數(shù)字化測繪技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用

金紅剛 林青

摘要：隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷有新的數(shù)字化測繪技術(shù)涌現(xiàn)出來。與此同時，數(shù)字化測繪技術(shù)在社會各個領(lǐng)域的應(yīng)用水平也在迅速提升。針對這樣的情況，在本文中介紹了數(shù)字化測繪技術(shù)的概述，并簡單的分析了水利工程測量中的現(xiàn)代數(shù)字化測繪技術(shù)，淺析數(shù)字化測繪的優(yōu)勢特色，探討應(yīng)當如何有效的提升數(shù)字化測繪技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化測繪技術(shù);水利工程測量;應(yīng)用研究

一、數(shù)字化測繪技術(shù)概述

數(shù)字化測繪技術(shù)是伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)以及測量儀器智能化而興起的一項新型測繪技術(shù)。主要包括了全球定位系統(tǒng)技術(shù)、全自動測圖系統(tǒng)以及遙感技術(shù)、數(shù)字地圖技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、電子平板儀技術(shù)等內(nèi)容。由于數(shù)字化測量技術(shù)定位準確、數(shù)據(jù)處理能力強、設(shè)備體積小、重量輕等特點在現(xiàn)代水利工程測量中得到了廣泛的應(yīng)用。

二、水利工程測量中的數(shù)字化技術(shù)

1、GPS技術(shù)

也稱全球定位系統(tǒng)，由空間星座、用戶設(shè)備和地面控制三部分組成，可實現(xiàn)快速、準確、高效定位點線面三維坐標，全天候自動化、高效益高精度實現(xiàn)軍事、民用交通的導(dǎo)航，攝影和大地測量，土地利用調(diào)查和野外考察探險等。在水利工程測量中，GPS技術(shù)因其具有體積小、重量輕、定位精度高等特點給水利工程測量帶來極大的便利。

2、實時動態(tài)定位（RTK）技術(shù)簡介

實時動態(tài)定位（RTK）技術(shù)是以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分GPS（RTDGPS）技術(shù)，它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個新突破，在水利工程測量中有廣闊的應(yīng)用前景。眾所周知，無論靜態(tài)定位，還是準動態(tài)定位等定位模式，由于數(shù)據(jù)處理滯后，所以無法實時解算出定位結(jié)果，而且也無法對觀測數(shù)據(jù)進行檢核，這就難以保證觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，在實際工作中經(jīng)常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果。解決這一問題的主要方法就是延長觀測時間來保證測量數(shù)據(jù)的可靠性，這樣一來就降低了GPS測量的工作效率。

3、GIS技術(shù)

又稱“地學(xué)信息系統(tǒng)”或者“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”，是利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和計算機圖形以及相關(guān)數(shù)據(jù)形成的計算機系統(tǒng)，是公共地理定位的基礎(chǔ)，逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)標準化、系統(tǒng)集成化、數(shù)據(jù)多維化、系統(tǒng)智能化、應(yīng)用社會化和網(wǎng)絡(luò)平臺化方向發(fā)

三、數(shù)字化測繪的優(yōu)勢特色

1、測繪精度高

同傳統(tǒng)的測繪技術(shù)比較，數(shù)字化測繪技術(shù)能夠借助計算機軟件獲得較高精度的成圖，并且，測繪人員在進行野外作業(yè)時可以借助工作站對水利工程進行區(qū)域性的測量，大大減少了大范圍區(qū)域性測量對人員數(shù)量的需求，其數(shù)據(jù)收集是24小時不間斷的，這大大減輕了測量人員的工作量。

2、智能化加工

數(shù)字化的測量技術(shù)同傳統(tǒng)的手工測圖相比，其更加具備現(xiàn)代化的特色，能夠借助計算機軟件對測量得到的數(shù)據(jù)進行智能化的處理，從而滿足用戶各種需求，促進測繪工程多功能、可持續(xù)發(fā)展。

3、數(shù)據(jù)反饋直觀化

傳統(tǒng)的測量技術(shù)，其數(shù)字信息的反饋是純數(shù)字的形式，而現(xiàn)代化的數(shù)字測繪技術(shù)數(shù)據(jù)反饋更加的直觀，其可以借助多媒體技術(shù)，將數(shù)據(jù)以圖片的形式展現(xiàn)在我們面前，可以是地圖形式，也可以是數(shù)字影像形式，還可以是3D模型形式。

4、保管安全

數(shù)字化的產(chǎn)品有一大特點就是保管，其特殊的保存介質(zhì)可以避免很多外力帶來的損傷和變形問題，因此，測量人員可以重復(fù)使用數(shù)字化的產(chǎn)品。而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)多以紙質(zhì)形式保存，易發(fā)生重復(fù)或變形等問題，使用次數(shù)過多會出現(xiàn)損傷，無法多次重復(fù)使用。

四、數(shù)字化測繪技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用

1、數(shù)字繪圖軟件在水利工程測量中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的水利工程測量圖紙多由技術(shù)人員手工繪制而成，存在一定誤差，使得圖紙的精確性受到影響。而數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)為自動化繪圖提供便利，技術(shù)人員可借助數(shù)字化繪圖軟件，輸入測量到的相關(guān)數(shù)據(jù)，生成電子數(shù)字地圖。數(shù)字化技術(shù)為工程測量繪圖開辟新的道路和方向，具有成圖速度快、精度高、成本低、不受氣候影響等優(yōu)點，在水利工程、城市規(guī)劃、礦山開采等工程測量中有廣泛應(yīng)用，下面簡單介紹幾種常用的數(shù)字繪圖軟件。

1.1Mapscan軟件在原圖數(shù)字化上的應(yīng)用

先用掃描儀將地形原圖掃描成柵格圖像，然后再對圖像進行旋轉(zhuǎn)校準，進行矢量化、編輯、整飾，最終形成數(shù)字化原圖。簡單來說，這就是將地形圖掃描成數(shù)字化地圖，將原圖掃描成.cal格式的圖像文件會出現(xiàn)偏移和旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，通過軟件進行校準，而校準中可能出現(xiàn)誤差，同時，矢量化地形、地物的過程中也有人為因素的影響，故而其精度不高，它與后來的內(nèi)外作業(yè)一體化數(shù)字化測圖技術(shù)相比，精度較低，但是，其充分利用了原有的圖紙，它是原有的測量結(jié)果轉(zhuǎn)化成數(shù)字化成果的關(guān)鍵。

1.2南方CASE.0地形成圖軟件

它有助于實現(xiàn)內(nèi)外作業(yè)一體化，繪制精確的數(shù)字化地形圖，利用軟件實現(xiàn)電子地圖的編輯和輸出，它將全站儀、電子手簿野外采集數(shù)據(jù)結(jié)合起來，是真正意義上的數(shù)字化繪圖。計算機在處理測站坐標、屬性數(shù)據(jù)等的拓撲關(guān)系時，其中涉及到大量的幾何數(shù)據(jù)，無法用簡單的數(shù)字來表述，故而需要一定的規(guī)則來構(gòu)成符號串表述，這也就是CASE.0軟件中的編碼。電子手簿野外采集數(shù)據(jù)有兩種作業(yè)方式：有碼作業(yè)和無碼作業(yè)，前者的自動化程度高，內(nèi)業(yè)工作量小，但外業(yè)中，需要在測站的每點輸入編碼，考慮點與點之間的連接關(guān)系，故而外業(yè)效率低后者的外業(yè)效率高，內(nèi)業(yè)工作量稍大，自動化程度稍低一些。這兩種數(shù)據(jù)采集方法各有利弊，需要根據(jù)實際情況合理選擇。

1.3捷創(chuàng)力600全站儀，實現(xiàn)自動化的野外數(shù)據(jù)采集

捷創(chuàng)力600全站儀具有內(nèi)部存儲器，可存儲相關(guān)的原始數(shù)據(jù)、點信息，存儲空間可實現(xiàn)自我管理，無需連接外部設(shè)備。其中，存儲空間一般分成區(qū)域文化和工作文件，根據(jù)野外采集的數(shù)據(jù)在全站儀上啟動自定義用戶程序P2，該程序可進行野外數(shù)據(jù)采集，完成工作后將存儲的數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)接嬎銠C上進行地圖的繪制。與前文所提的兩種軟件相比，捷創(chuàng)力600全站儀能利用內(nèi)存存儲數(shù)據(jù)，具有多層保護，安全性高，不會造成數(shù)據(jù)的丟失，且能實現(xiàn)自動化數(shù)據(jù)傳輸，非常方便。

2、數(shù)字化攝影技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用

數(shù)字化攝影技術(shù)可以說是今后數(shù)字化測量的一個重要發(fā)展方向。從攝影測量本身來說，它是利用影像來完成測量工作的科學(xué)與技術(shù);從信息技術(shù)和計算機視覺科學(xué)角度來說，它是利用影像重構(gòu)三維表面模型的科學(xué)與技術(shù)，換言之，在室內(nèi)構(gòu)建地形的三維表面模型，在模型上進行具體的測繪。從這兩個意義層面來看，數(shù)字化攝影測量技術(shù)與傳統(tǒng)的攝影測量沒有本質(zhì)區(qū)別，雖然說生產(chǎn)流程和作業(yè)方式差別不大，但數(shù)字化攝影測量技術(shù)為傳統(tǒng)攝影測量帶來新的變革。這種方法將大量的外業(yè)測量轉(zhuǎn)移到室內(nèi)完成，受自然環(huán)境的影像小，非常適合于人口密集地區(qū)的大面積成圖。該方法在初期投入大，當測區(qū)較小時，成本較高。

五、結(jié)論

數(shù)字測繪技術(shù)在工程測量中應(yīng)用廣泛，精確且使用，并且數(shù)字測繪技術(shù)也在日新月異地發(fā)展?，F(xiàn)代測繪技術(shù)已實現(xiàn)數(shù)字化，而絕大部分非測繪專業(yè)如水利工程、土木工程等專業(yè)的工程測量教學(xué)仍以傳授傳統(tǒng)的測繪技術(shù)為主。因此，工程測量的教學(xué)內(nèi)容急需更新，教學(xué)設(shè)備要跟上時代的發(fā)展，教學(xué)方法要改革，教學(xué)手段要現(xiàn)代化。

參考文獻

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（作者單位：揚州市勘測設(shè)計研究院有限公司）