地形測(cè)量和測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化研究

楊東

（臨沭縣自然資源和規(guī)劃局，山東 臨沂 276700）

引言

地形測(cè)量在眾多行業(yè)都有著十分重要的應(yīng)用，例如：石油勘探，城鎮(zhèn)規(guī)劃，橋梁建設(shè)等等，但是由于受到技術(shù)的限制，過(guò)去技術(shù)人員只能依靠測(cè)距儀，水準(zhǔn)儀等等儀器進(jìn)行人工測(cè)量，這種測(cè)量方式需要耗費(fèi)大量的人力、物力、時(shí)間，才能獲得比較準(zhǔn)確地測(cè)量數(shù)據(jù)，但是隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷進(jìn)步，地形測(cè)量的智能化程度越來(lái)越高，精確度也越來(lái)越高，這也使得其能夠?yàn)槠渌袠I(yè)提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)。

一、現(xiàn)有自動(dòng)化技術(shù)

（一）GPS 技術(shù)

GPS 技術(shù)的興起對(duì)于地形測(cè)量相關(guān)技術(shù)的發(fā)展有著十分重要的推動(dòng)作用，這項(xiàng)技術(shù)起源于美國(guó)的全球定位系統(tǒng)，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，中國(guó)、歐洲、俄羅斯，也相繼建立了自己的全球定位系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)可以為用戶提供高準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)定位服務(wù)，同時(shí)也可以用于測(cè)繪工作。GPS 技術(shù)可以為測(cè)繪工作提供更為精準(zhǔn)，實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，并且利用這項(xiàng)技術(shù)可以大大提升測(cè)繪工作的自動(dòng)化程度和效率。利用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行地形測(cè)量具備非常多的優(yōu)勢(shì)，GPS 技術(shù)具備了非常強(qiáng)的穩(wěn)定性，且對(duì)數(shù)據(jù)有著非常高的保密性，同時(shí)還能保證測(cè)繪數(shù)據(jù)的精確度，GPS 技術(shù)的操作相對(duì)比較簡(jiǎn)練，受到外界干擾的情況相對(duì)較少，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的，全天候的地形測(cè)量。目前，GPS RTK 技術(shù)也是一種利用GPS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的測(cè)繪技術(shù)，但是相較于單純的GPS 技術(shù)，其精度更高。RTK技術(shù)的應(yīng)用大大提升了GPS 技術(shù)的測(cè)繪精度，這項(xiàng)技術(shù)可以使測(cè)繪精度達(dá)到厘米級(jí)。如果要利用GPS 技術(shù)獲得更加高精度地測(cè)量數(shù)據(jù)，就需要借助RTK 技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用使得利用GPS 技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用得到極大提升。借助GPS 技術(shù)以及RTK 技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲取厘米級(jí)的定位信息，大大提升了測(cè)量的精度和效率。這項(xiàng)技術(shù)具有精度分布均勻，受限少，獲得數(shù)據(jù)的速度快等等優(yōu)勢(shì)，這也使得這項(xiàng)技術(shù)在測(cè)繪工作中得到廣泛的應(yīng)用。

（二）GIS 技術(shù)

GIS 技術(shù)是一種新興的測(cè)繪技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)將眾多先進(jìn)技術(shù)融于一身，極大地方便了地形測(cè)量工作。GIS 技術(shù)可以將地球表面的地理信息融合進(jìn)一個(gè)統(tǒng)一的信息系統(tǒng)中，同時(shí)還可以將這些信息以一種十分直觀的方式展現(xiàn)出來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)的興起在很大程度上為測(cè)繪自動(dòng)化技術(shù)提供幫助。GIS 技術(shù)需要眾多學(xué)科的支持，其中包括測(cè)量學(xué)，地理學(xué)等等，這些學(xué)科的內(nèi)容被用于搭建GIS 系統(tǒng)。這就使得這項(xiàng)系統(tǒng)變得非常復(fù)雜，且具備非常高的專業(yè)性，其數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了大量的地理信息和數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以得到更加科學(xué)的處理，并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)需要這些數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)可以將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和加工，從而使這些數(shù)據(jù)能夠更加形象，直觀地展示在屏幕上，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪信息的數(shù)字化，這樣可以更好地為測(cè)繪技術(shù)的自動(dòng)化提供便捷的幫助，使其得到極大提升。

（三）RS 技術(shù)

RS 技術(shù)興起相對(duì)比較早，在上世紀(jì)60 年代就已經(jīng)開始研究和應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)不需要接觸被測(cè)目標(biāo)物體，利用波譜的特性來(lái)感測(cè)被測(cè)物體的信息，然后將信息給傳送給地面站，然后對(duì)信息進(jìn)行篩選。遙感技術(shù)可以分為眾多種類，但是其基本都是利用不同波譜的性質(zhì)進(jìn)行探測(cè)。目前遙感技術(shù)已經(jīng)非常成熟，利用這項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)地形信息進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

上述的三項(xiàng)技術(shù)的充分結(jié)合，才能更好地精準(zhǔn)的完成地形測(cè)量工作。利用遙感技術(shù)可以為GIS 提供豐富、準(zhǔn)確的地形數(shù)據(jù)。GIS 系統(tǒng)可以對(duì)遙感技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理和利用。GPS 技術(shù)可以作為輔助，對(duì)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充，可以幫助GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)更新。將這三種技術(shù)進(jìn)行充分的融合，使其能夠發(fā)揮自身的特點(diǎn)，這樣可以更好地為人們提供更加精準(zhǔn)的地形數(shù)據(jù)，同時(shí)也能夠更好地幫助人們科學(xué)的利用這些地形數(shù)據(jù)。

二、發(fā)展趨勢(shì)

（一）5G 以及集成技術(shù)的應(yīng)用

目前，5G 技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)十分迅速，但是5G 技術(shù)依然存在一些問(wèn)題需要解決和優(yōu)化，5G 技術(shù)作為新一代通信技術(shù)，其發(fā)展?jié)摿κ志薮?。在各行各業(yè)都有著十分廣泛的應(yīng)用。同樣在地形測(cè)量領(lǐng)域也會(huì)有非常大的應(yīng)用空間。如果將5G 技術(shù)應(yīng)用于地形測(cè)量必然會(huì)大大提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)木群退俣龋箶?shù)據(jù)能夠更快的得到更新，同時(shí)也會(huì)使測(cè)量系統(tǒng)更加智能化，自動(dòng)化。集成技術(shù)同樣是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，將眾多技術(shù)集中于同一系統(tǒng)中，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，就能夠在更大程度上保證地形測(cè)量的精度和效率。在這其中3S 系統(tǒng)就是非常典型的集成技術(shù)的應(yīng)用。而目前正在逐步完善的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)更是將眾多技術(shù)融入一身，使得地形測(cè)量更加智能化、自動(dòng)化，其精確度也得到極大地提升。

（二）測(cè)繪軟件的開發(fā)

要實(shí)現(xiàn)測(cè)繪技術(shù)的自動(dòng)化和智能化，測(cè)繪軟件的開發(fā)是必不可少的。測(cè)繪軟件需要不斷引入先進(jìn)的技術(shù)，例如：人工智能技術(shù)等等，利用這些先進(jìn)的技術(shù)可以在很大程度上提升測(cè)繪軟件的智能化和自動(dòng)化程度，并且更加有利于人們的應(yīng)用，能夠?qū)y(cè)繪結(jié)果更加直觀地顯示在屏幕上。同時(shí)，在不斷引入新技術(shù)的同時(shí)，還要不斷根據(jù)實(shí)際需求完善其功能模塊，從而使其能夠更好地完成測(cè)繪工作。在軟件開發(fā)中，數(shù)據(jù)庫(kù)的完善也是必不可少的，數(shù)據(jù)庫(kù)是所有地形信息存儲(chǔ)的容器，如果其速度無(wú)法得到提升必然會(huì)大大影響整個(gè)軟件系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。因此，就需要針對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更加科學(xué)的設(shè)計(jì)，使其能夠滿足測(cè)繪工作的要求，提升運(yùn)行效率。利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地理信息的及時(shí)更新，使地理信息的管理更加科學(xué)，高效，便捷。這樣可以使這些地理信息得到最大限度的利用，使測(cè)繪技術(shù)更加自動(dòng)化，智能化。

（三）人工智能的應(yīng)用

目前，人工智能技術(shù)已經(jīng)得到如火如荼的發(fā)展，如果能夠?qū)⑦@項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于地形測(cè)量中，必然會(huì)大大提升其智能化程度。現(xiàn)階段，測(cè)繪技術(shù)對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的依賴程度越來(lái)越高，使得眾多先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)被應(yīng)用于測(cè)繪技術(shù)當(dāng)中。在這其中，人工智能技術(shù)作為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的代表技術(shù)之一，同樣在測(cè)繪工作中得到廣泛的應(yīng)用。在系統(tǒng)中，可以利用已有的專業(yè)知識(shí)作為基礎(chǔ)，然后以人類專家思考的方式進(jìn)行推理和計(jì)算，這樣可以更加高效的處理已經(jīng)獲得的地理測(cè)量數(shù)據(jù)，大大減輕了科研人員的工作量，使測(cè)量數(shù)據(jù)能夠得到妥善地處理，大大提升了地形測(cè)量的精確度以及智能化程度。

三、應(yīng)用

（一）工程地質(zhì)測(cè)繪

工程項(xiàng)目的地質(zhì)測(cè)繪工作是非常重要的，如果在工程項(xiàng)目進(jìn)行前不能對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行詳盡的了解，必然會(huì)導(dǎo)致工程項(xiàng)目無(wú)法正常開展。因此，工程項(xiàng)目開始前需要對(duì)施工場(chǎng)地開展科學(xué)的地質(zhì)測(cè)繪工作。在這項(xiàng)工作中，測(cè)繪人員可以利用自動(dòng)化，智能化的測(cè)繪系統(tǒng)快速獲取相關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)，并且利用智能化的系統(tǒng)對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的處理，這就大大縮短測(cè)繪工作的時(shí)間，降低了測(cè)繪工作的成本，同時(shí)也大大提升了測(cè)繪工作的精準(zhǔn)度，這就為工程項(xiàng)目的順利推進(jìn)奠定了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）防災(zāi)和救災(zāi)

自然災(zāi)害對(duì)于人類的生存和發(fā)展有著非常大的影響。為了更好地避免自然災(zāi)害對(duì)人類發(fā)展的影響，就需要對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行有效防范。在防災(zāi)中，高度自動(dòng)化、智能化的測(cè)繪系統(tǒng)可以更好地對(duì)河流，山川進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且實(shí)時(shí)更新相關(guān)的測(cè)繪數(shù)據(jù)，這樣可以更好地發(fā)現(xiàn)災(zāi)情，幫助人員及時(shí)采取措施，減少災(zāi)害的發(fā)生，減少災(zāi)害所帶來(lái)的損失。同時(shí)，利用測(cè)繪系統(tǒng)可以對(duì)河流，山川，地下水進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，可以幫助人們發(fā)現(xiàn)存在的污染，同時(shí)也能夠更好地統(tǒng)計(jì)這些資源的數(shù)量，從而更好地對(duì)這些資源進(jìn)行分配。將自動(dòng)化，智能化的測(cè)繪系統(tǒng)應(yīng)用到災(zāi)害預(yù)警中，可以大大提升災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的效率和準(zhǔn)確度，幫助人們減少自然災(zāi)害所帶來(lái)的損失。

（三）城市規(guī)劃

城市規(guī)劃的合理性對(duì)于其發(fā)展是非常重要的，但是在現(xiàn)實(shí)中，城市的規(guī)劃往往缺乏科學(xué)性，很多城市的布局都存在嚴(yán)重的問(wèn)題，這也導(dǎo)致城市問(wèn)題越來(lái)越多。為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的合理規(guī)劃，可以將智能化的測(cè)繪系統(tǒng)應(yīng)用到其中，智能化的測(cè)繪系統(tǒng)可以提升城市規(guī)劃的合理性，使城市的布局更加合理。同時(shí)利用智能化的測(cè)繪系統(tǒng)也可以應(yīng)用于城市給排水工程之中，讓城市的給排水系統(tǒng)更加合理，同時(shí)也可以利用智能化測(cè)繪技術(shù)，實(shí)現(xiàn)給排水管道的自動(dòng)化挖掘，這就大大提升了城市建設(shè)的效率，提升了城市建設(shè)的水平，減少城市規(guī)劃中的不合理，使城市規(guī)劃更加符合為了發(fā)展的需要。

（四）資源配置

隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)于資源的消耗也越來(lái)越大，這就需要對(duì)各類資源進(jìn)行合理的分配。但是在過(guò)去由于種種原因，資源的分配存在嚴(yán)重的不平衡，這對(duì)于資源的合理利用是非常不利的，同時(shí)也造成了大量的資源浪費(fèi)。隨著社會(huì)發(fā)展的不斷深入，人們對(duì)于資源的保護(hù)意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，為了在保證社會(huì)穩(wěn)步發(fā)展的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升資源的利用效率，就需要對(duì)各類資源進(jìn)行合理的分配。在資源分配的過(guò)程中，智能化的測(cè)繪系統(tǒng)起到非常大的作用。首先，利用智能化、自動(dòng)化的測(cè)繪技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，通過(guò)測(cè)繪技術(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量，可以幫助人們建立當(dāng)?shù)厮Y源分布的動(dòng)態(tài)模型，這樣可以更好地幫助人們更加科學(xué)的選擇大壩的建設(shè)位置，并對(duì)大壩的庫(kù)容進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，這就為大壩的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。其次，通過(guò)智能化的測(cè)繪技術(shù)，可以對(duì)當(dāng)?shù)氐母黝愘Y源有一個(gè)更為精準(zhǔn)的了解，這就為更加科學(xué)地開發(fā)、利用當(dāng)?shù)刭Y源提供了更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，對(duì)于當(dāng)?shù)氐目茖W(xué)發(fā)展有著非常大的幫助。最后，在水災(zāi)，旱災(zāi)中，對(duì)水資源進(jìn)行合理的調(diào)配。利用智能化的測(cè)繪系統(tǒng)可以精確的展示不同地區(qū)的受災(zāi)程度，這樣就可以協(xié)助當(dāng)?shù)卣畬?duì)水資源進(jìn)行合理的調(diào)配，從而緩解災(zāi)情。

結(jié)束語(yǔ)

目前，由于技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)的自動(dòng)化、智能化已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，這也促進(jìn)了地形測(cè)量工作的不斷發(fā)展。為了更好地實(shí)現(xiàn)測(cè)繪技術(shù)的自動(dòng)化和智能化，就需要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，將更多的先進(jìn)技術(shù)融入其中，只有這樣才能更好地提升測(cè)繪技術(shù)的智能化程度，從而提升地形測(cè)量工作的效率和精確度，進(jìn)而幫助人們獲得更加精準(zhǔn)的地形測(cè)量數(shù)據(jù)。