對(duì)于特殊地形的測(cè)繪技術(shù)的相關(guān)思考

魏德標(biāo)

華東勘測(cè)設(shè)計(jì)院（福建）有限公司

1 引言

當(dāng)前我國(guó)常用的獲取地理地形信息的手段是以3S現(xiàn)代技術(shù)為依托的，即GPS、RS、GIS三種測(cè)繪手段，通過3S地形信息監(jiān)測(cè)手段的全面運(yùn)用使得我國(guó)對(duì)現(xiàn)有地形的發(fā)展變化情況、水文的演變以及使用、土地資源的規(guī)劃以及占用等情況都有一個(gè)及時(shí)的、準(zhǔn)確的評(píng)估以及記錄，進(jìn)而形成監(jiān)測(cè)報(bào)告，以供國(guó)家或者相關(guān)的工作者對(duì)特殊的地形開發(fā)分析做數(shù)據(jù)資料支持。土地資源的使用以及規(guī)劃情況是特殊地形監(jiān)測(cè)內(nèi)容的一個(gè)重要部分，也是關(guān)系人們生存以及生活的一個(gè)重要方面，而且隨著城市化進(jìn)程的不斷加快城市土地的利用變化情況更需要借助特殊地形的測(cè)繪與監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行全面的分析和總結(jié)，從時(shí)間、空間等方面全面探析特殊地形未來的發(fā)展以及使用狀況，并督促土地開發(fā)者更加合理的利用特殊土地資源。

2 測(cè)繪技術(shù)在特殊地形中的應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然近些年來我國(guó)在特殊地形測(cè)繪方面取得了一系列令人滿意的成績(jī)，但觀其發(fā)展現(xiàn)狀，不難發(fā)現(xiàn)它還是具有較大缺陷的，對(duì)應(yīng)用測(cè)繪技術(shù)的重視程度不夠就是其中一個(gè)表現(xiàn)。因?yàn)樘厥獾匦蔚臏y(cè)繪是一項(xiàng)惠及民生、關(guān)系到社會(huì)發(fā)展、并極具艱巨性和復(fù)雜性的工作，所以它為了更好的發(fā)展就必須應(yīng)用先進(jìn)的地形測(cè)繪技術(shù)作為輔助。但在現(xiàn)實(shí)的操作過程中由于對(duì)測(cè)繪的重視程度不夠，往往會(huì)出現(xiàn)由于對(duì)工程的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確而導(dǎo)致特殊地形測(cè)繪結(jié)果不準(zhǔn)確、誤差過大等一系列問題。因此，從特殊地形測(cè)繪技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來看，要想切實(shí)提高特殊地形的測(cè)繪水平和測(cè)繪質(zhì)量，就必須要從思想上認(rèn)識(shí)到應(yīng)用先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)的重要性。但測(cè)繪技術(shù)的種類也是極為繁多的，而且各自都有不同適用條件，這就要求特殊地形的測(cè)繪單位需要對(duì)所有的測(cè)繪技術(shù)有一個(gè)專業(yè)的了解，并根據(jù)實(shí)際情況選用合適的測(cè)繪技術(shù)[1]。

3 特殊地形在測(cè)繪過程中常用的測(cè)繪技術(shù)

3.1 RS技術(shù)在特殊地形測(cè)繪中的應(yīng)用

遙感RS技術(shù)是一種全新的自動(dòng)化技術(shù)，包括航空航天和陸地衛(wèi)星及攝影測(cè)量等技術(shù)。這種技術(shù)與研究目標(biāo)沒有直接的接觸，而是要感知被測(cè)目標(biāo)的電磁波的反射、輻射或發(fā)射的輻射這些基本特征信息，然后再通過專門的傳輸和處理，從這些大量的數(shù)據(jù)信息中提取出人們有用和感興趣的相關(guān)信息資源。目前遙感RS 技術(shù)依照其不同的波譜性質(zhì)可以分為三種：聲學(xué)遙感技術(shù)、物理場(chǎng)遙感技術(shù)和電磁波遙感技術(shù)。并且這種技術(shù)已經(jīng)從可見光的領(lǐng)域發(fā)展到紅外線和微波。從先前的單波段逐步發(fā)展為多角度、多波段和多極化、多時(shí)相的方面。從先前的靜態(tài)分析到現(xiàn)在的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從先前的空間維發(fā)展到現(xiàn)在的時(shí)空維，技術(shù)手段不斷完善，自動(dòng)化程度也越來越強(qiáng)，應(yīng)用的范圍也越來越廣泛[2]。

3.2 無人機(jī)航空攝影測(cè)繪技術(shù)在特殊地形測(cè)繪中的應(yīng)用

在科技不斷進(jìn)步的大趨勢(shì)推動(dòng)下，GPS 測(cè)繪技術(shù)中的科技含量也越來越高，在這種科技優(yōu)勢(shì)的帶動(dòng)下，隨著無人機(jī)與數(shù)碼相機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于無人機(jī)平臺(tái)的數(shù)字航攝技術(shù)已顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，無人機(jī)航空攝影測(cè)量成為測(cè)繪領(lǐng)域的一個(gè)嶄新發(fā)展方向，無人機(jī)航空攝影測(cè)繪技術(shù)在諸多的特殊地形測(cè)繪中得到了較大的應(yīng)用認(rèn)可。

無人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)主要原理為通過在飛行平臺(tái)上搭載一臺(tái)或多臺(tái)傾斜攝影相機(jī)，同時(shí)從垂直、傾斜等不同的角度采集影像，通過專業(yè)軟件進(jìn)行解析空中三角測(cè)量、幾何校正、同名點(diǎn)匹配、區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差等處理，最后將平差后的數(shù)據(jù)（三個(gè)坐標(biāo)信息及三個(gè)方向角信息）賦予每張傾斜影像，使得他們具有在虛擬三維空間中的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，合成高精度三維模型。借助GPS 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)定位功能，至此影像即可進(jìn)行實(shí)時(shí)量測(cè)，每張斜片上的每個(gè)像素對(duì)應(yīng)真實(shí)的地理坐標(biāo)位置。能有效地輔助對(duì)特殊地形的測(cè)繪現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)鎖定，進(jìn)而通過影像、GPS 數(shù)據(jù)采集等功能將收集到的信息進(jìn)行相應(yīng)的分析處理，從而得出特殊地形測(cè)繪所需要的最終結(jié)果。

無人機(jī)航測(cè)具有機(jī)動(dòng)靈活、高效快速、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，充滿了自動(dòng)性和易操作性，這就極大地降低了工作者的工作強(qiáng)度，減少了工作失誤，大大提高了他們的工作效率，從一定程度上來講，無人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用也可以促進(jìn)特殊地形測(cè)繪效率的提高。所以，現(xiàn)在越來越多的特殊地形測(cè)繪單位在需要測(cè)繪數(shù)據(jù)時(shí)，更加傾向于采用此類技術(shù)，而不是在單一的依靠煩瑣、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、準(zhǔn)確性得不到充分保證的人工測(cè)繪了[3]。

3.3 全站儀測(cè)繪技術(shù)在特殊地形測(cè)繪中的應(yīng)用

全站儀測(cè)繪技術(shù)是利用全站儀這一多功能測(cè)量?jī)x來進(jìn)行具體地形測(cè)繪的。這種全站儀屬于一種自動(dòng)化的測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)，一般是由電子測(cè)角、電子實(shí)際測(cè)距、在通過電子計(jì)算和自動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等幾個(gè)具體的部分構(gòu)成，屬于一種三維坐標(biāo)式的測(cè)量系統(tǒng)。此種儀器的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果可以自動(dòng)顯示。切實(shí)地實(shí)現(xiàn)了測(cè)量與處理過程的一體化。全站儀主要由兩個(gè)部分組成：一是主要用來專門采集數(shù)據(jù)的設(shè)備，主要有電子測(cè)繪角系統(tǒng)、電子測(cè)距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)和自動(dòng)化的補(bǔ)償設(shè)備。二是主要用來控制上述功能能順利實(shí)現(xiàn)的控制機(jī)，主要有微處理機(jī)用來處理組織計(jì)算和產(chǎn)生指令。還包括那些與測(cè)量數(shù)據(jù)相連接的一些外轉(zhuǎn)設(shè)備。全站儀能夠方便進(jìn)行野外地形數(shù)據(jù)采集，特別是免棱鏡測(cè)量技術(shù)解決了無法到達(dá)及難以攀登的地形數(shù)據(jù)采集，在特殊地形測(cè)繪中得到了廣泛應(yīng)用[4]。

4 切實(shí)提高特殊地形測(cè)繪單位的綜合測(cè)繪水平

（1）特殊地形測(cè)繪現(xiàn)場(chǎng)的選址需要考慮測(cè)繪結(jié)果的精準(zhǔn)度。拿高原地形的選址和測(cè)繪工作的開展舉例，由于高原地形具有海拔高、氣候惡劣等特點(diǎn)，在測(cè)繪過程中具有一定的危險(xiǎn)性，所以社會(huì)對(duì)于高原地形的測(cè)繪選址還是有較多要求的。高原地形的測(cè)繪建設(shè)一般是在偏遠(yuǎn)、地勢(shì)條件較為復(fù)雜、惡劣的地帶，這就給測(cè)繪工作帶來了極大的困擾和不便。若高原地形的測(cè)繪選址在一些地勢(shì)較為平坦開闊的地帶，就可以為測(cè)繪工作提供一個(gè)良好的工作環(huán)境，大大降低測(cè)繪的難度和復(fù)雜性。這樣測(cè)繪結(jié)果的精準(zhǔn)度也會(huì)有保證，也不用考慮選用操作難度較大的先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)，節(jié)約測(cè)繪成本。

（2）根據(jù)實(shí)際情況選擇對(duì)口的測(cè)繪技術(shù)。水文發(fā)達(dá)的特殊地形測(cè)繪與土質(zhì)構(gòu)造不一般的特殊地形測(cè)繪就存在極大的差異性，所以在特殊地形測(cè)繪中的測(cè)繪測(cè)量方面也不一定會(huì)選用相同的測(cè)繪技術(shù)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來確定。像水文發(fā)達(dá)地區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪就需要更多地考慮測(cè)繪地形的復(fù)雜性，選用無人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)或者遙感RS影像提取測(cè)繪技術(shù)，在數(shù)據(jù)分析方面也可以采用數(shù)字化的測(cè)繪技術(shù)。總之，測(cè)繪技術(shù)的選用應(yīng)該是要與測(cè)繪現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況相對(duì)應(yīng)的。

（3）提高測(cè)繪人員的專業(yè)素質(zhì)和操作水平。在特殊地形的測(cè)繪過程中，要想獲得更精確的測(cè)量結(jié)果，就必須使用先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)。而先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)往往都會(huì)對(duì)測(cè)繪人員具有較高的要求，若測(cè)繪人員的綜合素質(zhì)達(dá)不到相應(yīng)的要求，就會(huì)使得測(cè)繪結(jié)果受到明顯的影響。因此，測(cè)繪企業(yè)要格外注重提高測(cè)繪人員的專業(yè)素質(zhì)和測(cè)繪水平。在測(cè)繪過程中為了獲得精確的測(cè)繪結(jié)果，特殊地形測(cè)繪需求企業(yè)可以與專業(yè)的測(cè)繪單位合作，這類單位的測(cè)繪人員一般都是專業(yè)人員，綜合素質(zhì)相對(duì)較高的。

5 結(jié)束語

我國(guó)土地資源的利用程度愈加緊張，便開始向特殊地形的開發(fā)與利用方面進(jìn)行考慮，以緩解當(dāng)前用地難的現(xiàn)狀。當(dāng)前，我國(guó)在獲取土地資源利用現(xiàn)狀信息時(shí)的應(yīng)用系統(tǒng)和應(yīng)用軟件主要是ArcGIS10和ERDAS9.2系統(tǒng)以及IDRISI17.0軟件，在諸多測(cè)繪軟件以及測(cè)繪技術(shù)、土地資源利用信息軟件以及技術(shù)的應(yīng)用下，我國(guó)對(duì)于特殊地形的開發(fā)與利用將指日可待，但是特殊地形的測(cè)繪作業(yè)在測(cè)繪過程中還具有相當(dāng)大的測(cè)繪難度，還需要對(duì)可能會(huì)影響到測(cè)繪結(jié)果的因素進(jìn)行不斷地協(xié)調(diào)，還需要測(cè)繪單位真正了解各種測(cè)繪技術(shù)，并能根據(jù)實(shí)際情況選用恰當(dāng)?shù)臏y(cè)繪技術(shù)，從而獲得精準(zhǔn)的測(cè)繪結(jié)果，保證測(cè)繪的結(jié)果處理和分析更加具有客觀性和準(zhǔn)確性，以更進(jìn)一步的促進(jìn)我國(guó)規(guī)劃事業(yè)的科學(xué)性和合理性。