淺析現(xiàn)代信息測繪新技術在工程測量中的應用改造

萬德祥

（開縣規(guī)劃信息服務中心　重慶　開縣　405400）

淺析現(xiàn)代信息測繪新技術在工程測量中的應用改造

萬德祥

（開縣規(guī)劃信息服務中心重慶開縣405400）

隨著科學技術進步，現(xiàn)代信息測繪技術得到了迅速發(fā)展，在工程建設中，準確的工程測量資料對于工程建設來說是至關重要的參考依據(jù)。現(xiàn)代信息測繪新技術的發(fā)展與應用，有效提高了工程測量精確度，本文就此進行了簡要探討，以供參考。

信息測繪技術；工程測量；應用

引言

從我國已有的測繪技術一般分成三種不同類型，即數(shù)字化技術、GIS技術和GPS技術。在實際的應用中，這三種技術在合作應用的同時，又各自在自己的領域中發(fā)揮著優(yōu)勢作用，且每一種技術都應該進行有效的改進。在實際的測量工作中，相關的工作人員除了充分應用這些技術以外，還要不斷提升并完善技術水平。

1　工程測量概述

城市建設中的交通、水利、礦山、海洋建筑的建設施工，大型精密設備的安裝工程等的施工過程中，都離不開工程測量。工程測量是工程建設中所有測繪工作的統(tǒng)稱，是一個寬泛的概念，包括控制測量、地形測量、規(guī)劃測量、市政工程測量等11個專業(yè)子項。它直接服務于各項建設項目的勘測、設計、施工、安裝、竣工、監(jiān)測以及營運管理等一系列工程的各個階段。

工程測量穿插于工程建設項目的始終，從最開始的規(guī)劃、項目論證、方案設計階段就開始發(fā)揮作用。它主要是對建設項目的所在地的地形、地貌以及一些地理信息數(shù)據(jù)進行觀測考量，繪制有關測量圖，為建設項目決策提供經(jīng)濟技術方面支撐，確保前期準備工作的妥善完成。此外在建設項目實施階段，測量的工作內容是對所設計的建筑現(xiàn)場具體位置進行標定，指導工程建設施工，這是一個連續(xù)、反復的測量過程。其作用是一方面是指導工程建設施工，另一方面是檢測工程建設施工與設計是否一至，包括檢測變形大小是否滿足設計要求。另外在施工階段之后的管理階段，工程測量的測量內容主要是在工程建筑物運營期間，為了監(jiān)視其安全和鑒定情況，了解其設計是否合理、對建筑物出現(xiàn)沉陷、傾斜等情況進行檢測，并及時反饋測量數(shù)據(jù)以便進行建筑物安全論證和設計方法的科學技術研究等。

2　工程測量中現(xiàn)代信息測繪新技術分類

2.1全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，又稱GPS系統(tǒng)，是將衛(wèi)星的測時、測距功能，與通信技術結合起來，起到定位、導航等多種功能。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有抗干擾能力強、保密性能好、測量精度高、反應時間短、功能多、操作簡便等優(yōu)點。

而隨著GPS的不斷改進、發(fā)展和完善，出現(xiàn)了一種功能更為強大的測繪技術，那就是實時動態(tài)技術，又稱為RTK。實時動態(tài)技術的優(yōu)點在于，在沒有設置各級控制點，只擁有一部分基準控制點的情況，就可以利用繪圖軟件一次性采集測量數(shù)據(jù)。這一優(yōu)點對難以進行控制點測量的野外施工和需要快速完成測繪的工程來說非常需要，所以實時動態(tài)技術經(jīng)常被使用于各種地形測繪、規(guī)劃放線、施工放樣之中。網(wǎng)絡RTK是常規(guī)RTK和差分GPS基礎上建立的一種新技術，通過建立多個高級GPS參考站，對區(qū)域構成網(wǎng)絡覆蓋，通過不間斷廣播修正數(shù)據(jù)，為合法GPS用戶提供實時數(shù)據(jù)定位方式，又稱為多基準站RTK。一般流動站與數(shù)據(jù)處理中心采用移動GSM進行用戶認證和數(shù)據(jù)交換。

2.2地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)，又稱GIS，是在計算機軟件、硬件系統(tǒng)支持下，對測繪地理空間有關地理分布數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)采集、儲存、管理、運算、分析、顯示、描述的空間信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)正在不斷地開發(fā)和發(fā)展，未來的地理信息系統(tǒng)將朝著標準化、多維化、集成化、智能化不斷前進，而且隨著網(wǎng)絡的不斷進步，地理信息系統(tǒng)將會以網(wǎng)絡為媒介更多的應用于社會的各個方面。

2.3遙感技術

遙感，又稱為RS，是指不直接接觸物體，遠距離感知物體的反射或自身輻射的電磁波，經(jīng)過信息傳輸、加工處理、分析解譯來識別物體或現(xiàn)象的屬性及其空間分布特征和變化規(guī)律的技術。按傳感器工作分式分為主動遙感和被動遙感。遙感RS技術的優(yōu)勢主要在于受地面限制少，速度快，周期短，范圍大。遙感技術在耕地保護，規(guī)劃建設等方面起到較大作用。在工程測量方面，對于中小比例尺的地形圖數(shù)據(jù)，可以有效實時獲取，對城市基本地形圖、地籍圖等方面的工程測量都有較大的幫助。

2.4“3S”技術

通常所說的3S技術，即是將全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和遙感這三種測繪技術與數(shù)字地球技術結合（見圖1），形成的集成綜合技術。“3S”技術主要是通過對以上三種方法科學、合理的綜合使用，來獲取相應的需求的信息和資料，完成測繪工作。相對于傳統(tǒng)的測繪技術，“3S”技術具有更加直觀、生動的特性，由于同時結合了社會生產(chǎn)發(fā)展實際，因而能夠快速更新，以適應當下社會的使用要求。

圖1　“3S”技術

2.5數(shù)字攝影測量技術

此項技術就是運用數(shù)字影像和攝影測量基本原理，利用攝影設備和攝影軟件，對需要測繪的地形等進行圖像采集，通常會被使用于各類測繪技術中作為輔助，其硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成如圖2～3所示。利用數(shù)字攝影測量技術得到的圖像可以快速地生成三維模型，并且精度高、可以應用于實際測量，所以這一技術已經(jīng)廣泛的應用于水利水電、地質、水文、城建等各項領域之中。

圖2　數(shù)字攝影測量硬件系統(tǒng)組成

圖3　數(shù)字攝影測量軟件系統(tǒng)組成

3　信息化測繪技術在工程測量中的應用

信息化測繪技術主要就是在數(shù)字化測量技術的發(fā)展中創(chuàng)新的。隨著當前網(wǎng)絡環(huán)境的發(fā)展進步，其能夠在一定程度上加強地理信息的顯示，有效實現(xiàn)測繪方式的進一步發(fā)展。

3.1GPS技術的應用

測繪工程中必不可少的測距、測角等基本程序的測量方法，已經(jīng)逐步地由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)所代替。在傳統(tǒng)的測量工程中，通常會使用經(jīng)緯儀、水準儀、全站儀等測繪工具來進行測量，氣溫、濕度等環(huán)境因素對測量精度的影響非常大，而利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)就可以克服天氣環(huán)境的困難，保證測量的精度。而且，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的測繪效率非常高。

GPS技術在工程測量中的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①利用GPS進行控制測量，通過GPS靜態(tài)觀測，平差計算得到各等級控制點坐標，與傳統(tǒng)測量相比，節(jié)約大量人力物力；②實時動態(tài)樁位放樣中運用GPS技術，可以將樁位誤差精確度控制到厘米；③通過利用GPS測量，可以縮短野外作業(yè)的時間，擺正施工平臺的鋼管樁放樣；④GPS偏心檢查，GPS技術可以在精確測量工程樁位分布的基礎上進行一物兩用，進行樁位的偏心檢查，使工程測量的管理效率得到提高；⑤GPS還可以和傳統(tǒng)的測繪儀器相結合，達到高效的配合，完成不同區(qū)域和環(huán)境的測量工作。

3.2GIS技術的應用

GIS技術是集多種技術為一體，主要包括：計算機技術、空間和信息技術等。然而從當前的實際情況來看，這些技術已經(jīng)被應用于不同的領域中，并且有效地發(fā)揮著自身的作用。

GIS技術在不同的領域應用當中，不但能夠為其所服務的對象提供有效的平臺，還能夠為地理空間信息的正確顯示提供有效的工具和方法。這種技術最大的特點就是不但能夠對地理數(shù)據(jù)進行有效的采集以及存儲、分析，也能夠利用三維的可視化方式將測繪結果在計算機當中顯示。相關人員對于所顯示的數(shù)據(jù)進行分析，這樣就能夠產(chǎn)生相應的預防信息，以此有效的實現(xiàn)為工程測量提供準確的決策。

在實際的應用中，主要就是利用已有的數(shù)據(jù)庫，進行內外一體化的測繪，同時，能夠有效的實現(xiàn)對矢量和全數(shù)字化攝影測量進行掃描，為其提供準確的空間信息，以此實現(xiàn)工程管理的信息化以及標準和科學化。

3.3遙感技術的應用

在當前測繪技術的實際應用中，對于遙感技術來講，其具有大面積以及同步進行的觀測優(yōu)勢，并且也有非常高的經(jīng)濟性和時效性。遙感技術可以利用多分辨率遙感衛(wèi)星以及多光譜航空攝影對所需要的領域進行測量，同時應用遙感影像對地形圖進行獲取，按照地理地形圖加強對所要測量區(qū)域的有效研究，以此來實現(xiàn)對地理信息的有效獲取，從而能夠有效的為工程測量的區(qū)域提供一定的服務。

3.43S集成技術的應用

3S集成技術將RS（遙感系統(tǒng)）、GPS（全球定位系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）融為一體，為工程測量技術提供的新的思路與方法，使用3S集成技術可以使得所需測量的數(shù)據(jù)進行動態(tài)的更新以及快速的獲取，告別了傳統(tǒng)的測量方法的復雜性與低效性，它的簡便性與高效性也有利的保障了在工程測量中的資源使用，更加節(jié)能。

3S集成技術目前也已經(jīng)廣泛地應用在我國的工程建設當中，最典型的案例當屬三峽水利工程的建設項目。①使用遙感系統(tǒng)進行高空俯瞰的整體地形地勢的測繪；②使用全球定位系統(tǒng)進行地理信息的準確鎖定；③使用地理信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的分析以及決策。三者有效地結合為工程的建設的數(shù)據(jù)作出了強有力的保障，雖然我國的3S集成技術還處于新興起步應用階段，但隨著科學技術的發(fā)展和社會發(fā)展的需要，3S集成技術將會更廣泛地在各行各業(yè)中發(fā)揮著重要作用。

3.5數(shù)字攝影測量技術的應用

數(shù)字攝影技術可以運用于全要素數(shù)字地形圖、數(shù)字正射影像圖和數(shù)字高程模型以及城市或景觀真實三維仿真系統(tǒng)等。它具有精度均勻、自動化程度成果高、成果輸出多樣化特點，從而減輕勞動強度、提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期。隨著數(shù)字攝影測量技術快速發(fā)展，無人機的廣泛運用，通過快速獲取區(qū)域影像，制作大比例尺地形圖，將為數(shù)字城市建設和維護提供服務保障。

信息化測繪主要就是為了能夠實現(xiàn)地理信息而服務的，這些特點主要包括：實現(xiàn)信息獲取的及時性，在對靜態(tài)數(shù)據(jù)的獲取當中，有效將其轉換為進行動態(tài)監(jiān)測和實時記錄；對于信息化交互網(wǎng)絡，主要就是信息的傳輸和信息的交互在網(wǎng)絡支撐當中，加強對地理信息綜合服務的實時記錄，需要加強對互聯(lián)網(wǎng)以及局域網(wǎng)的有效應用，利用這種方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和信息交互。

4　結語

現(xiàn)代測繪技術逐漸向著數(shù)字化和自動化方向發(fā)展，而信息化測繪技術主要就是為了能夠實現(xiàn)地理信息而服務的。在工程測量過程中，存在成圖標準問題、圖形數(shù)據(jù)結構與GIS接口問題等，都需要工作在一線的測量人員在實踐中進行摸索，不斷改進測繪技術，從而推動工程測量事業(yè)的發(fā)展。

[1]鄭培.地籍測量與現(xiàn)代測繪新技術的精度控制[J].硅谷，2013：20～21.

[2]高衛(wèi)新.現(xiàn)代測繪技術的發(fā)展與新技術對測繪的影響[J].電腦知識與技術，2014：8.

[3]張靜.淺析現(xiàn)代測繪新技術在礦山測量中的應用[J].科技與企業(yè)，2012：246.

TB22

A

1673-0038（2015）43-0180-02

2015-9-25

萬德祥（1974-），男，中級工程師，大學專科，主要從事規(guī)劃信息服務、測繪工作。