測繪新技術(shù)在測繪工程中應(yīng)用的常見問題及對策

李秋 王人杰

通用技術(shù)集團(tuán)工程設(shè)計有限公司 山東 濟(jì)南 250031

工程測量在當(dāng)前社會各項行業(yè)中都有著一定的應(yīng)用，其對于社會快速發(fā)展發(fā)揮著重要作用。在工程建設(shè)領(lǐng)域，工程測量屬于非常重要的一個部分，工程測量精度是影響項目質(zhì)量的主要因素之一，因此推動工程測量高精度發(fā)展是測繪工程發(fā)展的重點目標(biāo)之一[1]。當(dāng)前的測繪新技術(shù)主要以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主，通過衛(wèi)星和基站進(jìn)行信息傳遞，獲取測繪目標(biāo)所在位置，這種測繪方法相對于傳統(tǒng)測繪方法精度等級得到了提升，但是受到環(huán)境因素影響較大。

1 測繪工程

工程建設(shè)行業(yè)對于地理信息的精度要求較高，過大的數(shù)據(jù)誤差會導(dǎo)致施工作業(yè)受到影響，嚴(yán)重時影響施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。在工程行業(yè)發(fā)展更為苛刻的需求下，測繪技術(shù)也實現(xiàn)了重大突破[2]，一些傳統(tǒng)的軍用定位技術(shù)逐步應(yīng)用于民用領(lǐng)域，這為測繪技術(shù)革新打下了良好的基礎(chǔ)。在測繪工程中，獲得目標(biāo)位置的精確數(shù)值非常重要，衛(wèi)星定位方法在時差方面存在缺陷，而傳統(tǒng)的測繪方法操作繁瑣，數(shù)據(jù)精度較低，所以需要更多新的、精度更高的測繪技術(shù)進(jìn)行工程測量。

2 測繪新技術(shù)

測繪新技術(shù)是基于傳統(tǒng)測繪技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)誕生的先進(jìn)測繪技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的測繪方法，新的測繪技術(shù)具有更高的精度，測繪的效果也有所提升，目前GPS技術(shù)、TMS系統(tǒng)是測繪工程中常用的測繪技術(shù)，這些技術(shù)基本實現(xiàn)了智能化測繪，有效地為工程建設(shè)行業(yè)提供了可靠的測繪數(shù)據(jù)。

2.1 GPS技術(shù)

GPS技術(shù)在工程測繪行業(yè)應(yīng)用廣泛，GPS技術(shù)是一種基于衛(wèi)星通信的定位技術(shù)，定位精度非常高，是全球四大定位技術(shù)中的一員，圖1為GPS定位方法。GPS技術(shù)是利用衛(wèi)星的地面地位基站進(jìn)行通信，利用通信數(shù)據(jù)計算出目標(biāo)位置，這種定位方法受到云層和遮擋的影響較大，進(jìn)行工程測量時需要選擇天氣狀況良好和將基站設(shè)在空曠的地區(qū)，這樣才能最大限度發(fā)揮出GPS技術(shù)的優(yōu)勢[3]。GPS技術(shù)在實現(xiàn)工程測量數(shù)字化方面有著重要的意義，利用測繪系統(tǒng)測繪模型，將GPS獲取的信息輸入其中，系統(tǒng)會根據(jù)建模要求計算出相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而得到目前區(qū)域的具體位置，目前GPS技術(shù)與工程測量投影技術(shù)和雷達(dá)測繪技術(shù)一同使用能夠大大提升測繪的精度，使得測量的精確值提升了幾個等級，但是存在的問題是受到環(huán)境影響因素較大，需要穩(wěn)定的測繪環(huán)境才能保障測繪效果的精確性。

圖1 GPS定位方法

2.2 TMS系統(tǒng)

TMS系統(tǒng)主要應(yīng)用于隧道測量，隧道測繪的難度在于隧道處于山脈或者地下部分，想要獲得精確的數(shù)據(jù)需要對目前區(qū)域進(jìn)行多次測量，獲得隧道的具體數(shù)值，傳統(tǒng)的測繪方法效率低，準(zhǔn)確地較差，而采用TMS系統(tǒng)能夠提升測繪結(jié)果的精度。測繪時使用全站儀對目前的橫斷面區(qū)域進(jìn)行定位，使用超聲波放射獲取地質(zhì)環(huán)境的結(jié)構(gòu)，將獲取的數(shù)據(jù)輸入到TMS Office系統(tǒng)中，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后計算出算到數(shù)據(jù)，這種測繪方法消除了遮擋物體對測繪精度的影響，在隧道工程匯總發(fā)揮著重要的作用[4]。TMS系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是能夠?qū)⒁酝臏y繪數(shù)據(jù)保存在CF卡中，測繪時可以結(jié)合既往的測繪數(shù)據(jù)信息對差異性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時將測繪數(shù)據(jù)中誤差值較大的數(shù)據(jù)剔除，從而最大限度提升測繪的精確度。隨著技術(shù)發(fā)展，技術(shù)人員還開發(fā)出了海底隧道工程測繪系統(tǒng)，滿足了海底隧道建設(shè)所需的測繪精度要求。

2.3 雷達(dá)測繪技術(shù)

雷達(dá)測繪技術(shù)的測繪精度相對較差，但是這種測繪方法簡單，適用于小范圍內(nèi)的測量。該技術(shù)通過聲波傳播判斷物體的位置，聲波發(fā)生器和接收器之間間隔一段距離，聲波往返所需的時間和是判斷物體物質(zhì)的重要數(shù)據(jù)，但是聲波傳播時受到的影響因素相對較多，這使得測繪的精度同樣受到了影響，為了提升該技術(shù)的測繪精度，人們配合其他技術(shù)進(jìn)行測繪[5]。雷達(dá)測繪方法在傳統(tǒng)的工程工程中應(yīng)用廣泛，但隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的興起，該技術(shù)的應(yīng)用空間逐漸被壓縮，但是在一些極端惡劣環(huán)境下其他測繪技術(shù)無法更好地獲取測繪數(shù)，借助于雷達(dá)測繪技術(shù)可以更好地獲取地質(zhì)信息，因此其也有著一定的應(yīng)用，隨著技術(shù)的更新，雷達(dá)測繪技術(shù)也會得到改進(jìn)，在未來其應(yīng)用將會變得更加廣泛，圖2為雷達(dá)測繪技術(shù)。

圖2 雷達(dá)測繪技術(shù)

3 測繪新技術(shù)在測繪工程中存在的應(yīng)用問題

測繪工程要求測繪精度盡可能高，測繪誤差盡可能低。測繪新技術(shù)主要以衛(wèi)星和基站設(shè)備為主，通過信號傳遞的速度和時間計算目標(biāo)區(qū)域位置，但是信息傳遞受到網(wǎng)絡(luò)傳播路徑、設(shè)備分析能力和地球自轉(zhuǎn)等因素影響可能出現(xiàn)偏差，這些偏差使得測繪的精度無法達(dá)到理論數(shù)值，雖然測繪新技術(shù)較之傳統(tǒng)測繪技術(shù)在性能和效率方面都得到了提升，但是新的影響因素成為了限制測繪精度進(jìn)一步提高的阻礙[6]。

3.1 網(wǎng)絡(luò)延遲問題

現(xiàn)代信息傳遞主要以網(wǎng)絡(luò)通訊為主，在測繪新技術(shù)中信息主要通過微信信號傳遞為主，衛(wèi)星信號在不同介質(zhì)中傳播的速度和保真程度存在差異，在大霧、降雨和降雪等天氣中信號傳遞受到的影響較大，在遮擋較為嚴(yán)重的情況小信號傳輸也會受到影響，如果信號在傳播過程中出現(xiàn)延遲，系統(tǒng)所計算的數(shù)據(jù)誤差將會變差，獲得的目標(biāo)信息與實際間的差異就會變大，如果采用過大誤差的測繪數(shù)值設(shè)計工程項目，在施工環(huán)節(jié)可能遇到諸多影響因素，如建筑物位置誤差過大，施工時未能繞開建筑物，施工部分與建筑物位置重疊，此時需要重新設(shè)計工程方案，這不僅影響了施工進(jìn)程，還帶來了施工安全隱患問題。網(wǎng)絡(luò)延遲還表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)波動方面，不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定降低，由此使得信息傳遞出現(xiàn)較大誤差。

3.2 測繪精度問題

測繪的首要目標(biāo)是獲得目標(biāo)的準(zhǔn)確位置，所以測繪精度是關(guān)鍵。實際測繪時獲得的數(shù)據(jù)實際上都不是目標(biāo)位置的真實數(shù)據(jù)，都存在著一定的誤差，但是如果將誤差控制在較高的精度范圍內(nèi)，那么可以將獲得的數(shù)據(jù)作為目標(biāo)位置真實數(shù)據(jù)。但是測繪過程中受到測繪設(shè)備、操作方法和信號傳播等因素的影響，測繪精度經(jīng)常無法達(dá)到預(yù)期，測量同一個目標(biāo)的位置往往需要進(jìn)行多次操作，圖3為測繪圖紙。例如，實際測繪過程中測繪裝置所在區(qū)域氣候穩(wěn)定性較差，存在著臺風(fēng)，那么測得的數(shù)據(jù)誤差就會變大，但是如果在晴天條件下測繪獲得的數(shù)據(jù)誤差就會變小。這種受到環(huán)境影響較大，測繪穩(wěn)定性較差使得測繪的效率降低，而且如果多次測得的數(shù)據(jù)依然存在很大誤差，那么工程設(shè)計和施工作業(yè)也會受到影響。

圖3 測繪圖紙

3.3 誤差消除問題

如果將誤差降低是測繪工程行業(yè)人員研究的目標(biāo)，數(shù)據(jù)誤差不可避免，但是可以通過相應(yīng)的方法降低誤差，使得誤差保持在影響非常小的范圍內(nèi)。測繪誤差形成的因素較多，環(huán)境、氣候、方法和儀器等都是導(dǎo)致誤差出現(xiàn)的重要因素，不同類型的誤差需要使用不同的方法進(jìn)行計算，但是在實際測繪時，測繪人員很難準(zhǔn)確地弄清誤差出現(xiàn)的原因，所采其選擇的降低誤差影響的方法可能達(dá)不到誤差去除要求，從而影響到測繪的結(jié)果。例如，如果誤差由儀器精度引起，而去除誤差時采用了環(huán)境影響因素誤差消除方法，那么結(jié)果必定無法令人滿意。總的來看，降低誤差的影響是測繪工程的重要內(nèi)容。

4 改進(jìn)測繪新技術(shù)的策略

改進(jìn)測繪新技術(shù)對于提升測繪工程質(zhì)量有著重要意義，在實現(xiàn)這一目標(biāo)方面，應(yīng)用結(jié)合現(xiàn)代工程測繪主要特點和測繪需求進(jìn)行，在實際測繪中發(fā)現(xiàn)測繪新技術(shù)存在的廣泛缺點，并通過相應(yīng)的方法進(jìn)行優(yōu)化，最大限度提升測繪的精度。本節(jié)將研究如何提升測繪新技術(shù)的精確性，減少測繪誤差對測繪效果的影響，從而更好地提升測繪質(zhì)量，使得工程建設(shè)行業(yè)快速發(fā)展，推動國家經(jīng)濟(jì)更好發(fā)展。

4.1 改進(jìn)測繪系統(tǒng)

改進(jìn)測繪系統(tǒng)是測繪新技術(shù)革新的重要一環(huán)，傳統(tǒng)的測繪系統(tǒng)在算法方面存在不足，改進(jìn)算法能夠提升數(shù)據(jù)計算精確度，從而提升測繪系統(tǒng)結(jié)果的精確度。研究人員需要開發(fā)新的算法，特別是誤差分析算法，能夠?qū)Υ罅康臏y繪數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出誤差形成的愿意，利用誤差去除方法將誤差降至最低，使得誤差帶來的影響降低。實現(xiàn)這一目標(biāo)方面，可以從引入先進(jìn)的測繪技術(shù)入手，結(jié)合測繪需求改進(jìn)測繪系統(tǒng)，或者在原有的測繪系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計新的測繪方法，規(guī)避傳統(tǒng)算法模式下誤差帶來的影響。此外，為了提升測繪的效率，可以借助于建立測繪模型，通過計算機(jī)測算出各類數(shù)據(jù)，實際測繪過程中可以更好地開展各項測繪工序，對于測繪中影響因素帶來的影響也能采取方法避免。

4.2 采用新的算法

算法的改進(jìn)是提升測繪精度的關(guān)鍵，現(xiàn)有的算法在消除誤差方面存在著一定的不足，為了進(jìn)一步將誤差降低，需要提升算法的精度，將誤差判斷方法和誤差消除方法應(yīng)用于算法中，系統(tǒng)在計算數(shù)據(jù)時能夠自動地將差異性較大的數(shù)據(jù)剔除，選擇誤差較小的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，并對計算結(jié)果進(jìn)行多次錯誤糾正，這樣可以有效地提升計算的正確性。但是目前行業(yè)內(nèi)采用的算法依然是建立在傳統(tǒng)算法基礎(chǔ)上的計算模式，這種算法的缺陷在于無法根據(jù)測繪實際情況選擇誤差消除方法，往往需要由工作人員判定，而工作人員在判定時遇到的最大問題是很難發(fā)現(xiàn)測繪中出現(xiàn)誤差的具體內(nèi)容，如果選擇的方法不正確，計算出的數(shù)據(jù)必然不正確，此時需要選擇其他方法進(jìn)行糾錯，這大大增加了計算的難度，同時也影響了測繪的效率。研究人員可以應(yīng)用大數(shù)據(jù)和云計算的方法實現(xiàn)這一目標(biāo)，將錯誤信息數(shù)據(jù)類型存儲在云存儲空間中，大數(shù)據(jù)經(jīng)過計算后將相關(guān)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)對比，選擇可靠的計算數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)高效計算和準(zhǔn)確計算的目標(biāo)。

4.3 優(yōu)化測繪方法

測繪過程中除了測繪儀器和環(huán)境等因素對測繪結(jié)果產(chǎn)生影響，操作方法也會對測繪結(jié)果造成影響。因此可以改進(jìn)現(xiàn)有的測繪方法，提升測繪方法的簡易性，從而提升測繪的精度。測繪人員可以將測繪過程中常見的誤差形成原因總結(jié)，然后制定誤差去除方法，在測繪過程中改進(jìn)。測繪方法的優(yōu)化對于測繪效果的優(yōu)化有著重要的意義，這是測繪工程發(fā)展的重要要求，測繪人員只有深入研究測繪過程中遇到的各類問題，才能更好地對測繪技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而提升測繪的精度。隨著測繪技術(shù)的發(fā)展，各類新的技術(shù)將會被應(yīng)用于測繪工程中，更好促進(jìn)測繪工程行業(yè)發(fā)展。

4.4 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸模式

當(dāng)測繪人員在實際的測繪過程中，可以通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸模式開展測繪作業(yè)。例如，處于測繪環(huán)境較為復(fù)雜的測繪工作中時，可以通過架設(shè)網(wǎng)絡(luò)天線以及設(shè)置信號放大裝置等方式，保證測繪工作的順利進(jìn)行。然而，在測繪環(huán)境較好并且交通系統(tǒng)較為完善的環(huán)境下開展工作的時候，也可以通過在工作中有效的利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，對相應(yīng)的測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，進(jìn)而使相應(yīng)數(shù)據(jù)的傳輸能夠具有合格性以及有效性。由此可見，通過進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)天線的架設(shè)以及信號放大裝置，并在各種先進(jìn)傳輸技術(shù)的輔助之下，提高相應(yīng)測繪數(shù)據(jù)的傳輸有效性，充分的發(fā)揮測繪技術(shù)在工程中發(fā)揮的重要作用，進(jìn)而為測繪工程中的實際工作提供有利條件，促進(jìn)測繪工程的長久發(fā)展。

5 結(jié)束語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測繪技術(shù)在測繪工程中的重要性越來越高，工程行業(yè)對測繪精度的要求也不斷提升，測繪新技術(shù)的應(yīng)用能夠提升測繪的質(zhì)量，但是其中也存在著一定的不足，分析和研究測繪新技術(shù)中的不足對用戶改進(jìn)測繪技術(shù)有著重要意義，其對于推動測繪工程行業(yè)的長效發(fā)展起到了關(guān)鍵的作用，因此測繪人員需要不斷改進(jìn)測繪方法和測繪技術(shù)，最大限度發(fā)揮出測繪新技術(shù)優(yōu)化，推動工程建設(shè)行業(yè)發(fā)展。