基于TRIZ理論的測繪新技術(shù)創(chuàng)新探討

吳彥格

摘要：隨著科技飛速發(fā)展，各行各業(yè)的融合也進(jìn)一步加深，應(yīng)用于測繪行業(yè)的新技術(shù)正在以超乎想象的速度拓展。如何從現(xiàn)有的技術(shù)和現(xiàn)存問題發(fā)掘出適合行業(yè)發(fā)展的新思維、新方法、新技術(shù)、新裝備，如何應(yīng)用TRIZ理論這一科學(xué)的理論體系和方法工具對測繪行業(yè)的發(fā)展方向加以指導(dǎo)，本文將以測繪外業(yè)調(diào)繪這一傳統(tǒng)的測繪方法為例，應(yīng)用TRIZ理論和方法，創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，對未來的發(fā)展方向和現(xiàn)有問題的解決方案進(jìn)行初步探討。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論;測繪;新技術(shù);創(chuàng)新方法

1 引言

TRIZ理論是由前蘇聯(lián)專家根里奇.阿奇舒勒通過研究250萬份高質(zhì)量專利技術(shù)，總結(jié)各種技術(shù)發(fā)展進(jìn)化遵循的規(guī)律模式，以及解決各種技術(shù)矛盾和物理矛盾的創(chuàng)新原理和法則，并綜合多學(xué)科領(lǐng)域的原理和法則，建立的一個(gè)由解決技術(shù)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、算法組成的綜合理論體系[1]。

創(chuàng)新從最通俗的意義上講就是創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)造性地解決問題的過程，TRIZ理論的強(qiáng)大作用正在于它為人們創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題提供了系統(tǒng)的理論和方法工具。該理論體系包含9種工具，39個(gè)工程參數(shù)和矛盾矩陣及40個(gè)發(fā)明原理。

TRIZ理論自創(chuàng)建之后在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，也在專利分類、專利分析和 TRIZ專利數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用[3-7]。根據(jù)調(diào)查資料顯示，應(yīng)該該理論與方法可以增加80%的專利數(shù)量并提高專利質(zhì)量，提高60%-70%的新產(chǎn)品開發(fā)效率，縮短50%的新產(chǎn)品上市時(shí)間[1]。

測繪行業(yè)在目前各類新技術(shù)層出不窮的情況下，具有與各類新技術(shù)融合的成功應(yīng)用，也對今后的測繪發(fā)展方向和應(yīng)用領(lǐng)域提出了新要求，如何在傳統(tǒng)測繪技術(shù)基礎(chǔ)上提出新的測繪方法或創(chuàng)新性的對現(xiàn)有技術(shù)加以應(yīng)用，值得每個(gè)測繪人思考。TRIZ理論強(qiáng)大的理論體系和解決問題的能力或許能為我們能提供新的思路。下面將以傳統(tǒng)的測繪外業(yè)調(diào)繪為例，深入分析如何應(yīng)用TRIZ理論進(jìn)行創(chuàng)新的思路和具體的解決方法。

2基本情況及分析

外業(yè)調(diào)繪是測繪工作的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)工作要求實(shí)地確定地物、地貌的真實(shí)性質(zhì)，查清其實(shí)際情況，且依據(jù)規(guī)范要求將需要表示的地物、地貌進(jìn)行取舍，并對工作范圍內(nèi)的地理狀況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，將內(nèi)容按照規(guī)定的符號標(biāo)注于調(diào)繪片上。這一傳統(tǒng)調(diào)繪過程存在如下問題：

1）勞動(dòng)強(qiáng)度大，外業(yè)人員需要上山到頂，下溝到底，對調(diào)繪范圍內(nèi)的地物地貌進(jìn)行全面核查;調(diào)繪成果需要清繪，將現(xiàn)場內(nèi)容描述于一幅底圖上，這需要掌握相應(yīng)的技巧，而且這一過程可能造成調(diào)繪內(nèi)容和精度的損失。

2）外業(yè)所完成的含調(diào)繪內(nèi)容的航片在內(nèi)業(yè)使用過程中經(jīng)過制圖、一審、二審、質(zhì)檢等流程，不斷地流轉(zhuǎn)、使用，有時(shí)會(huì)同時(shí)被不同的流程所使用，造成時(shí)間上的浪費(fèi)和沖突，降低工作效率。

3）航片在沖洗過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有毒廢液，對人體和環(huán)境造成損害和污染。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，航測制圖內(nèi)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化，外業(yè)生產(chǎn)正在逐步向數(shù)字化方向發(fā)展，在全數(shù)字化的大趨勢下，傳統(tǒng)的外業(yè)調(diào)繪模式就成為制約這一發(fā)展的瓶頸。

采用TRIZ理論的解決方法之一—進(jìn)化分析法，對測繪測圖技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行梳理。在測繪技術(shù)進(jìn)入數(shù)字化測圖后，通過計(jì)算機(jī)處理，實(shí)現(xiàn)測圖數(shù)字定向、共軛影像匹配、三維信息提取等。根據(jù)S-曲線，數(shù)字化測圖進(jìn)入成熟期，但是制約這一發(fā)展的調(diào)繪仍采用傳統(tǒng)的方法，這就需要?jiǎng)?chuàng)新！這一S-曲線圖可表示為下圖。

如今傳統(tǒng)的調(diào)繪方法處于成熟期，根據(jù)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則對調(diào)繪方法進(jìn)行發(fā)展預(yù)測：

1、利用新技術(shù)對傳統(tǒng)調(diào)繪進(jìn)行技術(shù)改進(jìn);

2、根據(jù)測繪實(shí)際需求布局新產(chǎn)品的研發(fā)和使用;[2]

3解決方案

通過因果分析法，對傳統(tǒng)調(diào)繪過程中人、機(jī)、料、法、環(huán)五方面因素對調(diào)繪效果的影響的具體分析，找到需要解決的關(guān)鍵問題，即制約調(diào)繪效率的末端因素[1]，如圖一所示：

為了解決上述問題，采用TRIZ系統(tǒng)的可用資源分析法，對現(xiàn)有的資源及可利用性進(jìn)行分類及分析，形成圖二所示可用資源關(guān)聯(lián)圖，由已有資源，如：平板電腦、工作站、GIS系統(tǒng)等和可擴(kuò)充資源，如：5G網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等組成的超系統(tǒng)就是下一步技術(shù)發(fā)展的可能方向。

3 根據(jù)常用的TRIZ理論法則可以提出多種改進(jìn)方法，以兩種為例：

3.1法則一 提高理想度法則

最理想的技術(shù)系統(tǒng)：不存在物理實(shí)體，也不消耗任何的資源，卻能實(shí)現(xiàn)所必須的功能。當(dāng)然，這是理想的狀態(tài)，任何系統(tǒng)都可以無限向理想系統(tǒng)發(fā)展。

理想度

據(jù)此，調(diào)繪系統(tǒng)可向以下幾個(gè)方向發(fā)展：

a、增加系統(tǒng)的功能;

b、單個(gè)元件完成盡可能多的功能;

c、將一些功能轉(zhuǎn)移到超系統(tǒng)或外部環(huán)境;

d、利用內(nèi)部或外部已經(jīng)存在的可利用資源。

據(jù)此，需要盡量增加調(diào)繪系統(tǒng)的內(nèi)容，盡可能多的將外業(yè)調(diào)繪內(nèi)容轉(zhuǎn)移到平板電腦，減少人工轉(zhuǎn)換和采集時(shí)間，減少人工繪制可能存在的問題;同時(shí)利用已有的內(nèi)業(yè)數(shù)字?jǐn)z影測量工作站、現(xiàn)有技術(shù)5G、云技術(shù)等 ，完成內(nèi)外業(yè)轉(zhuǎn)換，減少由外業(yè)資料轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)系統(tǒng)的時(shí)間。

3.2法則二 向超系統(tǒng)發(fā)展

系統(tǒng)在進(jìn)化過程中，和超系統(tǒng)的資源相結(jié)合，從而使子系統(tǒng)擺脫自身限制，更好實(shí)現(xiàn)原有功能，并轉(zhuǎn)移到超系統(tǒng)中，作為超系統(tǒng)的一部分，調(diào)繪系統(tǒng)在系統(tǒng)功能得到增強(qiáng)的同時(shí)，也簡化了原有的技術(shù)路線。

由此，可以設(shè)計(jì)出將外業(yè)的刺點(diǎn)、調(diào)繪、補(bǔ)測、GPS跟蹤定位、外業(yè)檢查、攝像采集、云技術(shù)傳輸?shù)裙δ苓M(jìn)行集成的超系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)原調(diào)繪功能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)多種功能的集成[1-2]。

4問題求解

綜合以上分析，調(diào)繪超系統(tǒng)可以具有如下功能：

1）采用數(shù)碼影像技術(shù);

2）外業(yè)調(diào)繪摒棄紙質(zhì)介質(zhì)的調(diào)繪片，采用便于攜帶的電子產(chǎn)品;

3）外業(yè)調(diào)繪的功能應(yīng)在完成基本調(diào)繪任務(wù)的同時(shí)，減少內(nèi)業(yè)點(diǎn)、線、面各類符號轉(zhuǎn)換的任務(wù)量，增加便利性。

4）充分利用已有的攝影測量系統(tǒng)，將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換嵌入到現(xiàn)有系統(tǒng)中，減少內(nèi)外工作量。

5）各種符號應(yīng)實(shí)現(xiàn)與規(guī)范的銜接;

6）利用5G、云計(jì)算技術(shù)，將外業(yè)調(diào)繪內(nèi)容實(shí)時(shí)傳輸回內(nèi)業(yè);

7）利用互聯(lián)網(wǎng)和遙感技術(shù)對于地形地貌的改變實(shí)時(shí)能更新;

8）增加功能，將控制點(diǎn)刺點(diǎn)、地物補(bǔ)測、GPS跟蹤定位、外業(yè)檢查、攝像采集等加入系統(tǒng)。

由此繪制出產(chǎn)品輸入、輸出流及超系統(tǒng)如下：

5結(jié)論

采用TRIZ理論的進(jìn)化分析法，對傳統(tǒng)調(diào)繪的改進(jìn)可以從提高理想度法則、子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則、向超系統(tǒng)發(fā)展等方面進(jìn)行思考，發(fā)現(xiàn)可以改進(jìn)和提高的方向。當(dāng)然，根據(jù)TRIZ理論還有多種思考方法，如能量傳遞法則、物質(zhì)-場、技術(shù)矛盾分析法等多個(gè)方面進(jìn)行思考，從而對現(xiàn)有的技術(shù)瓶頸實(shí)現(xiàn)突破。

這只是對測繪生產(chǎn)中一個(gè)方面的改進(jìn)思考，使用的TRIZ工具也是所有理論體系中很小的一個(gè)方面。通過TRIZ理論的應(yīng)用學(xué)習(xí)，不但可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有技術(shù)的突破，還可以在新技術(shù)的突破過程中實(shí)現(xiàn)專利的挖掘和布局，提升經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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