淺談測繪新技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用論文
摘要：文章根據(jù)工作中的一些實(shí)踐，簡要介紹了數(shù)字化技術(shù)在原圖處理和攝影測量中的應(yīng)用特點(diǎn)和一些要注意的方面，希望能給同行們作一些經(jīng)驗(yàn)參考。
關(guān)鍵詞：原圖處理；數(shù)字化繪圖；數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)
傳統(tǒng)工程測量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域主要包括水利、交通、建筑等行業(yè)，隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、測量儀器的智能化，數(shù)字化測繪技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，而全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、攝影測量與遙感（RS）以及數(shù)字化測繪和地面測量先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，測量數(shù)據(jù)采集和處理的逐漸自動化、實(shí)時化和數(shù)字化，工程測量的服務(wù)領(lǐng)域也應(yīng)進(jìn)一步延伸，以滿足不斷提高的社會需要。
一、數(shù)字化技術(shù)在原圖處理中的應(yīng)用
（一）原圖數(shù)字化處理
在建立各種GIS系統(tǒng)時，需要對原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理，對于原始地圖，若其現(xiàn)勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數(shù)字化儀對其進(jìn)行數(shù)字化處理工作。當(dāng)前主要有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化、GPS數(shù)據(jù)輸入三種方法，手扶跟蹤數(shù)字化需要的儀器為計算機(jī)，數(shù)字化儀及相關(guān)軟件，是較早的一種數(shù)字化輸入方法，輸入速度較慢，勞動強(qiáng)度也較大。掃描矢量化是通過掃描儀輸入掃描圖像，然后通過矢量跟蹤，確定實(shí)體的空間位置。隨著掃描儀的普及和矢量化軟件的不斷升級，其作業(yè)方法越來越趨于自動化，它是一種省時，高效的數(shù)據(jù)輸入方法。
GPS輸入是依據(jù)GPS工具能確定地球表面圖形精確位置，由于它測定的是三維空間位置的數(shù)字，因此不需作任何轉(zhuǎn)換，可直接輸入數(shù)據(jù)庫，目前主要是應(yīng)用RTK（RealTimeKinematics—實(shí)時動態(tài)）技術(shù)，它是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、能夠?qū)崟r提供流動站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級精度的一種新的GPS定位測量方式，通過將1臺GPS接收機(jī)安裝在已知點(diǎn)上對GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測，將采集的載波相位觀測量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺的載波上，再通過基準(zhǔn)站電臺發(fā)射出去；流動站在對GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準(zhǔn)站電臺發(fā)射的信號，經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測量，流動站的GPS接收機(jī)再利用0TF（運(yùn)動中求解整周模糊度）技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置。
應(yīng)用這種測量方法測量可以不布設(shè)各級控制點(diǎn)，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，便可以高精度快速地測定圖根控制點(diǎn)、界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo)，利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時，也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速地進(jìn)行施工放樣。而實(shí)際應(yīng)用得較多的主要是數(shù)字掃描矢量化軟件，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(jìn)行數(shù)字化處理。下面簡單介紹MAPCAD軟件的原圖數(shù)字化處理作業(yè)流程。
�。ǘ⿺�(shù)字化原圖作業(yè)流程
由于MAPCAD軟件掃描矢量化輸入方法具有圖像清晰、編輯方便、易于轉(zhuǎn)換等特點(diǎn)一般外設(shè)精度都能滿足，所以地形圖的精度主要取決于人工跟蹤精度和輸出設(shè)備精度，而人工跟蹤精度主要取決于作業(yè)人員的.技能掌握熟練程度和工作態(tài)度，所以必須在加強(qiáng)作業(yè)人員基本技能培訓(xùn)上下工夫，要求工作人員嚴(yán)格按矢量化方案作業(yè)，確保圖件的精度和質(zhì)量高于國家現(xiàn)行數(shù)字化測圖規(guī)范所規(guī)定的數(shù)字化精度和質(zhì)量。在工程測量實(shí)踐中，要做好地形圖外業(yè)測點(diǎn)與數(shù)字化圖縮放相結(jié)合、符號圖層的劃分子圖、線型符號庫的設(shè)計等工作保證滿足工程進(jìn)度的同時又節(jié)約項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，設(shè)計出的數(shù)字地圖簡單易用、美觀整潔、易于使用地形圖的工作人員判讀。
二、數(shù)字化繪圖
（一）數(shù)字化繪圖的特點(diǎn)
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，數(shù)字化繪圖克服了手工繪圖存在的許多弊端，如工作量大，作業(yè)艱苦，作業(yè)程序復(fù)雜，煩瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長，產(chǎn)品單一等缺點(diǎn)，符合現(xiàn)代飛速發(fā)展的工程需要。目前，數(shù)字化成圖技術(shù)主要有內(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(diǎn)是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。具有以下的特點(diǎn)：
1、一測多用：如在一些綜合性較強(qiáng)的工程中需要對同一地形圖繪制不同比例尺的地形圖，過去的平板測圖方法則需要重復(fù)工作，而數(shù)字化測圖則可以同時根據(jù)完成的地形圖繪制不同比例尺的多個地形圖，因?yàn)橥”壤甙舜蟊壤叩匦螆D測圖范圍。僅需先測大比例尺圖范圍，再補(bǔ)充小比例尺測圖范圍即可滿足各不同專業(yè)人員對不同比例尺的地形圖的需要。
2、精度高：數(shù)字化成圖系統(tǒng)在外業(yè)采集數(shù)據(jù)時，利用全站儀現(xiàn)場自動采集地形地物點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并自動存儲，在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時，完全保持了外業(yè)測量的精度，消除了人為的錯誤及誤差來源，而且外業(yè)工作省略了讀數(shù)、計算、展點(diǎn)繪圖等外業(yè)工序，減少了作業(yè)人員，外業(yè)工效大大提高，時間縮短，直接生產(chǎn)成本大幅度下降。
3、勞動強(qiáng)度：小數(shù)字化成圖的過程，減輕了作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，使生產(chǎn)周期大大縮短，能及時滿足用戶的要求。
4、便于保存管理及更新方便：數(shù)字化產(chǎn)品既可以存儲在軟盤上，也可以通過繪圖儀繪在所需的圖紙上，線條、線劃粗細(xì)均勻，注記、字體工整，圖面整齊、美觀。且便于修改，能更好地保證圖形的現(xiàn)勢性和不變形性，避免重復(fù)測繪造成的浪費(fèi)，增加地形圖的實(shí)用性和用戶的廣泛性。
（二）外業(yè)數(shù)據(jù)的采集
在采集數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)采集人員要準(zhǔn)確應(yīng)用地物代碼，以免在內(nèi)業(yè)成圖時出現(xiàn)錯誤；在觀測開始時，相關(guān)工作人員需嚴(yán)格按照要求應(yīng)對測站點(diǎn)進(jìn)行檢查，跑尺人員應(yīng)嚴(yán)格按照自動成圖的要求作業(yè)，確保能完整地描述地形地貌的特征點(diǎn)，必須通過繪制草圖來表明各個地物碎部點(diǎn)的屬性及相互關(guān)系，測量坎子時，要量取坎子比高，坎下也要進(jìn)行地形點(diǎn)采集。當(dāng)一個測區(qū)完成后，如果有必要可把數(shù)據(jù)備份。
�。ㄈ├L制內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
無論是工程進(jìn)程各階段的測量工作，還是不同工程的測量工作，都需要根據(jù)誤差分析和測量平差理論選擇適當(dāng)?shù)臏y量手段，并對測量成果進(jìn)行處理和分析。
三、工程測量中的數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)
數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法。就攝影測量本身而言，從測繪的角度上來看數(shù)字?jǐn)z影測量還是利用影像來進(jìn)行測繪的科學(xué)與技術(shù)；而從信息科學(xué)和計算機(jī)視覺科學(xué)的角度來看，它是利用影像來重建三維表面模型的科學(xué)與技術(shù)，也就是在“室內(nèi)”重建地形的三維表面模型，然后在模型上進(jìn)行測繪，從本質(zhì)上來說，它與原來的攝影測量沒有區(qū)別。因而，在數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)中，整個的生產(chǎn)流程與作業(yè)方式，和傳統(tǒng)的攝影測量差別似乎不大，但是它給傳統(tǒng)的攝影測量帶來了重大的變革。
目前通過在空中利用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)所獲得的數(shù)字影像，內(nèi)業(yè)使用專門的航測軟件處理，進(jìn)行的航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，在計算機(jī)上對數(shù)字影像進(jìn)行像對匹配，建立地面的數(shù)字模型，再通過專用的軟件來獲得數(shù)字地圖。該方法的特點(diǎn)是可將大量的外業(yè)測量工作移到室內(nèi)完成，它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低，不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點(diǎn)。特別適合于城市密集地區(qū)的大面積成圖。但是該方法的初期投入較大，如果一個測區(qū)較小，它的成本就顯得較高。但可以說是今后數(shù)字測圖的一個重要發(fā)展方向，未來社會要求的是可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產(chǎn)品。并且隨著全數(shù)字?jǐn)z影工作站的出現(xiàn)，加上GPS技術(shù)在攝影測量中的應(yīng)用，使得攝影測量向自動化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。
四、結(jié)語
隨著數(shù)字化測繪技術(shù)的提高，GIS技術(shù)的不斷成熟、GPS技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代工程測量必將朝著測量數(shù)字工程化的方向發(fā)展。大力開展數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用與研究將是測繪單位提升自身競爭實(shí)力和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的首要任務(wù)。
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