測繪工程中特殊地貌的測繪技術(shù)方案分析

劉傳興LIU Chuan-xing

（巨野縣自然資源和規(guī)劃局，菏澤274900）

0 引言

1 測繪工程的含義

測繪工程是測量和測繪的結(jié)合。它通過科技化手段獲取初始地貌和地理數(shù)據(jù)，繼而生成測繪地圖，為測繪項目計劃和城市土地資源的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)，確保工程的實施性和測繪地圖的準確性，確保國內(nèi)經(jīng)濟健康、和諧、快速發(fā)展。在城市化進展中，測繪工程是缺一不可的，測量和測繪技術(shù)在城市化進展中起著核心作用[2]。在制定測量和測繪技術(shù)方案之前，技術(shù)人員應(yīng)深入測繪現(xiàn)場，測量該區(qū)域的地貌、地理位置、水文條件等數(shù)據(jù)，獲取相關(guān)的空間和空間信息，并利用收集的地貌數(shù)據(jù)進行徹底分析，獲取詳細的測繪報告，確保測繪工程各層面、各階段開展井然有序，減少技術(shù)事故發(fā)生的可能性，促進我國經(jīng)濟建設(shè)更快更好的發(fā)展。

2 測繪工程中常用的測繪技術(shù)

經(jīng)常采用的全球衛(wèi)星定位技術(shù)GPRS，極大程度上助推著測繪工程的快速發(fā)展，精確定位測繪對象位置和空間的同時，主動獲取其地貌信息和數(shù)據(jù)，并自動傳輸至計算機系統(tǒng)，后臺同步分析地形信息和繪制地圖，測繪效率和質(zhì)量得到很大的提升[3]。測繪時，定位工作是首要工作，但測繪工程受自然環(huán)境的影響非常大。惡劣的自然環(huán)境，會直接影響測量和測繪數(shù)據(jù)的可行性。采用全球衛(wèi)星定位技術(shù)GPRS就可以很好地解決這個難題，保證測量和測繪能全天候測量，完全不受自然環(huán)境的影響。特別是載波相位差分技術(shù)的運用發(fā)展，加快了測量精度向著更精、更細、更高程度的發(fā)展，將測量和測繪的數(shù)據(jù)誤差控制在cm之間，正負偏差不超過3cm。

3 特殊地貌的特點

經(jīng)過研究，目前國內(nèi)的測繪技術(shù)能準確地測量大部分地區(qū)的地貌，并獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。此外，在進行測量、制圖和數(shù)據(jù)收集時，借助科技化后臺分析，技術(shù)人員可以確保最終測繪結(jié)果的準確性，并獲得更完整的信息和數(shù)據(jù)。但事實上，就測繪工程而言，國內(nèi)有許多特殊的地貌，甚至不常見。在進行測量和測繪工程時，運用現(xiàn)有的測繪技術(shù)無法準確的判斷，或者測量存在的這種特異性，給技術(shù)人員帶來很大的困難。為了徹底地解決這些問題，對這些地區(qū)進行地貌特征測量和數(shù)據(jù)收集是很有必要的，雖然無法借助常規(guī)性的測量和測繪技術(shù)，但是可以因地制宜，使用一些非常規(guī)性的測量和繪圖技術(shù)來確保測量和繪圖工作的執(zhí)行力，并確保最終呈現(xiàn)出來的測量和繪圖結(jié)果更為準確、符合這些地區(qū)的實際情況，以便特殊地貌特殊處理[4]。

4 特殊地貌在測繪工程中的重要性

隨著城市化進展的加劇，國內(nèi)可開發(fā)和利用的城市土地資源日益減少。但是為了早日實現(xiàn)國內(nèi)工業(yè)向現(xiàn)代化發(fā)展的轉(zhuǎn)變，又不得不在一定程度上開發(fā)和利用城市土地資源，首當其沖是最大化對特殊地貌的開發(fā)和利用[5]。在雙重矛盾下，為了降低特殊地貌的實際開發(fā)和利用的難度，技術(shù)人員需要從多角度掌握特殊地貌的實際情況。

4.1 有利于工程公司盡快掌握地貌條件

如果測量和繪圖項目無法正常進行，測繪工程師將對特殊地貌進行適當?shù)臏y量和測繪，將其直接繪制為特殊地貌圖。在這種情況下，工程公司應(yīng)具備特殊地貌的專業(yè)知識，掌握非常規(guī)性測量和測繪的技術(shù)手段?；谶@一層面，工程公司必須檢查特殊地貌作業(yè)現(xiàn)場，一方面可以降低開發(fā)和利用的難度，另一方面也可以避免對作業(yè)現(xiàn)場造成破壞性的損壞。

4.2 有助于工程公司深入探索地質(zhì)環(huán)境

測量和繪圖，不僅可以幫助工程公司明智地開展特殊地貌作業(yè)現(xiàn)場工作，還可以通過特殊地貌圖直觀顯示真實的地貌現(xiàn)狀。通過這種方法獲得的信息數(shù)據(jù)，不僅可以用于工程建設(shè)，還可以用于地貌勘探，使技術(shù)人員能夠足夠了解地質(zhì)環(huán)境，填補未知領(lǐng)域的研究空白，促進國內(nèi)城市化進展的穩(wěn)定發(fā)展。

5 特殊地貌測繪技術(shù)的運用現(xiàn)狀

近年來測繪技術(shù)的發(fā)展，帶動了測繪工程的測量和測繪廣泛發(fā)展和日益更新。然而，全球衛(wèi)星定位技術(shù)GPRS技術(shù)和遠程測繪技術(shù)在城市化進展中的運用，總體上還有些欠缺，并不是很完善，導(dǎo)致特殊地貌的測量和測繪精細度普遍偏低，進而影響測繪工程的項目計劃和實施。這就要求技術(shù)人員建立健全一個比較完整的測量和測繪系統(tǒng)，并針對具體的特殊地貌制定對應(yīng)的測量和測繪技術(shù)流程圖。

在特殊地貌測量和測繪過程中，除了平原、草原和常規(guī)地貌區(qū)域的常規(guī)測繪外，通常還包括特殊地貌區(qū)域的測繪，如崎嶇山地、丘陵地帶、人口稠密的城市和植被茂盛的森林、礦山等覆蓋區(qū)域。在使用常規(guī)性的測量和測繪模式和技術(shù)手段時，很難獲得理想、準確的測量和測繪數(shù)據(jù)[6]。因此，技術(shù)人員應(yīng)熟悉測繪工程領(lǐng)域里，全方位的實際測量和測繪過程，隨機應(yīng)變地制定并實施測量和測繪的技術(shù)流程，在降低成本的同時，展開高水平、高質(zhì)量、高精細度的地貌測量和測繪。

盡管組織化對于加入供應(yīng)鏈是非常重要的，但具體的組織服務(wù)對農(nóng)民是有積極影響的。本研究結(jié)果表明，市場營銷和集散中心的服務(wù)尤其重要的。與買家的談判主要涉及市場營銷服務(wù)。小農(nóng)戶不直接與像連鎖超市這類的買家直接談判，主要有兩個原因。首先，農(nóng)民個人不具有足夠的資質(zhì)進行談判，因為對他們來說費用實在是太昂貴。第二，對連鎖超市來說，與很多個體農(nóng)民談判是不切實際的(過高的交易成本)。相反，為了農(nóng)民和買家的便利，農(nóng)民代表如農(nóng)民組織的領(lǐng)導(dǎo)或經(jīng)理負責談判。從調(diào)查樣本中看出，沒有小農(nóng)戶可以直接銷售給連鎖超市，因此，確定了集體行動對參與超市供應(yīng)鏈的重要性。

6 特殊地貌的測繪技術(shù)方案的具體分析

復(fù)雜性是測繪技術(shù)的一個顯著特征。基于測繪工程和城市化進展的背景，使用創(chuàng)新型的測量和測繪技術(shù)，可以時刻跟蹤抓取、準確無誤地記錄特殊地貌相關(guān)數(shù)據(jù)，特別是運用全球衛(wèi)星定位技術(shù)GPRS技術(shù)和遠程測繪技術(shù)等科技化手段的測量和繪圖工具，它縮短了空間和時間的距離，拉寬了測繪工程監(jiān)督和實施的范圍。對于特殊地貌的測量和測繪，單一性的測量和測繪難以達到測繪工程的目的和想要的效果。因此，在制定特殊地貌的測繪技術(shù)方案過程中，應(yīng)多方位、多角度地結(jié)合各種測量和測繪的方法，實施關(guān)鍵控制技術(shù)的運用。

6.1 人口稠密的城市技術(shù)方案

首先，運用全站儀測量儀技術(shù)。由于城市區(qū)域的人口基數(shù)和密度非常大，專業(yè)的測量和測繪工具和儀器必不可少，例如：全站儀測量儀所使用到的檢查工器具。全站儀測量儀配置有靈活轉(zhuǎn)動的鏡頭與快速抓取的速度，可以完成人口稠密的城市區(qū)域的對應(yīng)測量，免受空間和時間的限制，為測繪工程提供準確的測量和測繪數(shù)據(jù)。與其他類型的測量和測繪工具和儀器相比，全站儀測量儀在高復(fù)雜的特殊地貌測繪中具備很大的運用優(yōu)勢，可以準確評估特殊地貌。例如，一些三級城市的地貌復(fù)雜，很難將常規(guī)性的測量和測繪工具有效地運用至城市區(qū)域的測量和測繪中，但是全站儀測量儀技術(shù)的運用卻可以實現(xiàn)對城市中人口密集地段的全角度測量，有效實現(xiàn)測量和測繪過程。技術(shù)人員必須清楚地認識到，全站儀測量儀并非無所不能，一些可能存在的數(shù)據(jù)傳遞誤差和作業(yè)現(xiàn)場誤差，將對整體測量和測繪精度產(chǎn)生不小的影響[7]。

其次，運用RTK測繪技術(shù)。近年來，RTK等新型測量和測繪儀器在城市、城鄉(xiāng)結(jié)合部等區(qū)域的測量和測繪中有著良好的運用。使用RTK測繪技術(shù)可以讓技術(shù)人員快速定位所在區(qū)域，確定測量和測繪區(qū)域，然后再使用全站儀測量儀制圖工具測量城市整個區(qū)域。

最后，運用無棱鏡測繪技術(shù)。與常規(guī)性的測量和測繪方法相比，無棱鏡測量和繪圖儀器及其支持技術(shù)使用簡單。利用全球衛(wèi)星定位技術(shù)GPRS，準確定位坐標及相關(guān)數(shù)據(jù)信息，繪制測量和測繪的草圖，可以有效避免單一重復(fù)測量和頻繁多次測繪所造成的人力、物力、財力資源的浪費。

6.2 植被茂盛的森林技術(shù)方案

測量和測繪特殊地貌、植被茂盛的森林時，移動信號相對較弱或者被屏蔽，導(dǎo)致無法正常使用RTK、全球衛(wèi)星定位技術(shù)GPRS等測量和測繪工具和設(shè)備，致使出現(xiàn)不適當或者存在嚴重偏差的測量和測繪結(jié)果。同時，由于植被茂盛的山地森林樹木高聳，地貌復(fù)雜多變、交通不便、溝壑傾角較大、不利于全站儀測量儀的測量和測繪。

鑒于這種情況，可以使用非常規(guī)性的測量和測繪技術(shù)具體操作方法包括：首先測量作業(yè)現(xiàn)場的具體直線，然后替換測量橫斷面等相關(guān)坐標、距離、角度等數(shù)據(jù)，并將點放入計算公式中，為了計算測量設(shè)備以及等待點的坐標和方位角，將其中的數(shù)據(jù)進行替換，并通過常規(guī)性的測量技術(shù)和方法確定準確的測量值。通過特殊地貌測量技術(shù)的運用，可以實現(xiàn)技術(shù)人員對難以深入進去的特殊地貌的精確測量。目前，此種操作方法廣泛運用在國內(nèi)各種測繪工程的測量和測繪系統(tǒng)中。

6.3 山地技術(shù)方案

在國內(nèi)西南部，特別是在川渝地區(qū)，大大小小的山峰林林種種。時?？梢娞厥獾孛玻纾荷絽^(qū)山溝、山脊山坡、懸崖峭壁，對這些特殊地貌展開測量和測繪無疑是一項非常艱苦和艱巨的任務(wù)。鑒于這種情況，可以使用激光點云坐標數(shù)據(jù)獲取原理來進行測繪，因為三維激光掃描儀能夠在特殊困難地貌區(qū)域的形成精確的圖像。

三維激光掃描儀獲取的點云數(shù)據(jù)主要是將各站點進行掃描，生成數(shù)據(jù)后進行配準，再將不同時間、站點掃描的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換成實地坐標系從而生成可以使用的成圖。同一臺激光掃描儀在某一個場景中掃描所獲得的多幅點云數(shù)據(jù)有一定的相似程度。因此，在點云數(shù)據(jù)進行配準時要進行旋轉(zhuǎn)和平移。原理是：假設(shè)兩幅存在一定重疊性的點云數(shù)據(jù)S1和S2，其同名區(qū)域的數(shù)據(jù)點分別為Pi＝（Xi，Yi，Zi）和Pj＝（Xj，Yj，Zj），轉(zhuǎn)換參照坐標系為S1，其不同測站空間坐標相對關(guān)系如圖1所示。（圖2）

圖1 數(shù)據(jù)配準原理

圖2 坐標點相互轉(zhuǎn)換關(guān)系的公式

公式中，旋轉(zhuǎn)參數(shù)分別表示為（φ，ω，к），平移參數(shù)分別表示為Δx、Δy、Δz，尺度變換參數(shù)為以λ表示。為了獲得這7個參數(shù)轉(zhuǎn)換，至少要配備3個公共點，多于3個公共點時，可求得7個參數(shù)的最相似的數(shù)值。激光點云配準后，再將掃描儀坐標系與實地坐標系進行轉(zhuǎn)換，結(jié)合仿射變換原理，利用3個以上的實地坐標系的反射片，把整個點云數(shù)據(jù)進行平移、旋轉(zhuǎn)以及縮放后再將其轉(zhuǎn)換到實地坐標系中，形成可使用的成圖。

6.4 未開發(fā)的茂林技術(shù)方案

目前，國內(nèi)的很多茂林地帶尚未完全得到開發(fā)，相對來說，處于比較豐富的狀態(tài)。在茂林地帶的測量和測繪過程中，常規(guī)性的測量和測繪儀器設(shè)備的傳播信號很容易受到茂林地帶的干擾和屏蔽，導(dǎo)致測量和測繪儀器設(shè)備出現(xiàn)故障。例如，RTK、全球衛(wèi)星定位技術(shù)GPS、GIS等測量和測繪儀器在茂林地帶的影響下失去了原來的測量精度，出現(xiàn)較大的測量誤差。

由此可以看出，常規(guī)性的測量和測繪儀器設(shè)備在茂林地帶的測量和測繪中，不具備很強的適應(yīng)性和實用性。如果硬性使用常規(guī)性的測量和測繪儀器設(shè)備，將導(dǎo)致較大的測量和測繪誤差，導(dǎo)致測量和測繪數(shù)據(jù)失真無效。而且，茂林地帶遮蓋了技術(shù)人員的視線，技術(shù)人員難以統(tǒng)計和評估所需要的茂林地帶的測量和測繪要素，不利于測繪現(xiàn)場工作的順利開展。因此，在測量和測繪茂密地帶時，必須改進和更新現(xiàn)有的測量和測繪技術(shù)手段。在實施具體的測量和測繪過程中，應(yīng)首先確定需要測量的具體監(jiān)控站。在此基礎(chǔ)上，利用高坐標和橫向點進行精密的測量和測繪作業(yè)，確保測量和測繪方向方位，滿足測量和測繪的要求，計算測量和測繪結(jié)果。最后，根據(jù)測繪工程的要求和標準，簡化測繪結(jié)果，以滿足和支撐當前的測量和測繪技術(shù)。

6.5 礦山技術(shù)方案

6.5.1 老礦區(qū)技術(shù)方案

老礦區(qū)的測量和測繪相對來說，更為復(fù)雜。首先要畫一幅測量和測繪草圖。技術(shù)人員應(yīng)深入需要測量和測繪的地貌區(qū)域，繪制現(xiàn)場草圖，更全面、更直接地展現(xiàn)老礦區(qū)的現(xiàn)狀，確保老礦區(qū)布局和測繪計劃的合理性。在測量和測繪時，如果不先繪制現(xiàn)場草圖，繪制地貌地圖會出現(xiàn)差異，與老礦區(qū)現(xiàn)場實際情況有出入，這必然會降低測繪精度。在實際測量和測繪過程中，可根據(jù)測量和測繪區(qū)域，在每個老礦山修建數(shù)量和作用性質(zhì)不一樣的測量和測繪站，獲取大量的測量和測繪信息，提高測繪的直接性，有效整合和優(yōu)化站與站之間的數(shù)據(jù)信息，自動篩除無關(guān)緊要的信息，然后根據(jù)現(xiàn)場實際與測繪草圖的比例大小繪制老礦區(qū)內(nèi)部圖，確?，F(xiàn)場制圖與測繪制圖的統(tǒng)一，合理地保證老礦區(qū)測量和測繪的準確性和可行性。

6.5.2 礦山林區(qū)技術(shù)方案

測量和測繪礦區(qū)林區(qū)的難度相對較高。由于礦區(qū)林區(qū)樹木資源豐富，如果采用載波相位差分技術(shù)進行測量和測繪時，設(shè)備信號會被中斷，嚴重影響測量和測繪的精確度，無法達到預(yù)想的測量和測繪質(zhì)量和效果。如果運用全站儀測量儀對礦山林區(qū)進行測量和測繪，效果會不理想。只要礦山林區(qū)存在障礙物，就無法順利進行測量和測繪。針對這一困難，技術(shù)人員應(yīng)制定科學(xué)、合理的測繪技術(shù)方案，通過穿插計算的方式進行測量和測繪。在測量和測繪中，要依次確定導(dǎo)線的位置、角度和距離。在礦山林區(qū)測繪過程中，必須明確立體剖面中的方位角是相同的。角度大小可以通過其坐標知道，然后可以使用相應(yīng)的三角測量數(shù)據(jù)（即可見性數(shù)據(jù)）計算相應(yīng)距離。

6.6 密林技術(shù)方案

在云、貴、川地方，密林的分布十分廣泛，樹木覆蓋率相當高，樹木高聳入云，密林的陽光照射不進來，導(dǎo)致光線不足，測量和測繪儀器設(shè)備接收信號的能力不是很理想。因此，技術(shù)人員可以使用整個監(jiān)控站來測量云、貴、川地方。通過無棱鏡測繪技術(shù)，技術(shù)人員可以一步步繪制當?shù)馗叨炔⑵淅L制成地圖。在使用這種方法時，由于測量和繪圖人員必須進入密林，以防止技術(shù)人員失去辨別方位的能力，因此同一組的技術(shù)人員最好通過鋪設(shè)電線交替前進。此外，測繪工程還可以以無人機航拍照片的形式對作業(yè)現(xiàn)場進行拍照，然后通過計算機分析生成相應(yīng)的三維地貌函數(shù)在相應(yīng)軟件的幫助下繪制成一張圖表[3]。

7 結(jié)語

總之，測繪工程本質(zhì)上，就是測量和測繪，利用科學(xué)、合理的測量技術(shù)獲取地貌特征和地理數(shù)據(jù)，提供有利的依據(jù)給各種項目工程和采礦規(guī)劃，減少安全事故的發(fā)生頻率。對于測量和測繪來說，特殊地貌占有很重要的地位。只有分析和依據(jù)測量和測繪對象區(qū)域的實際情況，才能制定行之有效的測量和測繪技術(shù)方案，以此保證測量數(shù)據(jù)的正確性。希望本文對測繪工程中特殊地貌的測繪技術(shù)方案的研究能為測繪工程提供一定的參考意義和實踐價值，促進測繪工程的可持續(xù)發(fā)展。