測繪新技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

　　工程測量有著悠久的歷史，隨著測繪科技的飛速發(fā)展，工程測量的技術(shù)取得很大的成就。本文主要探討測繪新技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用。

　　《電子測量與儀器學(xué)報》(月刊)創(chuàng)刊于1987年，是經(jīng)國家科委批準，由中國科協(xié)主管，中國電子學(xué)會主辦的國內(nèi)外公開發(fā)行的國家級學(xué)術(shù)刊物。 始終以促進電子測量技術(shù)學(xué)科事業(yè)的發(fā)展為宗旨，致力于及時反映本學(xué)科的科研新成果，溝通國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)科技人員間的信息交流，鼓勵首創(chuàng)精神、倡導(dǎo)理論聯(lián)系實際的優(yōu)良學(xué)風(fēng)，為將先進的科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為先進的生產(chǎn)力，出成果、出人才提供了一個學(xué)術(shù)平臺。

　　從應(yīng)用的角度討論了工程測量的發(fā)展,鑒于此探討了一系列測繪新技術(shù)的優(yōu)點以及在工程測量中的應(yīng)用,并提出了若干建議,旨在促進工程測量技術(shù)手段的更新,積極推動新技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

　　1概論

　　工程測量學(xué)科是一門應(yīng)用學(xué)科,它是直接為國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù),緊密與生產(chǎn)實踐相結(jié)合的學(xué)科,是測繪學(xué)中最活躍的一個分支學(xué)科。

　　2工程測量中的數(shù)字化技術(shù)

　　2.1地圖數(shù)字化技術(shù)

　　在建立各種GIS系統(tǒng)時,對原有地圖進行數(shù)字化處理,在建庫工作中占據(jù)了相當大的工作量,各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖,若其現(xiàn)勢性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數(shù)字化儀將其輸入計算機,經(jīng)編輯、修補后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖。當前有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化兩大類儀器,針對大比例尺地形圖,大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對地圖進行數(shù)字化處理。

　　2.2數(shù)字化成圖手段

　　大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統(tǒng)工程測量的重要內(nèi)容,常規(guī)的成圖方法野外工作量大,作業(yè)艱苦,作業(yè)程序復(fù)雜,同時還有繁瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)社會飛速發(fā)展的需要。而數(shù)字化成圖技術(shù)具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應(yīng)用、易于發(fā)布等特點。

　　目前,數(shù)字化成圖技術(shù)有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法,主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等,其特點是精度高、數(shù)字化成圖的過程,減輕了作業(yè)人員的勞動強度,使生產(chǎn)周期大大縮短,能及時滿足用戶的要求。

　　3GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

　　20世紀80年代以來,隨著GPS定位技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展完善,使測繪定位技術(shù)發(fā)生了革命性的變革,為工程測量提供了嶄新的技術(shù)手段和方法。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規(guī)地面定位技術(shù),正在逐步被以一次性確定三維坐標的、高速度、高效率、高精度的GPS技術(shù)所代替,同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間;定位方法已從靜態(tài)擴展到動態(tài);定位服務(wù)領(lǐng)域已從導(dǎo)航和測繪領(lǐng)域擴展到國民經(jīng)濟建設(shè)的廣闊領(lǐng)域。

　　在我國GPS定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個領(lǐng)域,國家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用GPS技術(shù),在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測、海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS技術(shù)。隨著DGPS差分定位技術(shù)和RTK實時差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國AS技術(shù)的解除,單點定位精度不斷提高,GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運載工具實時監(jiān)控、石油物探點定位、地質(zhì)勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。

　　4工程測量中的地理信息(GIS)技術(shù)

　　GIS是集計算機科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、測繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興學(xué)科。已成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺和地學(xué)空間信息顯示的基本手段與工具。其技術(shù)優(yōu)勢不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程,還在于它的空間提示、預(yù)測預(yù)報和輔助決策功能。目前,GIS不僅發(fā)展成為一門較為成熟的技術(shù)科學(xué),而且已經(jīng)成為一門新興的產(chǎn)業(yè),在測繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃土地管理、區(qū)域開發(fā)與國防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。采用GIS、數(shù)據(jù)庫、內(nèi)外一體化測圖、掃描矢量化及全數(shù)字攝影測量等技術(shù),為專業(yè)信息系統(tǒng)提供及時、準確、標準化、數(shù)字化的基礎(chǔ)空間信息,以建立各類專業(yè)信息系統(tǒng),從而實現(xiàn)管理的科學(xué)化、標準化、信息化。

　　5攝影測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

　　攝影測量技術(shù)已越來越廣泛地在城市和工程測繪領(lǐng)域中得以應(yīng)用,由于高質(zhì)量、高精度的攝影測量儀器的研制生產(chǎn),結(jié)合計算機技術(shù)中的應(yīng)用,使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業(yè)工作量,具有測量高效、高精度,成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測、文物保護和醫(yī)學(xué)上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用,具有廣泛的應(yīng)用前景。由于全數(shù)字攝影測量工作站的出現(xiàn),為攝影測量技術(shù)應(yīng)用提供了新的技術(shù)手段和方法,該技術(shù)已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進和應(yīng)用。攝影測量可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖成果,最大比例尺為1/500。采用的儀器除利用高精度的模擬測圖儀和解析測圖儀成圖方法外,還用立體坐標測圖儀與微機連接進行數(shù)據(jù)采集,經(jīng)微機數(shù)據(jù)處理輸入繪圖機自動繪圖。

　　6工程測量中的遙感(RS)技術(shù)

　　遙感(RS)技術(shù)由于大面積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟性等優(yōu)勢,得到快速的普及,多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手(見表1)。各種中、小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取,為應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

　　7工程測量中的3S集成技術(shù)

　　3S集成(GPS,GIS,RS)技術(shù)是指將上述三種對地觀測新技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)有機地集成在一起。這里所說的集成,是英文Integration的中譯文,是指一種有機的結(jié)合,在線的連接、實時的處理和系統(tǒng)的整體性。GPS,RS,GIS集成的方式可以在不同技術(shù)水平上實現(xiàn)。3S集成包括空基3S集成與地基3S集成。空基3S集成:用空地定位模式實現(xiàn)直接對地觀測,主要目的是在無地面控制點(或有少量地面控制點)的情況下,實現(xiàn)航空航天遙感信息的直接對地定位、偵察、制導(dǎo)、測量等。地基3S集成:車載、艦載定位導(dǎo)航和對地面目標的定位、跟蹤、測量等實時作業(yè)。3S技術(shù)為大型工程提供了最有效的數(shù)據(jù)及信息采集、分析處理、表達決策的工具。

　　8結(jié)語

　　工程測量科技進步很大,發(fā)展很快,取得了顯著成績;但是發(fā)展還很不平衡,尚跟不上國民經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展和社會進步的需要。擺在我們面前的任務(wù)是:大力促進工程測量技術(shù)方法與手段的更新?lián)Q代,積極推動新技術(shù)的推廣與應(yīng)用,充分利用GPS技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)字化測繪技術(shù)、攝影測量技術(shù)、RS技術(shù)、3S集成技術(shù)及地面測量先進技術(shù)設(shè)備,把傳統(tǒng)的手工測量向電子化、數(shù)字化、自動化方向發(fā)展;同時加強相關(guān)學(xué)科的研究,不斷拓寬工程測量服務(wù)新領(lǐng)域,開創(chuàng)工程測量發(fā)展新局面。

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