淺析測繪工程技術(shù)精度控制策略

章功海

（合肥市測繪設(shè)計研究院，安徽 合肥 230000）

0 引言

如今，國防、海洋工程、工程建設(shè)等各個領(lǐng)域都需要得到精確、充分、完整的地理信息資料支撐，因此更加凸顯出了測繪工程技術(shù)在社會發(fā)展中的重要意義。測繪技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展推動了國防、海洋工程、建筑工程水平的不斷提升。但測繪工程技術(shù)在實際應(yīng)用中仍然會受到各種因素的影響，導致其精度水平無法得到有效提升。因此，不斷強化測繪技術(shù)精度控制已經(jīng)成為當前工程領(lǐng)域技術(shù)革新發(fā)展的重點環(huán)節(jié)。

1 測繪工程技術(shù)簡述

利用測繪作業(yè)來獲取諸如建筑、公路、地形地貌、海洋狀況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的深入分析構(gòu)建數(shù)據(jù)共享平臺后就可以為多部門開展工作提供數(shù)據(jù)支撐，進而促進測繪工程技術(shù)的合理應(yīng)用。在當今測繪工程領(lǐng)域智能化、數(shù)字化、自動化測繪方式已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)的人工記錄。最為常見的測繪工程技術(shù)包括數(shù)字化技術(shù)、攝影測繪技術(shù)及基于全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）的測繪技術(shù)。在部分測繪工程中通過上述5 種技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用能有效提升測繪工作質(zhì)量和工作效率[1]。

2 測繪工程技術(shù)精度控制重要意義

社會發(fā)展水平的不斷提升使得人們對測繪結(jié)果的精度要求越來越高。在我國社會轉(zhuǎn)型發(fā)展以及城市化建設(shè)不斷推進的過程中，人們的活動范圍也越來越大，水利水電、公路橋梁、鐵路等各類工程建設(shè)規(guī)模在不斷擴大，在工程建設(shè)中經(jīng)常會遇到復(fù)雜地形條件，此時需要充分保障測繪數(shù)據(jù)的合理性才能滿足工程建設(shè)的基本需求。我國目前在測繪工程技術(shù)以及設(shè)備方面都取得了巨大進步，測繪工程領(lǐng)域的技術(shù)標準以及操作要求也更加細致，而其中最為重要的一項管理內(nèi)容就是測繪技術(shù)精度控制。測繪工程技術(shù)精度控制的主要目的是通過科學的控制措施來保障測繪作業(yè)每一環(huán)節(jié)都能滿足工程施工實際要求，這樣不僅可以保障工程設(shè)計的合理性，也可以為后續(xù)作業(yè)施工科學性提供保障[2]。因此，對于測繪工程管理來說，測繪技術(shù)精度控制屬于非常重要的一個組成部分，對工程建設(shè)質(zhì)量以及施工水平提升也有積極的促進作用。

3 測繪工程技術(shù)精度控制實踐應(yīng)用

為精確描述測繪工程技術(shù)精度控制測繪，本文以某地區(qū)為例，對農(nóng)村地籍測繪精度控制方法進行了分析。

3.1 地籍測繪精度控制分析

3.1.1 地形數(shù)據(jù)測量

在當今地籍測繪作業(yè)中通常會使用GPS 技術(shù)來完成地形數(shù)據(jù)測量，衛(wèi)星本身的瞬時三維坐標為已知值，此時可以針對接收端與衛(wèi)星之間距離利用數(shù)據(jù)傳輸進行分析，通過已知三維坐標參數(shù)以及聯(lián)立方程來完成接收端數(shù)據(jù)的計算。GPS 測繪技術(shù)在應(yīng)用過程中只要保障能在開闊空間中搜索到三顆衛(wèi)星就能實現(xiàn)接收端位置的精確定位。接收機位置是利用參考點數(shù)量以及位置差異來通過GPS 盡心確定，定位方式包括了單點定位以及相對定位[3]。單點定位是以接收機觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來計算出位置數(shù)據(jù)，相對定位是根據(jù)兩臺不同接收機觀測數(shù)據(jù)來最終確定接收機位置，如圖1 所示。

圖1 單點定位和相對定位

在獲取地形數(shù)據(jù)點過程中參考點周邊空間地物都處在精致狀態(tài)，因此獲取數(shù)據(jù)很容易受到各類因素的干擾而導致距離誤差出現(xiàn)[4]。GPS 定位通常是在待測量位置固定天線。定位完成后需要選擇合理的控制點，控制點選擇應(yīng)該保障其基礎(chǔ)穩(wěn)定堅固，這樣才能實現(xiàn)測距的長時間保存?？刂撇贾猛戤吅?，需要開展圖根測量控制，為保障地籍測量中的界址點、外業(yè)補測測量需求，需要對界址點分布狀況以及測量所在地的地形狀況進行綜合后來設(shè)計合理的圖根點密度，保障布點合理性。實施動態(tài)測量過程中應(yīng)該按照兩次觀測的平均值來最為最后測量結(jié)果。“三參”測量過程中要在測量區(qū)域內(nèi)來設(shè)置高級控制點，同時要保障測量區(qū)域半徑應(yīng)該處在5km 的范圍內(nèi)。上述步驟測量獲取數(shù)據(jù)可以通過人機交互來實現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢查，保障測量數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量。

3.1.2 地形測量數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

在進行地籍測繪過程中數(shù)據(jù)質(zhì)量會對最終測繪精度產(chǎn)生直接影響，如果測繪精度存在問題，就會導致后期無法明確土地權(quán)，也無法及時發(fā)現(xiàn)存在的數(shù)據(jù)錯誤。我國為了適應(yīng)集體土地管理和利用需求制定出了關(guān)于集體土地確權(quán)的標準規(guī)范，對土地測繪數(shù)據(jù)質(zhì)量提出了嚴格要求。鑒于此，在控制地形測量數(shù)據(jù)質(zhì)量過程中可以總結(jié)以往土地確權(quán)的成功經(jīng)驗，同時通過現(xiàn)代化手段的應(yīng)用來保障調(diào)查數(shù)據(jù)點整體質(zhì)量。

結(jié)合我國當前土地確權(quán)開展的是情況后對空間數(shù)據(jù)質(zhì)量進行嚴格控制。確權(quán)時利用人機交互技術(shù)可以全面檢查空間數(shù)據(jù)質(zhì)量。在集體土地確權(quán)中空間數(shù)據(jù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。鑒于此，必須要對空間數(shù)據(jù)質(zhì)量進行嚴格控制。數(shù)據(jù)通過檢查合格后，就可以針對控制網(wǎng)精度進行計算，進而達到大比例尺地籍測繪精度控制的要求。

3.2 地籍測繪精度控制實驗研究

3.2.1 數(shù)據(jù)準備

本次研究過程中主要以某農(nóng)村地區(qū)作為實驗區(qū)以來涉及地籍測繪精度控制方法對比實驗，在針對該區(qū)域的地形測繪過程中使用了多種測繪精度控制方法，在此基礎(chǔ)上來完成該地區(qū)地形圖的誤差測量和多邊形重疊檢查，對于上述兩項指標進行分析后來得出測繪精度控制方法的優(yōu)劣[4]。第1 種精度控制方法為常規(guī)地籍測繪精度控制方法，另另外兩種分別是激光掃描測繪精度控制方法以及傾斜攝影測量控制方法。

針對該實驗區(qū)域利用EPS 三維測圖軟件來精確獲取二維和三維數(shù)據(jù)，同時根據(jù)地形圖的繪制規(guī)范要求來完成地物繪制，這樣就可以形成整個實驗區(qū)域的地形圖數(shù)字線畫圖，實驗區(qū)域內(nèi)的地物主要包括了道路拐點、房屋房角、輸電線桿、圍墻角等。表1 為地物平面坐標的采集數(shù)據(jù)。

表1 地物平面坐標的采集數(shù)據(jù) 單位：m

結(jié)合上述數(shù)據(jù)經(jīng)過分析后就可以獲取不同精度控制方法的誤差實驗和多邊形重疊檢查實驗結(jié)果。

3.2.2 中誤差實驗結(jié)果和分析

通過以式（1）可以精確計算出中誤差。

式中：N——實驗觀測數(shù)量；υ——觀測改正數(shù)，觀測改正數(shù)主要是通過測量值與算術(shù)平均值相減后獲取。

地籍測繪過程中不同經(jīng)度控制方法的誤差實驗結(jié)果具體如表2 所示。

表2 不同精度控制方法的誤差實驗結(jié)果 單位：m

根據(jù)上表可以發(fā)現(xiàn)，激光掃描精度控制方法為控制方法1，傾斜攝影精度控制方法為控制方法2，地籍測繪精度控制方法為控制方法3。根據(jù)誤差實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，對于激光掃描精度控制方法來說，中誤差最高值為x=0.71、y=0.72，對于傾斜攝影進度控制方法來說其中誤差的最高值為x=0.79、y=0.83，普通地籍測繪精度控制方法中誤差最高值為x=0.23、y=0.25。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，在本次中誤差實驗結(jié)果中地籍測繪精度控制方法最終的中誤差實驗誤差最低，這也充分說明在地形圖的繪制過程中利用精度控制方法可以全面提升測繪精度。在充分結(jié)合地形圖測繪的具體狀況之后進一步開展了多邊形重疊檢查實驗，其主要是將兩組不同的實驗結(jié)果進行結(jié)合之后將其作為精度控制站的最終依據(jù)。

3.2.3 多邊形重疊檢查實驗

所謂多邊形重疊主要指的是在進行地形圖繪制的過程中多個線段頂點分別圍成的區(qū)域之間存在的重疊現(xiàn)象，對于多邊形實體來說通常情況下不允許存在重疊。在實驗過程中針對地形繪圖中的多線段利用CAD軟件經(jīng)過轉(zhuǎn)化后形成區(qū)域，同時針對多線段相鄰的兩個區(qū)域利用交集運算方法進行精確求解。如果兩個區(qū)域經(jīng)過存在相鄰、相離或不重疊的現(xiàn)象，那么最終的運算結(jié)果就為空；相反，如果兩個區(qū)域存在重疊的情況下運算結(jié)果不為空，在這種情況下進一步判斷其區(qū)域相交的情況后，針對相交形成的交集做出記號，在后續(xù)進行修正。對于三種不同精度控制方法的實驗結(jié)果進行對比后可以發(fā)現(xiàn)，傾斜攝影測量精度控制方法在實驗中形成的重疊區(qū)域相對較少，但是這種進度控制方法的多邊形重疊問題仍然存在，在文章中所使用的控制方法通過實驗運算后結(jié)果為空，其中存在兩個區(qū)域的相鄰、相離現(xiàn)象，但是并未發(fā)現(xiàn)多邊形重疊。結(jié)合上節(jié)中所描述的中午場實驗結(jié)果可以知道，在地形數(shù)據(jù)測量過程中地籍測繪精度控制方法不僅中誤差值最低，而且通過實驗并未發(fā)現(xiàn)存在多邊形重疊，這也可以充分說明在地形圖繪制過程中通過相離地籍測繪精度控制方法可以全面提升圖形繪制質(zhì)量，與其他兩種精度控制方法相比較，在測繪工程領(lǐng)域中該方法具有更強的適用性。

4 結(jié)語

綜上所述，測繪作業(yè)包含的內(nèi)容非常繁雜，因此在測繪作業(yè)過程中經(jīng)常會受到各種因素影響，導致測繪技術(shù)進度不能得到保障。在工程實踐中應(yīng)該結(jié)合具體的測繪需求以及工程施工實際狀況來選擇更加適合的測繪精度控制方法，同時也要針對各類影響因素采取優(yōu)化措施進行合理控制，這樣才能實現(xiàn)測繪施工技術(shù)精度的有效提升。此外隨著社會的不斷進步，作為測繪施工企業(yè)也應(yīng)該加大對技術(shù)及設(shè)備的投入，并加強專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)，這樣才能滿足工程測繪施工技術(shù)進度要求。