探討現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

袁大群

(河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450052)

一、前言

現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)往往綜合了多種領(lǐng)域的知識(shí)成果、技術(shù)成果，以衛(wèi)星技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、圖形繪制技術(shù)等為基礎(chǔ)，進(jìn)行工程測(cè)量中的測(cè)繪環(huán)節(jié)。測(cè)繪技術(shù)有兩種作用:一是將實(shí)際地形上各點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集起來(lái)繪制成我們需要地形地貌圖或者動(dòng)態(tài)圖像;另一種就是將地圖上的點(diǎn)通過(guò)放樣精確地呈現(xiàn)在地形上。而這些工程，對(duì)測(cè)繪都有著很高的精度要求。

二、現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)分類

1、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，又稱GPS，無(wú)論是日常生活，還是科學(xué)研究都是極為常用的系統(tǒng)，也是人們最為熟悉的系統(tǒng)。隨著GPS的不斷改進(jìn)，GPS會(huì)被應(yīng)用到的領(lǐng)域也原來(lái)越廣泛，也越來(lái)越被普通人群所接受與使用，現(xiàn)在人們所使用的絕大部分智能手機(jī)都安裝有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，人們的車(chē)輛所使用的導(dǎo)航系統(tǒng)也多為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)利用衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)、測(cè)距，將衛(wèi)星和通信技術(shù)結(jié)合起來(lái)，就能起到定位、導(dǎo)航等多種功能，而且全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng)、保密性能好、測(cè)量精度高、反應(yīng)時(shí)間短、功能多、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地使用于各種領(lǐng)域。不過(guò)，需要提出的是，GPS是由美國(guó)所研發(fā)，我國(guó)出于國(guó)家安全以及使用權(quán)限的考慮也在研發(fā)與GPS功能相同的定位系統(tǒng)——北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，例如，我國(guó)生產(chǎn)的某些車(chē)載導(dǎo)航儀就使用了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

而隨著GPS的不斷改進(jìn)、發(fā)展和完善，出現(xiàn)了一種功能更為強(qiáng)大的測(cè)繪技術(shù)，那就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)，又稱為RTK。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，在沒(méi)有設(shè)置各級(jí)控制點(diǎn)，只擁有一部分基準(zhǔn)控制點(diǎn)的動(dòng)態(tài)，就可以利用繪圖軟件一次性生成電子地圖。這一優(yōu)點(diǎn)對(duì)難以進(jìn)行控制點(diǎn)測(cè)量的野外施工和需要快速完成測(cè)繪的工程來(lái)說(shuō)非常需要。所以，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)經(jīng)常被使用于各種測(cè)繪、放樣之中。

2、地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)，又稱GIS，是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來(lái)處理相關(guān)的一些數(shù)據(jù)，是用來(lái)進(jìn)行地理定位必不可少的系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)正在不斷地完善與發(fā)展，未來(lái)的地理信息系統(tǒng)將朝著標(biāo)準(zhǔn)化、多維化、集成化、智能化不斷前進(jìn)，而且隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷進(jìn)步，地理信息系統(tǒng)將會(huì)以網(wǎng)絡(luò)為媒介更多的應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)方面。

3、遙感

遙感，又稱為RS，是指運(yùn)用遙感器等具有遠(yuǎn)距離感知功能的儀器從空中進(jìn)行探測(cè)，主要是用來(lái)探測(cè)地面物體，它的原理是不同性質(zhì)的物體會(huì)對(duì)電磁波等波產(chǎn)生不同的相應(yīng)，從而確定出物體的材質(zhì)、大小、形狀等。遙感，也就是遙遠(yuǎn)感知的意思，也是RS所具有的特點(diǎn)。目前，遙感已經(jīng)運(yùn)用到很多領(lǐng)域，例如，水文、地質(zhì)、環(huán)境等。通常我們看到的形象逼真的高空測(cè)繪地圖都是由遙感技術(shù)得到的。

4、地理信息技術(shù)

地理信息技術(shù)，也就是我們通常所說(shuō)的3S技術(shù)，是一種集成技術(shù)，就是將上文中所提到的全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感這三種測(cè)繪技術(shù)與數(shù)字地球技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行測(cè)繪的綜合技術(shù)。因?yàn)槿蚨ㄎ幌到y(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感這三種技術(shù)的英文簡(jiǎn)稱末字母都為S，所以也就成為3S技術(shù)。集成技術(shù)往往具有各種單一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，3S技術(shù)也將以上三種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)綜合了起來(lái)，使測(cè)繪更為精確、快速、可靠與經(jīng)濟(jì)。

5、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)就是利用攝影設(shè)備和攝影軟件對(duì)需要測(cè)繪的地形等進(jìn)行圖像采集，通常會(huì)被使用于各類測(cè)繪技術(shù)中作為輔助。利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)得到的圖像可以快速地生成三維模型，并且精度高、可以應(yīng)用于實(shí)際測(cè)量，所以這一技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于水利水電、地質(zhì)、水文、城建等各項(xiàng)領(lǐng)域之中。

三、現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

我們以上文中提到了各項(xiàng)技術(shù)為例來(lái)具體說(shuō)明一下各種測(cè)繪技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

1、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

測(cè)繪工程中必不可少的測(cè)距、測(cè)角等基本程序已經(jīng)逐步地由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)手段來(lái)進(jìn)行測(cè)量了。在傳統(tǒng)的測(cè)量工程中，我們通常會(huì)使用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀等測(cè)繪工具來(lái)進(jìn)行測(cè)量，氣溫、濕度等環(huán)境因素對(duì)測(cè)量精度的影響非常大，而利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)就可以客服天氣環(huán)境的困難，保證測(cè)量的精度。而且，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的測(cè)繪效率非常高。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):

(一)利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行樁位放樣可以提高精度至厘米級(jí);

(二)利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)放樣可以極大地縮短測(cè)繪時(shí)間;

(三)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在進(jìn)行樁位測(cè)量的同時(shí)還可以進(jìn)行偏心檢查，同時(shí)進(jìn)行兩項(xiàng)工序，極大地提升了工程效率;

(四)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與全站儀、經(jīng)緯儀等儀器配合，可以提高精度，使測(cè)繪效果更好。

但是，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)還是存在一些缺陷的，其中之一就是用它測(cè)量的測(cè)繪數(shù)據(jù)不能直接獲取，所以，要與其他的測(cè)繪技術(shù)和測(cè)繪儀器結(jié)合使用。

2、地理信息系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)在于強(qiáng)大的圖像功能，它融合了多門(mén)學(xué)科的知識(shí)，可以將地球表面的物體和地球表面上發(fā)生的一些動(dòng)態(tài)事件利用軟件繪制成圖像。這一優(yōu)點(diǎn)可以簡(jiǎn)化測(cè)繪繪圖這一環(huán)節(jié)，在野外工程測(cè)量中經(jīng)常使用。而且它的繪圖精度高、能夠極大縮短工作時(shí)間、管理上也比較便捷和方便。

3、遙感在工程測(cè)量中的應(yīng)用

遙感擁有及時(shí)性、可進(jìn)行大面積的同步觀測(cè)以及綜合功能較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，所以在工程測(cè)量中得到了廣泛的使用，快速地普及。比較常用的一種遙感叫做Quickbird，它的分辨率很高，能夠觀測(cè)的范圍也很廣，最大半徑為16千米。遙感通常被應(yīng)用于繪制城市地圖等這些地表形態(tài)比較復(fù)雜的測(cè)量工程，常常用來(lái)獲取中、小比例尺的地形圖的數(shù)據(jù)。

4、3S技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3S技術(shù)就是上文中所提到的多種技術(shù)的有機(jī)綜合，它在各種工程作業(yè)中應(yīng)用起來(lái)也更為有效，不同技術(shù)可以相互之間彌補(bǔ)不足，例如全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)不能獲取數(shù)據(jù)的不足就可以通過(guò)RTK技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)，遙感不能測(cè)繪的大比例尺地形圖可以通過(guò)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)來(lái)測(cè)繪，無(wú)法獲取更多的測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)就可以通過(guò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)來(lái)進(jìn)行圖形繪制。但是，多種技術(shù)的應(yīng)用意味著測(cè)繪成本的增加，所以在實(shí)際測(cè)量中不一定運(yùn)用到全部的測(cè)繪技術(shù)，而根據(jù)實(shí)際情況選取合適的一些測(cè)繪技術(shù)就可以了。

5、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)可以運(yùn)用與一些工程較為細(xì)致的角落，3S這些進(jìn)行全面性觀測(cè)難以觀測(cè)到的地方，利用數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)拍攝到的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)圖像再經(jīng)過(guò)其他一些技術(shù)的分析得到測(cè)繪需要的數(shù)據(jù)，或者，通過(guò)數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)將地圖上一些細(xì)致的點(diǎn)投影在地形表面上。也可以與傳統(tǒng)的測(cè)繪儀器結(jié)合是測(cè)繪點(diǎn)的位置更加精確、使測(cè)繪更為便捷。

四、結(jié)束語(yǔ)

測(cè)繪技術(shù)還在不斷的發(fā)展，在此過(guò)程中可能還會(huì)演變出不少新型的測(cè)繪技術(shù)，例如實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)就是在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的，作為現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)等都在不斷地發(fā)展，或許未來(lái)會(huì)出現(xiàn)來(lái)用我們想象不到的技術(shù)進(jìn)行的新技術(shù)也很有可能。

［1］郝鵬．高素平．郭志芳．楊靜，試論現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用 ［j］ 《科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)》，2011(29):221－222

［2］李明，淺談現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用與改進(jìn)措施 ［j］《中國(guó)西部科技》，2010(26):43－44

［3］陳軍，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用研究 ［j］ 《中國(guó)新科技新產(chǎn)品》，2012(07):84

［4］金波，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的具體應(yīng)用 ［j］ 《赤峰學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版)》，2014(09):115