測繪新技術及設備在工程測繪中的應用

郭振方

（廣州南方測繪科技股份有限公司，廣東 廣州 510000）

隨著工程項目體系的進一步完善，對工程測繪工作提出新的要求，特別是在信息時代下，計算機技術、空間技術以及地理信息技術逐漸成熟，并延伸到工程測繪領域中，形成新的測繪技術，有利于工程測繪工作效率的提升。對此，在進行工程測繪中，工作人員要意識到新的發(fā)展形勢，主動學習和了解新的測繪技術，并將測繪新技術應用到工程測繪工作中，提高測繪精度和測繪質量，保證工程項目的順利進行。在這樣的環(huán)境背景下，探究測繪新技術在工程測繪中的應用具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 三維激光掃描技術在工程測繪中的應用

1.1 獲取數(shù)據(jù)方式

三維激光掃描技術又被稱為實景復制技術，是測繪領域繼GPS技術之后的一次技術革命。它突破了傳統(tǒng)的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢。在進行工程測繪中，三維激光掃描技術能夠提供掃描物體表面的三維點云數(shù)據(jù)，可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型，將抽象信息直觀化和具體化，形成具體位置或是數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)編制測繪圖，便于后期的使用和保存。在進行實際操作中，以數(shù)據(jù)追蹤為主要手段，在圖形編輯系統(tǒng)中，借助人工操作，把柵格圖像數(shù)據(jù)翻譯為矢量數(shù)據(jù)，糾正和編輯數(shù)據(jù)誤差，提高測繪圖編制的精確性和真實性。相對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取方式而言，具備操作簡單、使用便捷的優(yōu)點，可解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取方式中的數(shù)據(jù)誤差問題，使得測繪圖更加精準，應用效果更好。除此之外，通過智能掃描儀對原始圖紙與資料進行掃描，并將其信息錄入到計算機系統(tǒng)中，借助計算機智能識別技術，對原始圖紙和資料信息進行矢量化處理，并將處理后的數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)進行對比，明確二者之間的偏差，根據(jù)偏差程度校正，可提高數(shù)據(jù)精準性，保證工程測繪工作的質量。

1.2 測繪制圖流程

（1）數(shù)據(jù)處理。在制圖前，要做好數(shù)據(jù)處理工作，地理信息系統(tǒng)屬于數(shù)字化制圖中的有效空間信息獲取手段，采集測量數(shù)據(jù)，并做好數(shù)據(jù)整理與保存工作，根據(jù)地質變化或是工程要求，對已經保存的空間信息數(shù)據(jù)進行更新，提高數(shù)據(jù)時效性與精確性，進而為工程測繪圖的有效性和完整性提供重要保障。在數(shù)據(jù)采集時，工作人員要細致到位，做好細節(jié)工作，保證測得數(shù)據(jù)的準確性和有效性，為后期制圖工作提供可靠的信息依據(jù)，完成工程測繪任務。數(shù)據(jù)采集后，要對數(shù)據(jù)進行全面校對，驗證數(shù)據(jù)信息的準確性，確定無誤后方可錄入到計算機進行矢量化運算，為后續(xù)的制圖工作打好基礎。

（2）圖形處理。在圖形處理中，遵循工程技術要求和質量標準，使用制圖軟件把處理好的數(shù)據(jù)合成圖形，并整理成圖庫，利用三維激光掃描技術采集點區(qū)域、線區(qū)域、面區(qū)域的地理信息，并對點、線、面等矢量信息進行核對、轉換、分類，形成測繪所需的圖形，虛擬構建數(shù)字模型，編輯與修正圖形信息，進而提高圖形信息的精確性，保證圖形處理的最佳效果。在此過程中，通過先進的處理技術，不僅高效識別矢量化數(shù)據(jù)信息，還可以實現(xiàn)圖形的快速處理，降低圖形測繪中常見誤差的出現(xiàn)概率，進而保證工程測繪效率。

（3）數(shù)據(jù)輸出。在工程測繪中，三維激光掃描技術以圖像輸出方式為主，輔助文件輸出處理測量數(shù)據(jù)，轉化為可供輸出裝置識別的工程文件，并借助圖像輸出裝置繪制地圖圖形，參考工程情況和參數(shù)標準，調整和糾正圖形格式，通過驅動繪圖儀打印圖像。在此過程中，文件輸出形式是對測量到的數(shù)據(jù)信息，以圖形設備的方式進行校對和調整，控制圖形信息存在的技術誤差和人為誤差，提高測得數(shù)據(jù)的準確性與有效性，合格后轉化為文件形式，計算機輸出柵格文件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的目的。

2 基于物聯(lián)網的自動采集技術在工程測繪中的應用

2.1 應用原理

在工程測繪中，物聯(lián)網感知層是連接物理世界和信息世界的重要紐帶，是物聯(lián)網應用層進行可靠、精準的數(shù)據(jù)挖掘的技術基礎。而自動采集技術是物聯(lián)網感知層最關鍵的技術，表現(xiàn)了空間拓撲描述屬性與地理坐標，借助科學算法分析和計算空間信息，獲得準確的空間數(shù)據(jù)，結合數(shù)據(jù)分析空間，為工程測繪工作提供空間信息依據(jù)?；谖锫?lián)網的自動采集技術可以輔助工程測繪中的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理，自動采集屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理，形成一種新的數(shù)據(jù)管理方式和地理現(xiàn)象思維。同時，基于物聯(lián)網的自動采集技術融合了現(xiàn)代技術，大幅度提高了工程測繪效率，對施工現(xiàn)場地理信息進行快速收集，動態(tài)化分析數(shù)據(jù)，達到最佳的應用效果。在實際操作中，基于物聯(lián)網的自動采集技術包含數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析功能，并將數(shù)據(jù)分析結果應用到工程測繪決策上。通過地理信息多元化區(qū)分，結合工程測繪工作實際需要，主要涉及到數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)編輯功能、數(shù)據(jù)檢驗功能、數(shù)據(jù)概化功能、數(shù)據(jù)轉化功能、數(shù)據(jù)組織功能、數(shù)據(jù)儲存功能和數(shù)據(jù)分析功能，滿足工程測繪工作需求，進而保證工程測繪工作的順利進行。

2.2 應用途徑

（1）數(shù)據(jù)采集。在進行工程測繪中，基于物聯(lián)網的自動采集技術的數(shù)據(jù)采集工作，打破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集中的紙質數(shù)據(jù)資料掃描獲取方式，在基于物聯(lián)網的自動采集技術支持下，將計算機、光、電、通信和網絡技術融為一體，與互聯(lián)網、移動通信等技術相結合，實現(xiàn)了全球范圍內物品的跟蹤與信息的共享，從而給物體賦予智能，實現(xiàn)人與物體以及物體與物體之間的溝通和對話，準確獲取工程參數(shù)信息，自動化采集和識別，提高數(shù)據(jù)采集效率，進而滿足測繪要求。

（2）數(shù)據(jù)處理。在進行工程測繪中，地理信息數(shù)據(jù)具有時間性、空間性，其數(shù)據(jù)對象包括主觀數(shù)據(jù)對象與客觀數(shù)據(jù)對象，基于物聯(lián)網的自動采集技術會將收集到的數(shù)據(jù)錄入到FAT表中，剖析各種數(shù)據(jù)間存在的關聯(lián)性，以此為依據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。

（3）數(shù)據(jù)管理。在進行工程測繪中，通過基于物聯(lián)網的自動采集技術可以構建以測繪要素為核心的數(shù)據(jù)分層化管理系統(tǒng)，結合實際工作需求和測繪標準，對收集到的信息進行層次化管理，便于后期的信息運用和查詢，提高數(shù)據(jù)管理工作的合理性和規(guī)范性。同時，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中包含管線要素集，可以為工程測繪提供參考，進而保證工程測繪工作的科學性和有效性。

（4）數(shù)據(jù)顯示。一般而言，在地理信息系統(tǒng)中，要想表達地圖特征，可以利用地圖或是符號的方式進行表達，但從工程測繪工作要求和測繪屬性來看，傳統(tǒng)單一化符號表達或是地圖表達無法呈現(xiàn)地圖信息分布情況。對此，為了提高工程測繪數(shù)據(jù)的表達效果，要引入基于物聯(lián)網的自動采集技術，客觀而立體的呈現(xiàn)出地區(qū)地理位置和人文、路線等具體信息，提高數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的多面性和具體性，將信息數(shù)據(jù)化，進而提高工程測繪工作的綜合質量水平。

3 無人機遙感技術在工程測繪中的應用

3.1 獲取影像資料

在進行工程測繪工作中，應用無人機遙感技術，一方面可以呈現(xiàn)出影像信息，了解區(qū)域地理分布信息，另一方面則是信息獲取速度和信息質量較高。在進行測繪影像資料收集中，要合理選擇飛行平臺，參考地形地貌特征，控制無人機飛行速度，引入空中三角測量技術，以三角測量技術來糾正拍攝，不斷調整影像的角度，避免無人機飛行拍攝中存在漏洞，進而影響工程測繪工作的準確性。同時，在使用無人機遙感技術進行測繪影像資料收集時，要對飛行姿態(tài)進行控制，明確飛行機拍攝角度和影像畫面，并合理掌握曝光延遲拍攝補償技術和轉彎緩沖，提高測繪影響資料的準確性和可靠性，進而輔助工程測繪，保證工程項目的順利開展。

3.2 采集測繪數(shù)據(jù)

在采集測繪數(shù)據(jù)時，通過無人機遙感技術，將自動化數(shù)據(jù)采集和手動化數(shù)據(jù)采集有效的結合在一起，消除劣質或是不達標的測繪數(shù)據(jù)，對采集到的數(shù)據(jù)進行優(yōu)化和篩選，進而提高測繪數(shù)據(jù)的準確性與有效性。數(shù)據(jù)采集后，結合測量數(shù)據(jù)與測量結果，結合航行路線對測繪數(shù)據(jù)進行定向分析，以此判斷航線的正確性和有效性，及時發(fā)現(xiàn)航線轉彎情況，并對航線進行手工糾正和調整，提高航線的準確性，保證數(shù)據(jù)采集效果。

3.3 處理拍攝數(shù)據(jù)

由于無人機遙感技術數(shù)據(jù)采集和傳統(tǒng)方式存在很大的差異性，無人機數(shù)據(jù)處理中的數(shù)碼影像排列規(guī)則性不強，這主要是受無人機飛行角度影響，俯仰角與旋偏角過大。在這一情況下，為了提高無人機影像拍攝質量，要標定無人機搭載數(shù)碼相機的變焦鏡頭，分析標定結果，明確變焦相機內部參數(shù)、畸變參數(shù)和焦距間的變化規(guī)律，提出快速標定的方法，糾正和調整畸變參數(shù)，發(fā)揮出數(shù)碼相機的變焦功能，提高影像拍攝質量，進而提高無人機工作效率。

3.4 低空作業(yè)方式

在山體較高的地理條件下，無人機起降條件極不穩(wěn)定，但在低空作業(yè)中，無人機遙感技術的應用效果最佳，不僅快速而高效的獲取影像資料，還會發(fā)揮出無人機遙感技術的優(yōu)勢，這主要是無人機遙感系統(tǒng)在實際應用中，具備自我校對功能和自我穩(wěn)定功能，可以在特寬角低空中通過組合數(shù)碼相機對地理布局進行立體化拍攝，通過特殊設計下像片重疊關系，構建立體化空間信息影像，自身的檢校軟件可以對地理空間信息進行校對和核查，清除不清晰或是不正確的影像信息，糾正輕薄機械形變造成的信息獲取誤差，提高影像信息的綜合質量水平。相比于傳統(tǒng)技術而言，無人機遙感技術在實際應用中的自動化水平更高，可以結合實際工作需求進行人為干預，并配以專門的數(shù)據(jù)處理軟件，強化了無人機自動化水平，保證影像信息的分辨率和清晰度。

4 結語

本文通過對測繪新技術在工程測繪中的應用研究，得出以下結論。

（1）三維激光掃描技術主要利用人工跟蹤矢量化輸入法、數(shù)字化儀器輸入法、智能掃描矢量化輸入法進行數(shù)據(jù)追蹤和獲取，以數(shù)字化技術進行數(shù)據(jù)處理和圖像處理，并輸出圖像信息或是文件信息，輔助測繪工作。

（2）基于物聯(lián)網的自動采集技術以空間性原理為核心，融合技術和軟件的功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、管理和顯示，為工程測繪工作提供地理空間信息。

（3）無人機遙感技術主要依托無人機搭載數(shù)碼相機，拍攝地理布局影像，并配以專門的數(shù)據(jù)處理軟件，以提高工程測繪工作的綜合質量水平。

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