于單幅干涉影像的大氣水汽改正需要采用獨立觀測的大氣水汽數據，包括GPS、NASA MODIS、 ESA MERIS和高分辨率大氣數值模型等。經大氣水汽模型改正后的InSAR形變量精度可以從1厘米左右提高到5毫米。
對流層延遲與雷達波長無關，而電離層延遲則不同，對短波段的雷達影像影響很小，通?？梢院雎圆挥嫞珜﹂L波段的影像（如L-波段的ALOS）卻不容忽視。目前可用的電離層延遲改正可使用全極化方法等。
5.4 CR InSAR技術
雷達發射的入射信號經過角反射器的反射面時能夠沿原始路徑的反方向被反射回去，在SAR圖像上形成十字絲形狀的亮斑。CR InSAR技術通過在監測區域安裝人工角反射器（CR），獲取衛星過境時刻SAR影像人工角反射器穩定的相位信息，經過共軛相乘、去平地效應、去地形相位、相位解纏、地理編碼等數據處理過程，最終獲取CR點間的形變量。
CR InSAR技術的優勢在于該技術是針對CR點進行的數據處理，因此不受影像時空失相干和地形相位誤差等影響，且易于與GPS、水準等常規大地測量手段獲取的形變成果進行對比驗證。
5.5 InSAR時間序列分析
目前InSAR時間序列分析主要包括短基線集（SBAS）和永久性散射體（PS）兩大類技術。短基線集技術利用短時空基線干涉圖間接克服了基線失相干的影響，同時獲取高精度的DEM高程修正值，而永久性散射體技術是利用探測到的在長時間跨度上都能保持穩定后向散射特性的永久性散射體達到同樣的目的。InSAR時間序列分析在理想情況下通過在SAR影像集中識別的相干像元或永久性散射體以毫米級精度反演地面沉降的歷史形變過程[17]。
其數據處理流程如圖所示：
圖8.2 InSAR時間序列數據處理流程圖
1. SBAS-InSAR技術
短基線集技術（SBAS-InSAR）將所有SAR影像根據一定的時間基線和空間基線閾值進行干涉組合，在保證相干性的同時，增加了時間采樣率，最大限度地利用了SAR影像數據，保證了足夠的多余觀測值，且相干點密度一般較大。通過時間序列分析的方法獲取高精度的地表形變時間序列、DEM高程修正值以及大氣相位。
2. PS-InSAR技術
PS-InSAR技術是從一組時間序列的SAR影像中選取那些具有穩定后向散射特性的PS點（如人工建筑、巖石等）作為干涉單元，且這些PS點往往小于分辨單元，因此受時間和空間失相干的影響較小，通過時間序列分析能夠高精度反演地表非線性形變、DEM高程修正值以及大氣相位。
6 外部檢核與精度評定
InSAR技術監測的地面沉降結果目前一般通過高精度GPS、精密幾何水準等外部檢核數據進行精度評定。
對于傳統差分干涉技術、InSAR大氣改正模型以及CR InSAR技術等獲取的形變量結果，可直接利用GPS、水準數據用于精度評定，但需要考慮統一形變量方向。GPS、水準獲取的形變結果與InSAR技術獲取的形變結果直接進行對比，如（6.1）所示：
（6.1）
式中，表示利用InSAR技術獲取的在衛星至地表方向上地面沉降量，表示GPS或水準獲取的與InSAR數據相應時間段內的轉化到衛星至地表方向上的形變量，表示二者之間的差值。
通常用來衡量InSAR地面沉降結果的精度。
（6.2）
式中，n表示外部檢核點的個數。
對于InSAR時間序列分析獲取的平均地面沉降速率和地面沉降時間序列，同樣可以利用相應時間段的GPS、水準等數據進行外部檢核。對于時間序列分析獲取的DEM誤差可利用已知高程點進行驗證，也可利用更高精度、更高分辨率DEM數據（例如我國基礎地理信息1：5萬或1：1萬地形圖）等進行驗證。此外，時間序列分析中分離的大氣延遲，可利用GPS反演的水汽產品、外部水汽產品MODIS、MERIS等氣象數據、數值大氣模型進行驗證。
結論
我過地面沉降災害歷史由來已久，具有分布廣、面積大等特點，很多地區沉降面積還在進一步擴大，沉降量級在不斷增加，給當地人民的生產生活帶來了嚴重的影響，對當地人民的生命財產安全存在著直接的或潛在的威脅，因此積極推行地面沉降監測并根據監測成果采取一定的措施開展地面沉降災害防治工作已經成為一項緊迫的任務。
目前，國內在采用InSAR技術開展地面沉降監測工程應用領域，尚無規范性技術參照文本。本文總結《2007年-2009年汾渭盆地重點地區地面沉降地裂縫InSAR與GPS調查與監測》項目和陜西省2011-2013年地理國情監測試點經驗，并參考國內外該領域的研究成果，簡單分析了我國區域性地面沉降的情況及其形成原因，介紹了目前用于地面沉降監測的幾種國際前沿InSAR技術及其精度評定方法，如何利用多種技術融合提高地面沉降監測成果的精度，為政府和相關部門的決策工作提供更為科學、準確的技術支持仍是目前研究的熱點。
參考文獻
[1] 王超， 張紅， 劉智. 星載合成孔徑雷達干涉測量[M]. 北京：科學版出社， 2002
[2] 李陶. 重復軌道星載SAR差分干涉監測地表形變研究[D]. 武漢大學博士論文， 2004
[3] 隋立春. 微波遙感. 長安大學內部教材[M].
[4] 劉國祥. Monitoring of Ground Deformations with Radar Interferomerry. 北京：測繪出版社，2006
[5] Amelung F.，Galloway D.L.，et al. Sensing the ups and downs of LasVegas： InSAR receals strctuial control of land subsidence and aquifer-system deformation. Geology， 1999， 27（6）： 483-486.
[6] 廖明生， 林琿等. 雷達干涉測量-原理與信號處理基礎[M]. 北京：測繪出版社， 2003
[7] 張紅，王超，吳濤，湯益先. 基于相干目標的DInSAR方法研究[M]. 北京：科學版出社， 2009
[8] Usai S. 2001. A new approach for long term monitoring of deformations by differential SAR interferometry.Ph D thesis，Delft Univ of Technol，Delft，
The Netherlands.
[9] Usai S. 2003. A least squares database approach for SAR interferometry data.IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，41（4）：753～760
[10] 胡樂銀，張景發，商曉青。SBAS-InSAR技術原理及其在地殼形變監測中的應用[J]。地殼構造與地殼應力文集，2010（22）
[11] F.Case，M.Manzo.A quantitative assessment of the SBAS algorithm performance for surface deformation retrieval from D-InSAR data [J]. Remote Sensing of Environment，2006，25（102） 195-210
[12] Francesco Casu，Mariarosaria Manzo，Paul Lundgren.Application of the SBAS-DInSAR technique to fault creep： A case study of the Haywrd fault，California Riccardo Lanari [J]. Remote Sensing of Environment，2007
[13] Liu Guoxiang. Mapping of Earth Deformations with Satellite Radar Interferometry： A Study of Its Accuracy and Reliability Performances[D]. Hong Kong： Publication of the Hong Kong Polytechnic University， 2003
[14] Li Zhiwei， Ding Xiaoli， Liu Guoxiang. Modeling atmospheric effects on InSAR with meteorological and continuous GPS observations： algorithms and some test results. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics， 2004， 66： 907-917.
[15] Zhenhong Li. Correction of Atmospheric Water Vapour Effects on Repeat-Pass SAR Interferometry Using GPS， MODIS and MERIS Data[D]. University of London， 2005