對地形測量與測繪技術的發展與應用的探討

張 爍

（河北省地質調查院，河北 石家莊 050000）

信息技術在為大眾生活帶來便利的同時，也為地形測量測繪工作帶來了新的發展模式，傳統的測量測繪方式對測量人員的技術水平和測量設備要求極高，一旦測量測繪出現誤差就會影響整體的建設結果。然而運用信息技術進行測量測繪工作不僅能夠切實保證測量測繪數據的精準性，還能夠節省人力物力，從地形測量、施工測量、竣工測量、控制測量和變形監控多個角度進行測量測繪工作，提高了測量結果的科學性和精確性。

1 地形測量與測繪技術的應用

隨著信息技術的發展，現代化的測量測繪技術得到飛速發展，地形測量與測繪技術日趨成熟和完善，其測量思想主要是在現有技術的基礎上，融入了信息技術，使測量結果標準化，測量過程自動化、信息化發展。地形測量與曾會技術本質就是對地形或地勢等地質條件進行測量和分析的一種技術，主要用于城市規劃和土地分配等方面，提供各種標準比例的測量圖，為建設工作提供指導。在原本測量測繪技術體系中，受到施工人員技術水平和設備水平等因素的影響，導致應用程度不徹底，無法發揮出測量測繪技術的全部價值和作用。隨著時代的進步，這種產生于數十年前的技術已經不能夠滿足現階段的生產建設需求，因此測量測繪技術逐漸朝著信息化方向發展，逐漸取代了傳統的測量測繪技術。隨著傳統測量測繪方式淡出歷史舞臺，新型技術和設備的需求不斷加大，3S 技術得到了飛速發展。目前我國普及程度比較大的測量測繪技術是3S 技術，即衛星定位導航技術GPS、地理信息系統GIS 和遙感技術RS，三種技術各有千秋，巧妙地將地形數據的采集，評測和傳輸通過信息技術進行融合，基本滿足現階段的測量測繪需求，在很大程度上促進了地形測量測繪技術的發展[1]。

1.1 GPS衛星定位導航技術

衛星定位導航技術（GPS，Global Positioning System）即全球定位系統，該技術的研發始于20 世紀70 年代的美國，歷時20 余年，建立出完善的測量測繪標準。利用衛星，實現對海、陸、空的三維定位于導航，是現階段應用最為廣泛的地形測量測繪技術。目前我國GPS 領域最高成就當屬北斗定位導航系統，GPS技術擁有極高的抗干擾能力，在測量測繪工作中能夠在最大程度上減少外界因素的干擾。使用GPS 技術對地形進行測量測繪時，能夠對測量結果和數據進行實時的記錄和上傳，精準的進行全地形測量，因此GPS 技術受到業內人員的廣泛追捧，也為我國地形測量測繪工作作出了一定的貢獻。

1.2 GIS 地理信息系統

地 理 信 息 系 統（GIS，Geographic Information System 或 Geo-Information system）起源于20 世紀90 年代初，是一項應用數據庫技術和計算機圖形功能來處理地形數據的計算機系統。他的優勢在于能夠通過不同顏色和形狀表示出不同的地質和地貌，為地形測量與測繪技術提供數據源參考，并利用數據庫將測量測繪技術進行存儲，極大程度上推動了測量測繪工作的信息化水平。此外隨著信息技術的不斷創新和完善，GIS 技術中也融入了職能系統和集成系統等先進的信息技術，使GIS 技術成為地形測量與測繪中不可或缺的一部分。

1.3 RS 遙感技術

遙感技術（RS，Remote Sensing）出現于20 世紀60 年代，其主要是利用衛星技術，實現對地形狀況的實時監控，使測量測繪人員精準掌控地形地勢的動態變化，并根據測量工作的實際需求，繪制出動態圖紙，減少工作人員因地形不熟悉需進行的額外工作，提高測量測繪工作的效率。除此之外，遙感技術還能夠將根據工作需要，將地形圖像裁剪為波段不相同的圖像，節省人力物力的支出。在測量測繪工作中信息技術的應用還能夠建立出信息交互的平臺，收錄測量結果數據，在計算機上呈現出動態的數據結果，同時對開展過測量工作的地區地形進行記錄，作為后續工作的參考和依據。數據和工作經驗交流的過程也是工作能力提升的過程，有利于推動我國地形測量與測繪行業的健康發展。

3S 技術的協同應用中，三者各自發揮其優勢作用，其工作流程大致如下：遙感技術為地理信息系統的信息源，地理信息系統為遙感技術提供技術手段支出，主要包括圖形處理和數據處理。地理信息系統為實現對地形狀況的實時監控，需衛星地位導航技術為其提供補測和補繪手段。綜上所述，三種技術的結合使用能夠為地形測量與測繪工作提供精準的數據和圖形參考，提高監測的科學性和準確性[2]。

2 地形測量測繪技術的發展趨勢

隨著計算機技術的發展，地形測量測繪系統逐漸朝著自動化、智能化和數字化發展，測量測繪技術在3G 技術的基礎上，逐漸融入了集成技術和軟件技術，三維可視技術和人工智能技術的發展和應用也在很大程度上推動了地形測繪技術的先進性發展，使測量測繪數據的精準性得到了根本保障。現階段的3G技術中雖能完全滿足通信的需求，但在地形測量預測繪方面，3G 技術還存在一些弊端。3G 技術的三大運營商是移動聯動和電信，其通話通能中利用時分同步碼分多址和寬帶碼分多址進行數據的傳輸，在長期的實用過程中已經形成較為完善的運行體系。但3G 技術的圖像傳輸能力還不夠完善，但現階段還沒有一項技術能夠完全取代3G 技術的傳輸功能和地位，因此工作人員在實際的應用中，還需不斷地創新和優化，在原有的基礎上，提高其圖像傳輸能力，進一步推廣3G 技術在地形測量與測繪領域的應用范圍。GPS、GIS 和RS 技術在應用的過程中，還衍生出了一種新型的技術，即全球數字攝影測量系統，該技術能夠實現對地形狀況的實時監控，因此廣泛受到測量人員的青睞[3]。

地形測量與測繪相關軟件與數據庫技術的創新和優化切實保障了測量數據的安全性和精準性。信息數據庫的建立實現了數據的共享，為查詢工作提供了便捷，緊跟時代發展的步伐，對測量數據和地形情況進行動態管理。測量軟件的應用能夠在很大程度上減少測量測繪工作中，人力物力資源的支出，減少不必要的工作流程，推動監測工作的便捷化、規范化發展。

隨著計算機應用技術的發展，人工智能逐漸登上了歷史舞臺，人工職能能夠基本取代測量測繪過程中的人員工作。此外專家系統測繪技術的應用程度也不斷加大，利用計算機模擬專家的思維和意識，為地形測量測繪工作提供專業性指導，提高了工作的科學性和依據性，推動地形測量測繪技術的智能化、自動化發展[4]。

數字攝影測量系統（DPS）和專家系統技術（ES）與上述的衛星定位導航技術、地理信息系統和遙感技術組成了新型的5S技術體系，實現對測量測繪過程的全程監控，使工作流程規范化發展，增加了數據處理過程的科學性。對地形狀況進行實時監控，并加以科學的推斷。上述技術的協同發展，使地形測量測繪工作的開展有理可依有據可循。

3 地形測量預測繪技術的應用價值

3.1 增加數據的準確性

傳統的測量測繪工作中，主要是以人工操作方式為主，即便應用專業化的設備，其精準性和數據的精確度也很難得到保障，測量數據的誤差，會對后續工作造成很大程度的影響，嚴重降低測量的工作效率。除此之外，這種測量模式極易受到不穩定因素的影響，例如惡劣天氣或員工自身狀況等不確定因素。因此需使用現代化信息技術進行測量，利用信息技術構建出監測網絡，此網絡一旦形成，穩定性極高。基本不會受到天氣等外部因素的影響，不僅減少了測量工作的人力資源投入，還能夠切實保障數據的穩定性和安全性[5]。

3.2 簡化工作流程

現代化技術的應用，使得地形測量測繪工作流程越來越完善，也在很大程度上簡化了工作流程。地形測量的工作人員只需在室內操作電腦軟件即可完成對數據的采集和記錄，也降低了測量人員因外出測量發生安全事故的可能性。與此同時，測量數據通過計算機直接錄入進數據庫，后續的數據計算和分析等工作都由計算機自動進行，并將精確的結果呈現在工作人員面前，現階段應用計算機技術，極大程度上緩解了工作壓力，提高監測工作的效率。

3.3 提高測量測繪工作的安全性

地形測量與測繪工作的開展，受到地形地貌因素的影響，監測人員的人身安全會受到威脅。因此可以應用信息技術在難易測量的地區設立自動化監測站，利用衛星技術，實現站點與工作人員之間的數據交互，實時的將當地數據信息和氣候情況信息返回到計算機終端上。測量人員不需要外出測量，只需在室內對結果數據進行核對即可，有效的提高了測量工作的安全系數，使測量人員的人身安全得到切實保障[6]。

4 測量方式的創新和優化

4.1 測量平面坐標的設置

為了形成統一的測量標準，保證后續測繪工作的順利開展，完善的測量平臺坐標系是非常重要的。坐標系是測量工作開展的基礎和前提，因此需科學合理的進行坐標系的制定，嚴格遵循我國現行的多個三角控制點。其次在進行測繪工作時，其范圍中經常會有不確定測繪點的存在，因此在坐標系制定時，還需嚴謹的確定其起始方位角度，這個方向一般為地球正磁北。

4.2 數據采集方式

在進行地形數據的采集時，需選擇視野開闊，交通便利的地方，自動化勘察站點的選址也要遵循這個原理。并利用GPS 技術和互聯網技術，建立站點之間的聯系，切實保證所設勘測站點精準覆蓋所監測地區。此外建立勘測站點之間的聯系還便于數據信息的采集，便于相似站點之間的數據對比。除此之外，還能夠讓工作人員第一時間發現站點的故障情況，一旦整個監測網絡中的某一環節或某一監測基站出現問題，計算機系統能夠在第一時間發出預警，對故障發生地和故障原因進行精確的定位。然后再由專業的維修人員進行檢修處理，切實保障了數據信息采集的時效性，為地形測量與測繪工作的發展提供信息化技術保障。在對地形進行測繪時，經常會受到建筑物和地形的影響，因此在測量的過程中，需確定多個點位作為參考標準，一般情況下以三個為最佳，這種方式能夠實現對現場地形的精確再現。其次測量設備的距離不應過遠，把誤差控制在最小。若是對獨點地物進行測量，則只需要一個點的數據就可以滿足需求[7]。

5 結論

綜上所述，信息化技術的多樣化發展給地形測量測繪工作帶來了新的機遇，它完全打破了傳統的測量模式，完美的在測量中融入了自動化、智能化的技術和設備，實現了測量測繪模式的改革。突破了現有測量技術的靜態限制，實現了數據和測量信息的動態獲取，為工程建設提供了重要參考依據。3S 技術作為地形測量測繪技術的核心部分，應用程度將會越來越高，推動自動化智能化的測量測繪技術快速發展。