淺析現(xiàn)代自動化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

陳子江，姜亞飛

（1.貴州地礦基礎(chǔ)工程有限公司，貴州 貴陽 550000；2.貴州地質(zhì)工程勘察設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

在工程測量要求不斷提升的情況之下，為進一步保障工程建設(shè)質(zhì)量，促進行業(yè)更好發(fā)展，加強對于測繪技術(shù)的研究是十分有必要的。在此情況之下，現(xiàn)代自動化測繪技術(shù)得以發(fā)展，并逐漸應(yīng)用到了工程測量當(dāng)中，不僅進一步提高了工程測量的精度以及準(zhǔn)確性，而且有效提高了測量的效率，對于我國工程建設(shè)事業(yè)發(fā)展有著積極意義。

1 應(yīng)用現(xiàn)代化自動測繪技術(shù)的意義

隨著當(dāng)前我國工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展，工程項目的規(guī)模逐漸擴大，在此情況之下，工程管理所涉及的內(nèi)容也在不斷增加，對于工程測繪的要求不斷提升。工程測繪對于工程建設(shè)有著十分重要的意義和作用，不僅能夠為工程管理提供相應(yīng)數(shù)據(jù)支持，進一步保障管理工作的科學(xué)性以及合理性，還能夠為后續(xù)工程建設(shè)提供有力支持。而現(xiàn)代自動化測繪技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)的支持和幫助之下，能夠充分發(fā)揮地理信息技術(shù)、全球等位技術(shù)等多種測繪技術(shù)的作用和功能，進一步保障測繪的精確性。此外，現(xiàn)代自動化測繪技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對于工程建設(shè)全程的動態(tài)管理，不僅能夠進一步提高測繪的效率，還能夠為整個工程項目的規(guī)劃和管理提供可靠的技術(shù)支持。

2 現(xiàn)代化自動測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用策略

為保障現(xiàn)代化自動測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用效果，需要先結(jié)合實際工程測繪內(nèi)容和具體需求，建立相應(yīng)技術(shù)體系。不僅要加強對于信息技術(shù)以及測繪技術(shù)的整合應(yīng)用，同時，還需要從測繪流程、技術(shù)水平、數(shù)據(jù)的整理運用等多個方面不斷優(yōu)化測繪服務(wù)水平，進一步促進工程測量的可持續(xù)發(fā)展[1]。

該體系包括但不限于測繪基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)技術(shù)、資源共享以及測繪服務(wù)等多個部分，保障這些部分的健全性、科學(xué)性以及合理性，是促進工程測繪發(fā)展的重要策略。首先，為保障測繪的準(zhǔn)確性以及科學(xué)性，要先結(jié)合實際工程測量的需求明確測繪的基準(zhǔn)，在實際構(gòu)建的過程中，需要充分考慮到數(shù)據(jù)信息采集的效率和精確程度，并借助計算機以及相關(guān)技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)測繪基準(zhǔn)體系。其次，數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)性是保障整個測繪工作質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，因此在實際構(gòu)建該體系的過程中，需要充分考慮到數(shù)據(jù)的有效性以及實用性，確保數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定能夠滿足當(dāng)前工程測繪的要求。再次，生產(chǎn)技術(shù)是自動測繪技術(shù)應(yīng)用效果和質(zhì)量效率的重要決定因素，生產(chǎn)技術(shù)是在數(shù)據(jù)信息采集和處理的前提下，結(jié)合現(xiàn)代生產(chǎn)流程和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，對現(xiàn)有生產(chǎn)軟件的優(yōu)化、調(diào)整和升級，并建立新平臺的過程。最后，數(shù)據(jù)是測繪工作的結(jié)果，也是后續(xù)工程建設(shè)過程中開展相關(guān)工作的重要依據(jù)，因此進一步確保數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化是十分重要的。

在工程測量中，通過建立自動化測繪技術(shù)體系，不僅能夠健全和完善技術(shù)服務(wù)水平和能力，而且還會提高現(xiàn)代化自動測繪技術(shù)的應(yīng)用效果，進一步提升工程測繪的信息化水平，對于保障工程測繪質(zhì)量，促進工程測繪的發(fā)展有著積極意義。

3 工程測量中應(yīng)用的現(xiàn)代自動化測繪技術(shù)

3.1 全站式測繪自動化技術(shù)

全站式測繪自動化技術(shù)是當(dāng)前工程測量過程中常用的一種測繪技術(shù)，主要通過全站儀等相關(guān)設(shè)備和計算機技術(shù)的綜合應(yīng)用實現(xiàn)自動化測量。目前全站式測繪自動化技術(shù)已經(jīng)在工程測量當(dāng)中得到了十分廣泛地應(yīng)用，并取得了較好的成績，而且該技術(shù)的開發(fā)潛力和應(yīng)用前景巨大。實際應(yīng)用該技術(shù)的過程中，為進一步提升測量的準(zhǔn)確性，需要將光電測量、精密儀器設(shè)備以及其他技術(shù)進行綜合考慮和合理應(yīng)用，確保該技術(shù)的應(yīng)用效果得到充分發(fā)揮。此外，通過對距離、角度等基本參數(shù)的考量能夠更好地發(fā)揮測量技術(shù)的靈活性，借助儲存卡等存儲設(shè)備也能夠提高測繪設(shè)備的存儲能力等。

全站儀的合理應(yīng)用不僅能夠滿足工程測繪需求，還能夠有效擴大覆蓋面，在與相關(guān)計算機技術(shù)的融合應(yīng)用之下，能夠有效提高數(shù)據(jù)的采集整理效率，進一步強化工程測量數(shù)據(jù)庫的功能性，不僅能夠提高測繪數(shù)據(jù)以及相關(guān)資源的利用率，而且龐大的數(shù)據(jù)資源還能夠為工程測量以及后續(xù)工程管理工作提供強大的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持，進一步提高工程測量的效率、準(zhǔn)確性以及可靠性。

3.2 慣性測繪自動化技術(shù)

在實際進行工程測量的過程中，不可避免地需要應(yīng)用地理信息技術(shù)、全球定位技術(shù)以及遙感技術(shù)等基礎(chǔ)性測繪技術(shù)和系統(tǒng)，而慣性測繪自動化技術(shù)則是一種借助定位導(dǎo)航系統(tǒng)進行測繪工作的技術(shù)，是更加全面、靈活的一種現(xiàn)代新型測繪技術(shù)，能夠進一步保障測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性以及可靠性。在實際應(yīng)用該技術(shù)的過程中，還需要借助平臺式和捷聯(lián)式系統(tǒng)，進一步擴大雷達慣性測繪自動化技術(shù)的測量范圍，同時還能夠提高測量精度和控制點的科學(xué)性，充分發(fā)揮出慣性測繪技術(shù)的優(yōu)勢。此外，GPS和慣性測繪技術(shù)的良好融合，還能夠在原有技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將測量結(jié)果以三維化形式呈現(xiàn)出來，對于現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展有著積極意義。

3.3 三維激光掃描技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)的原理實際上就是激光測距，通過對被測物體表面大量密集的點的坐標(biāo)、紋理等相關(guān)信息的記錄和反饋，并以此為依據(jù)建立被測物體的三維模型。三維激光掃描技術(shù)有著便捷、快速、準(zhǔn)確而且低成本的特點，因此在當(dāng)前工程測量當(dāng)中得到了十分廣泛地應(yīng)用。三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用主要是通過三維激光掃描系統(tǒng)實現(xiàn)的。在實際應(yīng)用過程中，該系統(tǒng)是以三維激光掃描儀的中心作為坐標(biāo)原點對目標(biāo)點的三維坐標(biāo)進行測算，并將這些測量點的三維坐標(biāo)集合在一起，形成目標(biāo)體的面陣列點云數(shù)據(jù)。三維激光掃描測量原理如圖1所示。其中每個目標(biāo)的坐標(biāo)點可以表示成極坐標(biāo)或者笛卡兒坐標(biāo)，二者之間的轉(zhuǎn)換公式為：

圖1 三維激光掃描原理

三維激光掃描系統(tǒng)的整個工作包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理以及三維建模三個流程。數(shù)據(jù)獲取就是將三維激光掃描儀設(shè)置在確定好的測量點上，然后借助軟件系統(tǒng)控制三維激光掃描儀對待測目標(biāo)進行掃描測量并獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)處理包括兩個步驟，第一，數(shù)據(jù)的預(yù)處理，在系統(tǒng)獲取相關(guān)三維坐標(biāo)以及信息之后，需要對獲取的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，將其中的粗差點刪除，為保障構(gòu)建的三維模型準(zhǔn)確可靠，需要對獲得的影像數(shù)據(jù)進行幾何糾正；第二，數(shù)據(jù)拼接配準(zhǔn)，在經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)處理之后，需要對所獲得的點云數(shù)據(jù)進行拼接和組合處理，以此獲得完整的數(shù)據(jù)文件，其主要原理就是通過參照點以及目標(biāo)點之間的高高對比，將點云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)之間進行匹配，并將所有數(shù)據(jù)用同一坐標(biāo)系進行表示。最后是三維建模環(huán)節(jié)，軟件系統(tǒng)根據(jù)所處理過的點云數(shù)據(jù)庫建立目標(biāo)物體的三維模型，并對模型的鑲嵌等細(xì)節(jié)進行處理和優(yōu)化，然后根據(jù)工程測量的需求以不同形式進行數(shù)據(jù)輸出進而應(yīng)用于工程建設(shè)當(dāng)中[2]。

3.4 空間信息技術(shù)

空間信息技術(shù)是一種融合了GPS、RSV、GIW三種技術(shù)的自動化測繪技術(shù)，借助空間信息技術(shù)，能夠進一步滿足工程測繪過程中的不同需求，有效提高了現(xiàn)代自動化測繪水平。GIS技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠進一步提高定位的精準(zhǔn)程度，確保空間信息技術(shù)的應(yīng)用效果，由于GIS技術(shù)對于空間、時間以及現(xiàn)場天氣情況等方面沒有過多的要求，有效保障了該技術(shù)的便捷性。此外，在實際應(yīng)用空間信息技術(shù)的過程中，還可以結(jié)合遙感技術(shù)，進一步提高相關(guān)數(shù)據(jù)信息的傳輸質(zhì)量和效率，提高數(shù)據(jù)測量的精準(zhǔn)程度以及可靠性。在多種信息技術(shù)的融合應(yīng)用之下，不僅能夠有效保障數(shù)據(jù)處理的精度，而且還會進一步提高數(shù)據(jù)處理效率。

除此之外，基于工程項目規(guī)模較大、現(xiàn)場環(huán)境情況復(fù)雜等特點，在使用空間信息技術(shù)的過程中，深入融合和應(yīng)用GIS和GPS技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對于工程建設(shè)過程的實時動態(tài)監(jiān)測，滿足不同工程測量的實際需求。而且基于該技術(shù)直觀、實時的特點，進一步加強了相關(guān)管理人員對于工程現(xiàn)場的了解，有助于后續(xù)工程組織管理工作開展的科學(xué)性。在結(jié)合GPS測量準(zhǔn)確誤差表（如表1所示），經(jīng)過多次對測量所收集到的數(shù)據(jù)的分析，通過對GIS技術(shù)運算和建模功能的綜合應(yīng)用之下，對所獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行整合處理，有效提升數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，進一步保障了工程測量質(zhì)量。

表1 GPS測量準(zhǔn)確誤差表

3.5 無人機傾斜攝影測量技術(shù)

無人機傾斜攝影測量技術(shù)是一種基于無人飛行平臺的GPS/IMU系統(tǒng)，該測量技術(shù)能夠獲得較為準(zhǔn)確的工程數(shù)據(jù)信息，基于該技術(shù)自身的特點，常使用于工程竣工測量當(dāng)中，對工程整體進行測量。該技術(shù)包括數(shù)據(jù)處理軟件、數(shù)字正攝影像以及三維模型攝影測量技術(shù)。該技術(shù)的主要優(yōu)勢在于操作簡便、運行時間較短、影響清晰度高、成本低，而且對空間和天氣沒有過多要求[3]。整個測量技術(shù)系統(tǒng)包括無人機飛行平臺、數(shù)碼相機、導(dǎo)航控制系統(tǒng)、地面站以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)五個部分。整個無人機傾斜攝影測量技術(shù)包括外業(yè)采集以及內(nèi)業(yè)處理兩個部分，測量作業(yè)流程如圖2所示。

圖2 無人機傾斜攝影測量技術(shù)作業(yè)流程

4 結(jié)語

綜上所述，在工程測量中實際應(yīng)用現(xiàn)代自動化測繪技術(shù)的過程中，不僅要做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作，確保信息化體系建設(shè)完善，明確相應(yīng)測繪基準(zhǔn)等，還需要科學(xué)合理的應(yīng)用測繪技術(shù)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代自動化測繪技術(shù)種類繁多，不僅包括全站式測繪、慣性測繪還包括三維技術(shù)、空間信息技術(shù)等等。相信隨著現(xiàn)代自動化測繪技術(shù)的深入應(yīng)用，我國工程測量水平將會得到進一步提升。