GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用研究

靳自強(qiáng)

中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司 陜西西安 710000

1 工程測繪的內(nèi)涵

工程測繪是利用現(xiàn)代測繪技術(shù)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展中的具體應(yīng)用。規(guī)劃設(shè)計階段工程測繪主要針對建設(shè)施工項目所在地地形資料的獲取，測繪手段主要包括地面測圖和航空攝影測繪；工程建設(shè)階段的測繪是為了能夠?qū)こ唐矫嫖恢煤透叱虜?shù)據(jù)進(jìn)行采集，作為工程施工的數(shù)據(jù)支持；竣工后的管理階段測繪主要為了實現(xiàn)變形監(jiān)測和維修養(yǎng)護(hù)[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，包括地理信息系統(tǒng)（GIS）在內(nèi)的各類先進(jìn)技術(shù)在工程測繪中獲得了廣泛應(yīng)用，豐富了工程測繪的技術(shù)手段，推動工程測繪向著自動化和數(shù)字化方向不斷發(fā)展。

2 數(shù)字化測繪技術(shù)的特點

2.1 測圖精度高

數(shù)字化測繪技術(shù)具有自身的優(yōu)勢特點，在工程測量工作中，起到了重要的作用，其測圖精度較高，通過精確的數(shù)字體現(xiàn)，使地圖測繪精度產(chǎn)生了飛躍，全面滿足了制圖需求，保證了建設(shè)的安全與穩(wěn)定。數(shù)字化測圖技術(shù)的有效使用，全面提高了工程制圖質(zhì)量，數(shù)字化技術(shù)能夠在距離300m以內(nèi)圖形距離內(nèi)達(dá)到精確的要求，測量工作中，應(yīng)用電子速測儀（全站儀）裝置可以使測定點誤差變小，一般情況下能夠保證在3mm以內(nèi)的精準(zhǔn)度，數(shù)字化生成的各類數(shù)據(jù)較為復(fù)雜，不論是輸入還是輸出，都使用計算機(jī)來完成，直到最后的報告生成，數(shù)據(jù)不會有一點的損失，保證了數(shù)據(jù)的精確要求，先進(jìn)的測量裝置能夠全面完成高差、垂直、水平角、間隔等多個丈量數(shù)據(jù)，使各種數(shù)據(jù)在電子化測量中保證精確度，計算機(jī)實現(xiàn)各種換算、程序等的轉(zhuǎn)化處理，能夠最后自動生成所要的各種圖形，保證測繪圖質(zhì)量[2]。傳統(tǒng)工程測量所得到的數(shù)據(jù)在多次轉(zhuǎn)化中，容易出現(xiàn)誤差，而電子化格式則保證了質(zhì)量，避免了展點型誤差、視距型誤差等問題，確保了外業(yè)測量精度。

2.2 GIS信息源的運(yùn)用

計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種技術(shù)漏洞得到修復(fù)，保證了計算機(jī)的安全和數(shù)字的精度。GIS技術(shù)的應(yīng)用，極大的保證了制圖質(zhì)量，數(shù)字化測繪技術(shù)在實際應(yīng)用中，不但GIS提供所需要的源數(shù)據(jù)，同時還能夠更好地滿足建圖中GIS數(shù)據(jù)庫信息的調(diào)取。目前看，數(shù)字化測繪技術(shù)所得到的數(shù)據(jù)還不能和GIS所獲取的數(shù)據(jù)產(chǎn)生直接連接，隨著技術(shù)的進(jìn)步與完善，數(shù)字化測繪技術(shù)與GIS技術(shù)完全能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的對接，使數(shù)字測量技術(shù)實現(xiàn)更加廣泛的應(yīng)用。對于比例尺大的空間數(shù)據(jù)獲取和搜集，如城市規(guī)劃、大型建筑等方面，就可以通過數(shù)字化測繪為GIS技術(shù)提供數(shù)據(jù)源，保證了數(shù)據(jù)的有效對接。

2.3 方便圖形編輯

數(shù)字化測量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不同的圖形編輯效果，在制圖方面可采取分層堆放的形式，使圖形應(yīng)用更加靈活，保證了圖面負(fù)載量的豐富性，圖形疊放不受限制，使制圖過程中，能夠全面發(fā)掘數(shù)據(jù)圖形的價值和潛力，確保了圖形的應(yīng)用效果，大大改變了傳統(tǒng)測繪技術(shù)應(yīng)用圖形單一的問題，在地面房屋改建、擴(kuò)建工程建設(shè)中，當(dāng)?shù)丶兏鼤r，在計算機(jī)上只需要輸入相關(guān)信息，就能達(dá)到快速修復(fù)的目標(biāo)，圖形數(shù)據(jù)編輯更加高效、方便。

3 數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的具體應(yīng)用

3.1 原圖數(shù)字化

原圖數(shù)字化即將數(shù)字化測繪技術(shù)應(yīng)用于原圖處理過程中，其主要是把現(xiàn)實中的具體圖形進(jìn)行數(shù)字處理。具體來說，原圖數(shù)字化的處理需要經(jīng)過三個步驟過程。首先，掃描工序。這需要技術(shù)人員用計算機(jī)、掃描儀等設(shè)備先進(jìn)行原圖的掃描，使具體的圖形原型能夠儲存進(jìn)計算機(jī)工具當(dāng)中；其次，處理工序。即將其掃描進(jìn)計算機(jī)的原圖進(jìn)行數(shù)字化處理，一般可使用兩種方法進(jìn)行數(shù)字化處理：①掃描矢量化。這種技術(shù)能夠較快獲得原圖的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，但是它只能簡單的還原原圖外貌，其實時性較差，所以一般是在急需數(shù)據(jù)內(nèi)容時進(jìn)行使用；②手扶跟蹤數(shù)字化。該技術(shù)的應(yīng)用能夠較大程度對原圖進(jìn)行還原，還能夠更好對各種測量要素進(jìn)行補(bǔ)測工作，使測量數(shù)據(jù)進(jìn)一步得到修整?？偟膩碚f，這兩種方法都能夠很好地對原圖進(jìn)行數(shù)字化處理，但是手扶跟蹤數(shù)字化相對于掃描矢量化更加的優(yōu)越，不僅使用起來投入的資金更少，而且精確度和效率也更高。

3.2 數(shù)字地面測圖

數(shù)字化測繪技術(shù)還可以運(yùn)用于數(shù)字地面測圖當(dāng)中，這種測量方法主要是能夠解決較大范圍的測量問題。一般來說，數(shù)字地面測圖多會使用到RTK設(shè)備和全站儀這兩種儀器：首先，技術(shù)人員可以在開闊地帶中利用RTK進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對信號不好、遮擋嚴(yán)重以及建筑物等使用全站儀進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集工作；其次，技術(shù)人員可以利用全站儀對RTK采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行精度檢驗，以提高檢測的精確性。總的來說，RTK和全站儀在地面數(shù)字測圖中都必不可少，每種測繪方法都有其不同的優(yōu)勢特點，可以進(jìn)行相互補(bǔ)充，以更好地保障工程測量的準(zhǔn)確性。

3.4 航測數(shù)字成圖

航測數(shù)字成圖也在實際應(yīng)用中有著良好的效果，在操作過程中，先建立地面模型，然后再通過航空攝像的形式，獲取相關(guān)的地籍?dāng)?shù)字信息，通過軟件分析，可以獲取需要的地圖。航測數(shù)字成圖通過航空拍攝獲取制圖相關(guān)的影像，特別是在大面積區(qū)域測繪上，航測效果更加明顯，通過數(shù)字化處理，在短時間就能夠成圖，為工程建設(shè)提供保障。航空俯瞰能夠更加直接的獲取真實信息，成本低廉、不受天氣影響，航測數(shù)字地圖是未來數(shù)字測繪的主要方向[3]。

4 結(jié)語

工程建設(shè)嚴(yán)重依賴工程測量的數(shù)據(jù)，沒有數(shù)據(jù)就難以開展工作。工程測量所獲得的數(shù)據(jù)人工處理難度比較大，因此數(shù)據(jù)人工建模也是一個難點。現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)為此類問題提供了解決方案。