多种测绘新技术在工程测量中的应用与分析

多种测绘新技术在工程测量中的应用与分析
彭银山
摘要：随着测绘技术的发展，空间技术，电子信息技术等被融入到工程测量方法当中，这些新的测绘技术不仅提高了工程测量的效率，同时也减轻了工程人员的负担，减小了误差，提高了测量的精度。笔者根据自己的工作经验，阐述了一些新的测绘技术在工程测量中的应用，并探讨了工程测量工作在今后的发展变化。
关键字：测绘新技术；数字化技术；全球卫星定位；数字摄影测量；遥感
0 引言
工程测量工作是工程施工的最基础的一项工作，必须给予足够的重视，以往的工程测绘方法由于耗时长，效率低，已不能满足近代工程测量作业的要求，随着数字化、计算机技术及网络技术的不断发展，测量仪器不断的趋于智能化，一些新的测绘技术也不断的在工程测量中得到应用，常见的有工程测量数字化技术、工程测量卫星定位技术、工程测量地理信息技术、摄影测量技术等，当今的工程测量技术，不仅涉及到工程的动静态参数的测定，还包括对这些参数的分析与处理，并对工程发展变化的趋势作出较准确的预报。下面，本文就常见的几种测绘新技术在工程测量中的应用进行一一说明。
1数字化技术在工程测量中的应用
1.1 地图数字化技术及地理信息技术的应用
地理信息技术（GIS）是近年来新兴的一门综合学科，它涉及到电子信息学，空间信息处理学，测绘制图学等领域，它不仅具有集采集处理数据于一体的功能，同时还可以根据工程情况进行相应的预测提示及辅助决策，实现工程测量管理的科学及标准化。要建立GIS系统，须对原有地图进行数字化处理，对于精度满足工程需求的纸制地图，可通过数字化仪将其**入计算机，经软件处理后生成相应的数字地图，对于一些比例尺较大的地形图，可通过扫描矢量软件自动提取地图信息。与以往的测图方法相比，地图数字化技术具有以下优点：1）以往的测图方法需重复工作以绘制不同比例的地形图，而数字化测图可先测大比例地形图，在需要小比例尺测图时只需补充即可；2）数字化测图的数据处理过程避免了人为的误差及误差传递，所测结果精度较高；3）数字化测图操作方便，节约了工程人员的工作时间及降低了劳动强度，提高了工程测量作业的工作效率，间接降低了成本；4）数字化产品便于保存，不易损坏，保证了地形图的不变形性，且图形易于修改，再次利用时对图形进行更新即可。
1.2 数字化地图作业流程
首先要查看有无原有图纸，若有则对图纸扫描以得到矢量电子地图，若无则需进行外业数据的采集，在采集是，必须准确应用地物代码，按照要求对测站点进行检测，完整的记录下地形特点，制定出科学的矢量方案，在得到矢量版电子图后，根据地形的特点再对图形进行相应的修改，符合要求后，即可存储为电子地图并打印输出。在工程实测中，必须要做好外业数据采集与数字化缩放相结合等工作，以确保电子地图的精确性。
1.3 数字化成图技术采取的手段
当前数字化成图技术采取的作业模式有两种：内外一体化作业及电子平板模式。内外一体化作业模式如图1所示，其采用设备为全站仪及电子手簿等，作业的流程为：外业绘制草图及数据采集—编制引导文件及数据通讯—编码引导—编码转换—图形生成—图形输出。采用此种作业模式的优点在于测得数据精度较高，人员分工明确。当前工程测量中常见的应用内外业一体化的成图软件有：武汉瑞得公司的RDMS,及南方测绘的CASKS，地质大学的MapGIS等。

图1 内外一体化作业模式
电子平板的作业模式如图2所示，它所采用的仪器为电子平板及全站仪，在现场测得数据后，直接输入电子平板进行绘图，并根据现场地形进行修改，最后由绘图仪打印出图形，它的优点是均为外作业，利用电子平板实现了数据收集处理及编辑的同步进行，同时对图形的修改是在现场操作，因此得出的图形可靠性较高。当前常见的电子平板成图软件有EPSW及EPDA测图系统。

图2 电子平板作业模式
2 全球卫星定位技术（GPS）在工程测量中的应用
早在上个世纪八十年代，全球卫星定位技术（GPS）已经被应用于卫星导航及定位系统，随着广域差分及波相位差技术的发展及成熟，使得GPS逐渐被应用于建设规划及工程测量当中，与以往的测角，测距，测水准方法相比，GPS方法操作简便，用时较少，测量结果精确，且在工程测量中可进行实时监控，随着GPS接收机的不断完善，GPS定位技术已被应用于各种铁路、公路、桥梁、隧道等工程测量中，一些建筑工程的地面沉降，大坝及建筑物变形等等，均可采用静态GPS定位技术进行监测。GPS-RTK技术是建立在GPS基础之上发展起来的新的测量技术，它可以实时准确的对坐标网内任一点实行三维定位，其误差仅为几厘米。GPS-RTK的工作原理是通过在基站对四个GPS卫星进行观测，求出它们的伪距：伪距＝基准站至卫星的距离+数据传播的偏差距离+其它。其中，数据传播的偏差距离为基准站的时钟偏差减去卫星的星历误差再乘以光速，其它的距离为电离层及对流层等所造成的偏差路径。卫星及基准站的位置是可测得的，考虑到基准站的载波相位数据传送的相位与GPS测得的相位对比，在流动站上将二者进行差分即可求得卫星至基准站的真实距离及流动站的接收到的伪距修正系数，将流动站的伪距乘以系数即得得到流动站与卫星的真实距离，即而可以对流动站的的位置进行精确定位，再利用测绘软件生成电子地图。在实际施工过程中，首先要做好测量准备工作，对工程概况要有一个大概的了解，合理设置作业流程及仪器调度。
3 数字摄影测量技术在工程测量中的应用
数字摄影测量技术是将计算机技术，摄影技术及数字处理技术结合在一起的测绘新技术，它是利用影像进行三维立体模型的重建，然后在重建模型上进行测绘，当前工程实际中主要通过在空中拍摄数字影像，在计算机上对所得到的数字影像进行像对匹配并建立数字模型，再通过处理得到数字地图，与以往的测量方法相比，本法制图效率高，且可避免室外作业环境气候的影响，降低了误差，但是此方法初期投入成本较大，较适应于大范围的测区工程。在一些山区公路工程测量当中，由于地形复杂，测量放线等工作作业困难，固此时采用影像提取技术就可以很方便的进行测量，大大降低了公路工程测量的工作难度。
4 遥感技术（RS）及3S集成技术在工程测量中的应用
遥感技术是通过控制遥感卫星对地观测以获得基本地理信息的一种技术，主要应用于城市地形图，地籍图等地形图的影像及绘制，也可用于对水文地质，资源环境，土地等专题地图的绘制，随着遥感数据源逐步的高清分辩率化，使得遥感技术在工程领域的应用愈趋成熟。
3S集成技术是近年来才发展起来的一项技术，它指的是将GIS,GPS,RS三种技术相结合，发挥它们各自的优点，利用GPS及RS为GIS提供区域信息及坐标空间定位，GIS对接收到的信息数据进行综合处理，使得出的结果可以作为科学的决策依据，为工程测量提供了一种新的观测手段。在南水北调及西气东输等工程中，就采用了3S集成技术，近几年来，3S集成技术被应用到土地研究，环境动态监测，城市规划等诸多领域。
5 结语
新测绘技术不断涌现，使得工程测量作业必将趋于内外一体，数据的获取及处理也将逐步转变为全自动化，其发展的目的是为了进一步提高工程测量作业效率，提高测量精度，为确保工程的顺利进行打下良好的基础。因此，必须要提高工程测量人员的个身素质，在条件允许的情况下采用新的科学的测绘技术，以提高测量精度，加快工程测量进度。
参考文献
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