遙感航測技術(shù)在公路地形圖測繪中的應(yīng)用研究

黃金鑫

[中國公路工程咨詢集團有限公司(武漢)建設(shè)分公司，湖北武漢430050]

0 引言

在公路地形圖測繪中合理運用遙感航測技術(shù)，能夠有效降低外界不利因素的干擾，提高測繪的準(zhǔn)確性。在傳統(tǒng)地形圖測繪中，獲得的結(jié)果經(jīng)常會因天氣或地形而產(chǎn)生誤差，而遙感航測技術(shù)的引入能夠有效解決這一問題。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，遙感航測技術(shù)具有更廣闊的發(fā)展空間，并在公路地形圖測繪工作中發(fā)揮更突出的價值。

1 遙感航測技術(shù)的主要測繪方法分析

1.1 航空攝影與測圖技術(shù)

航空攝影技術(shù)是傳統(tǒng)攝影技術(shù)與科技的結(jié)合，在實際測繪過程中，傳統(tǒng)攝影技術(shù)具有一定的局限性，只是能很好地完成平面化和特定高度俯視等攝影工作，而在超出一定高度后，就會喪失精準(zhǔn)度。而航空攝影技術(shù)的出現(xiàn)和使用，能夠有效擴大攝影技術(shù)的應(yīng)用范圍，使其具有更高的適用度，即便在完成高空作業(yè)時，也能夠保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，在拍攝后按照特定的比例及計算方法，進行測量和計算，這種拍攝技術(shù)能夠更好地滿足精密化的地形圖測繪工作[1]。但這種技術(shù)對工作人員的專業(yè)能力要求較高，需要有強大的計算能力和高超的拍攝技術(shù)。與此同時，在地形圖測繪工作中，還需要借助這一技術(shù)，將需要測繪的區(qū)域圖像先保存下來，再計算最終的數(shù)據(jù)。過程中還要合理搭配科學(xué)測圖技術(shù)，這樣才能在獲取圖像數(shù)據(jù)時，自動排除不利因素，調(diào)整可能存在的誤差，進而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.2 測量、遙感及定位技術(shù)

在測繪過程中，經(jīng)常會遇到需要高空俯瞰測量的區(qū)域，如城市規(guī)劃、工程施工、地形圖測繪等。為了保證測繪結(jié)果的精準(zhǔn)性，遙感航測技術(shù)就會成為測量人員的首選。這種測量技術(shù)本質(zhì)上是遙感技術(shù)與航測技術(shù)的完美結(jié)合，擁有二者共同的優(yōu)勢，還能彌補各自的缺陷，因此在運用時可以有效擴大航測范圍，提升測繪的效率和精準(zhǔn)度[2]。具體來說，遙感技術(shù)的運用主要是對地面物質(zhì)的波普識別，通過對物質(zhì)的鑒定來完成對物體的識別和位置的確定。航測技術(shù)詳細劃分可以歸納到遙感技術(shù)范圍內(nèi)，屬于高空作業(yè)相關(guān)技術(shù)，二者有重合點，但也有很大的區(qū)別。將二者有效結(jié)合，能提高測繪的精準(zhǔn)性，并擴大識別范圍，有效排除大量的干擾因素及誤差。

1.3 智能一體化技術(shù)

在遙感航測技術(shù)的實際運用中，智能一體化技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)，這也是其關(guān)鍵技術(shù)的一種。智能一體化技術(shù)與自動化技術(shù)在邏輯上是相同的，就是將各種測量所得數(shù)據(jù)輸入到計算機中，并借助計算機程序?qū)?shù)據(jù)進行儲存、篩選和運用，這一技術(shù)的使用有效提高了工作效率，減少了工作人員的工作量，將大量重復(fù)性工作都自動化處理。例如，遙感航測技術(shù)在地圖測量中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，人工篩選這些數(shù)據(jù)需要耗費大量的時間，而借助智能一體化技術(shù)，可以對數(shù)據(jù)進行初步的處理，從大量數(shù)據(jù)中篩選出有價值的數(shù)據(jù)后，再借由人工對其完成進一步的處理，與人工處理相比效率要更高，準(zhǔn)確性也更高。因此，在公路地形圖測量中合理運用這一技術(shù)，能夠有效突出其價值和效果。

2 遙感航測技術(shù)在地圖測繪中的具體應(yīng)用策略

2.1 優(yōu)化前期籌備工作

測繪并不是一項簡單的工作，實際應(yīng)用中具有較強的綜合性，為了保證其中的精準(zhǔn)性，在測繪工作開始前，要做好準(zhǔn)備工作并盡量優(yōu)化和完善其中步驟，推動測繪工作順利開展。在此過程中需要做好兩個方面的工作，一方面要先確定測繪區(qū)域，這也是遙感航測技術(shù)發(fā)揮作用的關(guān)鍵，具體來說，工作人員要先確定測繪區(qū)域，并明確掌握這一區(qū)域的地理位置和地表情況[3]。另一方面，則要科學(xué)地選擇測繪工具，在測繪過程中，工具的選擇是非常關(guān)鍵的，直接關(guān)系到測繪的精準(zhǔn)性。當(dāng)下市面上有著多種類型的測繪工具，但在選擇時應(yīng)遵循著經(jīng)濟高效的原則，也就是重視性價比。只有當(dāng)有特殊需要時，才會酌情考慮選擇造價更高的測繪工具，因此工作人員需要對各項工具及工作內(nèi)容有著較高的熟悉度，這樣才能做到統(tǒng)籌全局。

2.2 全面控制測區(qū)范圍布設(shè)

在前期準(zhǔn)備工作完成優(yōu)化后，就要全面進入到布控環(huán)節(jié)了，這是測繪工作能否細致開展的關(guān)鍵。在測繪過程中，工作人員需要先結(jié)合自身經(jīng)驗和實際需求，合理布置若干個控制點，并繪制相應(yīng)的點之記，為了確定比例尺，減少后期繪制環(huán)節(jié)的麻煩，要標(biāo)記三個以上的點之記到明顯方位物的距離，距離標(biāo)注0.1m。在此基礎(chǔ)上采用更加先進的布設(shè)技術(shù)，如使用網(wǎng)絡(luò)RTK 來布設(shè)高程控制點和平面一級控制點，布設(shè)完畢后，再次運用這一技術(shù)在原有基礎(chǔ)上布設(shè)圖根控制點。當(dāng)控制點布設(shè)完畢后，工作人員需要縱觀全局，根據(jù)實際需求查看是否需要彌補控制點，再根據(jù)實際需求進行完善和補充[4]。值得注意的是，不同的測繪范圍可能會用到不同的測繪技術(shù)，當(dāng)在航測遙感地圖測繪中，工作人員就可能用到動態(tài)GPS 平滑測繪圖根控制點。在這一過程中，應(yīng)設(shè)置10 個以上的自動觀測點，同時獲得有效的數(shù)值。將得到的數(shù)值進行計算，利用其平均值來確定最終定位結(jié)果，這樣才能降低測繪偏差，提高精準(zhǔn)度。除此之外，為了保證地圖測繪的精度，測繪者在現(xiàn)有控制點的基礎(chǔ)之上，還要考慮地形的實際情況，保證圖根點布設(shè)的合理性，以便GPS 技術(shù)進行測量。在標(biāo)記時要注意，圖根點多是采用鋼釘材料，但如果有特殊要求，也可以選擇采用木樁及其他材料。

2.3 制圖比例及空間分辨率的控制

在繪制公路地形圖的過程中，航測遙感技術(shù)在使用時，需要結(jié)合比例尺和空間分辨率一起使用，這樣才能準(zhǔn)確分辨出檢測目標(biāo)的大小，并通過計算機系統(tǒng)的精準(zhǔn)計算，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在屏幕上生成最小化的圖像，從而使地面分辨率得到有效提高。另外，上文中提到過遙感航測技術(shù)本身就具有拍攝和儲存圖像的作用，合理利用這一技術(shù)還能高效借助成像來獲取相關(guān)的信息特征。因此，在使用航測遙感技術(shù)測繪地圖時，測量人員要先確定測量目標(biāo)大小，再結(jié)合地圖的比例尺進行實時確定。這樣才能保證制圖期間，繪圖人員能夠準(zhǔn)確地對測繪區(qū)域進行識別，不會因為比例模糊而做出錯誤的判斷，進而保證整個繪制過程的精準(zhǔn)性。

2.4 時間及時間分辨率的控制

在制圖的過程中，為了保證精準(zhǔn)性，還要在時間方面做好相應(yīng)的控制，尤其是對時間及時間分辨率的控制。因此，在實際繪制過程中，繪制人員要在遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)的同時，時刻關(guān)注繪制區(qū)域本身的變化情況和具體數(shù)據(jù)內(nèi)容，這樣才能在出現(xiàn)錯誤時，第一時間發(fā)現(xiàn)。因此，需要實時拍攝、定點監(jiān)控，并由工作人員按照拍攝先后順序，對圖像進行梳理，觀察其中的地理空間變化，得到準(zhǔn)確的測繪內(nèi)容，從而得出正確的判斷。由此可以看出，航測遙感技術(shù)在測繪工作中，有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)，合理掌握該項技術(shù)，能夠提高適應(yīng)性，有效突出實踐性和準(zhǔn)確性。

2.5 篩檢和分析數(shù)據(jù)繪制地形圖

公路地形圖測繪從字面含義上就可以看出來，“測繪”才是核心，因此工作人員非常重視繪制環(huán)節(jié)對遙感航測技術(shù)的運用。在實際工作中，工作人員需要先借助航拍技術(shù)，獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，再借助計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析和處理，這樣才能得到精準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，助力地圖繪制順利開展。一方面，在數(shù)據(jù)獲取階段，工作人員要對數(shù)據(jù)進行精細化處理，重點是篩檢和分析，著重檢查其中的錯誤數(shù)據(jù)并刪除，同時由于部分設(shè)備的參數(shù)設(shè)置問題，部分?jǐn)?shù)據(jù)的格式可能不對，工作人員要將其挑選出來并轉(zhuǎn)換格式。另一方面，在地形圖繪制的過程中，工作人員要借助計算機系統(tǒng)和手繪的草圖來開展三維地形圖繪制工作，二者放在一起，互做對比和參考，這樣才能從根本上保證繪制工作順利開展。很多人在這一過程中會忽視草圖的運用，認為計算機系統(tǒng)更為先進，展示的也更為全面。其實地形圖繪制的工序是非常復(fù)雜的，而且，實際地形中的很多實物都無法完全在地圖上體現(xiàn)出來，但為了精準(zhǔn)度就需要做好標(biāo)記工作，而草圖的運用可以保證標(biāo)記工作順利開展，地形圖內(nèi)容更加詳盡。

3 未來遙感航測技術(shù)發(fā)展趨勢

遙感航測技術(shù)雖然在公路地形圖測繪中發(fā)揮著重要的作用，但在實際應(yīng)用中，仍存在一些問題，而這些問題就是未來遙感航測技術(shù)需要完善和發(fā)展的方向。首先，在實際公路地形圖測繪中，為了保證數(shù)據(jù)的精確性，工作人員會進行多次的數(shù)據(jù)采集，大量的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過工作人員的篩選才能使用。而遙感航測技術(shù)的不完善，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集的次數(shù)增多，增加工作人員的工作量。其次，遙感航測技術(shù)在極度惡劣的天氣下，編制儀器會受到阻礙，如在大霧、暴雨等天氣下，會產(chǎn)生測量偏差，影響最終的結(jié)果。最后，所有的儀器都有壽命和技術(shù)缺陷，編制儀器也不例外，遙感航測技術(shù)在地圖測繪中，要求傳感器靈敏地發(fā)送信號，接收器也要準(zhǔn)確無誤地接收信號，如果接收器因為技術(shù)原因無法實時跟進，就會出現(xiàn)儀器跟不上測繪腳步的情況。綜合以上問題，遙感航測技術(shù)在未來發(fā)展中，要重視優(yōu)化編制儀器，提升其抗干擾性和精確性，保證測得的數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)較大的偏差。同時，遙感航測技術(shù)配備的傳感器，要與接收器具有較高的匹配度，在測繪時達到實時測繪。

4 結(jié)語

總的來說，地圖測繪中合理應(yīng)用遙感航測技術(shù)，保證了地圖測繪的精準(zhǔn)度。值得注意的是，雖然從當(dāng)前角度來講，遙感航測技術(shù)較為先進，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還會有更大的進步空間，科技人員要重視對其的研究，解決其當(dāng)下存在的問題，全面優(yōu)化測繪功能。