多種測繪新技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用與分析
彭銀山
摘要：隨著測繪技術(shù)的發(fā)展，空間技術(shù)，電子信息技術(shù)等被融入到工程測量方法當(dāng)中，這些新的測繪技術(shù)不僅提高了工程測量的效率，同時也減輕了工程人員的負(fù)擔(dān)，減小了誤差，提高了測量的精度。筆者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗，闡述了一些新的測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，并探討了工程測量工作在今后的發(fā)展變化。
關(guān)鍵字：測繪新技術(shù)；數(shù)字化技術(shù)；全球衛(wèi)星定位；數(shù)字?jǐn)z影測量；遙感
0 引言
工程測量工作是工程施工的最基礎(chǔ)的一項工作，必須給予足夠的重視，以往的工程測繪方法由于耗時長，效率低，已不能滿足近代工程測量作業(yè)的要求，隨著數(shù)字化、計算機技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，測量儀器不斷的趨于智能化，一些新的測繪技術(shù)也不斷的在工程測量中得到應(yīng)用，常見的有工程測量數(shù)字化技術(shù)、工程測量衛(wèi)星定位技術(shù)、工程測量地理信息技術(shù)、攝影測量技術(shù)等，當(dāng)今的工程測量技術(shù)，不僅涉及到工程的動靜態(tài)參數(shù)的測定，還包括對這些參數(shù)的分析與處理，并對工程發(fā)展變化的趨勢作出較準(zhǔn)確的預(yù)報。下面，本文就常見的幾種測繪新技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用進行一一說明。
1數(shù)字化技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用
1.1 地圖數(shù)字化技術(shù)及地理信息技術(shù)的應(yīng)用
地理信息技術(shù)（GIS）是近年來新興的一門綜合學(xué)科，它涉及到電子信息學(xué)，空間信息處理學(xué)，測繪制圖學(xué)等領(lǐng)域，它不僅具有集采集處理數(shù)據(jù)于一體的功能，同時還可以根據(jù)工程情況進行相應(yīng)的預(yù)測提示及輔助決策，實現(xiàn)工程測量管理的科學(xué)及標(biāo)準(zhǔn)化。要建立GIS系統(tǒng)，須對原有地圖進行數(shù)字化處理，對于精度滿足工程需求的紙制地圖，可通過數(shù)字化儀將其**入計算機，經(jīng)軟件處理后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖，對于一些比例尺較大的地形圖，可通過掃描矢量軟件自動提取地圖信息。與以往的測圖方法相比，地圖數(shù)字化技術(shù)具有以下優(yōu)點：1）以往的測圖方法需重復(fù)工作以繪制不同比例的地形圖，而數(shù)字化測圖可先測大比例地形圖，在需要小比例尺測圖時只需補充即可；2）數(shù)字化測圖的數(shù)據(jù)處理過程避免了人為的誤差及誤差傳遞，所測結(jié)果精度較高；3）數(shù)字化測圖操作方便，節(jié)約了工程人員的工作時間及降低了勞動強度，提高了工程測量作業(yè)的工作效率，間接降低了成本；4）數(shù)字化產(chǎn)品便于保存，不易損壞，保證了地形圖的不變形性，且圖形易于修改，再次利用時對圖形進行更新即可。
1.2 數(shù)字化地圖作業(yè)流程
首先要查看有無原有圖紙，若有則對圖紙掃描以得到矢量電子地圖，若無則需進行外業(yè)數(shù)據(jù)的采集，在采集是，必須準(zhǔn)確應(yīng)用地物代碼，按照要求對測站點進行檢測，完整的記錄下地形特點，制定出科學(xué)的矢量方案，在得到矢量版電子圖后，根據(jù)地形的特點再對圖形進行相應(yīng)的修改，符合要求后，即可存儲為電子地圖并打印輸出。在工程實測中，必須要做好外業(yè)數(shù)據(jù)采集與數(shù)字化縮放相結(jié)合等工作，以確保電子地圖的精確性。
1.3 數(shù)字化成圖技術(shù)采取的手段
當(dāng)前數(shù)字化成圖技術(shù)采取的作業(yè)模式有兩種：內(nèi)外一體化作業(yè)及電子平板模式。內(nèi)外一體化作業(yè)模式如圖1所示，其采用設(shè)備為全站儀及電子手簿等，作業(yè)的流程為：外業(yè)繪制草圖及數(shù)據(jù)采集—編制引導(dǎo)文件及數(shù)據(jù)通訊—編碼引導(dǎo)—編碼轉(zhuǎn)換—圖形生成—圖形輸出。采用此種作業(yè)模式的優(yōu)點在于測得數(shù)據(jù)精度較高，人員分工明確。當(dāng)前工程測量中常見的應(yīng)用內(nèi)外業(yè)一體化的成圖軟件有：武漢瑞得公司的RDMS,及南方測繪的CASKS，地質(zhì)大學(xué)的MapGIS等。

圖1 內(nèi)外一體化作業(yè)模式
電子平板的作業(yè)模式如圖2所示，它所采用的儀器為電子平板及全站儀，在現(xiàn)場測得數(shù)據(jù)后，直接輸入電子平板進行繪圖，并根據(jù)現(xiàn)場地形進行修改，最后由繪圖儀打印出圖形，它的優(yōu)點是均為外作業(yè)，利用電子平板實現(xiàn)了數(shù)據(jù)收集處理及編輯的同步進行，同時對圖形的修改是在現(xiàn)場操作，因此得出的圖形可靠性較高。當(dāng)前常見的電子平板成圖軟件有EPSW及EPDA測圖系統(tǒng)。

圖2 電子平板作業(yè)模式
2 全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）在工程測量中的應(yīng)用
早在上個世紀(jì)八十年代，全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）已經(jīng)被應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航及定位系統(tǒng)，隨著廣域差分及波相位差技術(shù)的發(fā)展及成熟，使得GPS逐漸被應(yīng)用于建設(shè)規(guī)劃及工程測量當(dāng)中，與以往的測角，測距，測水準(zhǔn)方法相比，GPS方法操作簡便，用時較少，測量結(jié)果精確，且在工程測量中可進行實時監(jiān)控，隨著GPS接收機的不斷完善，GPS定位技術(shù)已被應(yīng)用于各種鐵路、公路、橋梁、隧道等工程測量中，一些建筑工程的地面沉降，大壩及建筑物變形等等，均可采用靜態(tài)GPS定位技術(shù)進行監(jiān)測。GPS-RTK技術(shù)是建立在GPS基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的新的測量技術(shù)，它可以實時準(zhǔn)確的對坐標(biāo)網(wǎng)內(nèi)任一點實行三維定位，其誤差僅為幾厘米。GPS-RTK的工作原理是通過在基站對四個GPS衛(wèi)星進行觀測，求出它們的偽距：偽距＝基準(zhǔn)站至衛(wèi)星的距離+數(shù)據(jù)傳播的偏差距離+其它。其中，數(shù)據(jù)傳播的偏差距離為基準(zhǔn)站的時鐘偏差減去衛(wèi)星的星歷誤差再乘以光速，其它的距離為電離層及對流層等所造成的偏差路徑。衛(wèi)星及基準(zhǔn)站的位置是可測得的，考慮到基準(zhǔn)站的載波相位數(shù)據(jù)傳送的相位與GPS測得的相位對比，在流動站上將二者進行差分即可求得衛(wèi)星至基準(zhǔn)站的真實距離及流動站的接收到的偽距修正系數(shù)，將流動站的偽距乘以系數(shù)即得得到流動站與衛(wèi)星的真實距離，即而可以對流動站的的位置進行精確定位，再利用測繪軟件生成電子地圖。在實際施工過程中，首先要做好測量準(zhǔn)備工作，對工程概況要有一個大概的了解，合理設(shè)置作業(yè)流程及儀器調(diào)度。
3 數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用
數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)是將計算機技術(shù)，攝影技術(shù)及數(shù)字處理技術(shù)結(jié)合在一起的測繪新技術(shù)，它是利用影像進行三維立體模型的重建，然后在重建模型上進行測繪，當(dāng)前工程實際中主要通過在空中拍攝數(shù)字影像，在計算機上對所得到的數(shù)字影像進行像對匹配并建立數(shù)字模型，再通過處理得到數(shù)字地圖，與以往的測量方法相比，本法制圖效率高，且可避免室外作業(yè)環(huán)境氣候的影響，降低了誤差，但是此方法初期投入成本較大，較適應(yīng)于大范圍的測區(qū)工程。在一些山區(qū)公路工程測量當(dāng)中，由于地形復(fù)雜，測量放線等工作作業(yè)困難，固此時采用影像提取技術(shù)就可以很方便的進行測量，大大降低了公路工程測量的工作難度。
4 遙感技術(shù)（RS）及3S集成技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用
遙感技術(shù)是通過控制遙感衛(wèi)星對地觀測以獲得基本地理信息的一種技術(shù)，主要應(yīng)用于城市地形圖，地籍圖等地形圖的影像及繪制，也可用于對水文地質(zhì)，資源環(huán)境，土地等專題地圖的繪制，隨著遙感數(shù)據(jù)源逐步的高清分辯率化，使得遙感技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用愈趨成熟。
3S集成技術(shù)是近年來才發(fā)展起來的一項技術(shù)，它指的是將GIS,GPS,RS三種技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮它們各自的優(yōu)點，利用GPS及RS為GIS提供區(qū)域信息及坐標(biāo)空間定位，GIS對接收到的信息數(shù)據(jù)進行綜合處理，使得出的結(jié)果可以作為科學(xué)的決策依據(jù)，為工程測量提供了一種新的觀測手段。在南水北調(diào)及西氣東輸?shù)裙こ讨�，就采用�?S集成技術(shù)，近幾年來，3S集成技術(shù)被應(yīng)用到土地研究，環(huán)境動態(tài)監(jiān)測，城市規(guī)劃等諸多領(lǐng)域。
5 結(jié)語
新測繪技術(shù)不斷涌現(xiàn)，使得工程測量作業(yè)必將趨于內(nèi)外一體，數(shù)據(jù)的獲取及處理也將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿�自動化，其發(fā)展的目的是為了進一步提高工程測量作業(yè)效率，提高測量精度，為確保工程的順利進行打下良好的基礎(chǔ)。因此，必須要提高工程測量人員的個身素質(zhì)，在條件允許的情況下采用新的科學(xué)的測繪技術(shù)，以提高測量精度，加快工程測量進度。
參考文獻
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