工程勘察測繪中的信息化測繪技術(shù)研究

袁 康 馬作君 (大冶有色設(shè)計研究院有限公司 湖北 黃石 435005)

引言

測繪,簡單地說就是測量與繪圖。測繪工程是利用各種現(xiàn)代化方法來采集、量測、分析、存儲、管理、顯示、傳播和應(yīng)用各類地學(xué)信息的一門綜合的信息科學(xué)。現(xiàn)代測繪科學(xué)與技術(shù)以衛(wèi)星導(dǎo)航定位、遙感和地理信息系統(tǒng)為代表,它被認為是當今世界上很重要的、發(fā)展快的領(lǐng)域之一。信息化測繪技術(shù)在工程勘察測繪中的運用,有效提升了勘察測繪速度,增強了測繪精準性。在運用信息技術(shù)過程中,必須對現(xiàn)有的工程測量技術(shù)進行全面的剖析,并運用最新的技術(shù)手段,使之具有更大的發(fā)展?jié)摿?并逐漸拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域,提高其運用的效率和水準,確保其準確性。

一、信息化測繪技術(shù)概述

信息化測繪技術(shù)最本質(zhì)的內(nèi)涵和特征,就是實現(xiàn)實時有效的地理信息綜合服務(wù)。它以數(shù)字化測繪為基礎(chǔ),通過對各種地理坐標進行全方位的采集,逐步向著智能化、集成的發(fā)展趨勢。信息化測繪技術(shù)包括了衛(wèi)星、地心引力、衛(wèi)星高度等,與常規(guī)的技術(shù)結(jié)合在一起,形成了一種新的地圖技術(shù)。隨著電腦與GPS技術(shù)的發(fā)展,工程地圖也在向智能化、自動化中發(fā)展。由于國家處在快速發(fā)展的建設(shè)階段,對各種工作都有很大的要求,因此,在工作中,要通過使用信息化測繪技術(shù)來解決各種繁瑣的工作,減少資料的處理困難,使資料的質(zhì)量和效率都有很大的提升。此外,要充分運用新技術(shù),充分發(fā)揮信息化測繪技術(shù)自身的優(yōu)點,提升總體發(fā)展成效,推動我國測繪事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

二、信息技術(shù)的重要性以及價值

(一)信息化測繪技術(shù)提高工程測量精度

在以往的工程勘察中,采用的方法大多都是手工進行,并不能完全確保其準確性,而且在信息化測繪技術(shù)尚未普及的情況下,有關(guān)的資料都是手工進行的,所以必須要舍棄一些較為繁瑣的資料,這樣可以節(jié)省大量的時間,但是對于準確率來說,還是會有一定的誤差。而當信息化測繪技術(shù)得到了充分利用,通過數(shù)據(jù)分析軟件進行精確的計算,既可以提高算法的效率,又可以保證數(shù)據(jù)的精度,從而提高工程的精度。

(二)信息化測量技術(shù)促進測量數(shù)據(jù)更加精準有效

在工程勘察中,其目標是為施工提供決策的基礎(chǔ),因此,必須確保所收集到的資料越詳盡越好。由于常規(guī)的測量技術(shù)只能從工程的表層資料中獲取,而在工程的內(nèi)部進行動態(tài)的數(shù)據(jù)采集比較麻煩,并且采用了紙質(zhì)的方式來表示。通過信息化技術(shù),可以更加直觀地顯示資料的分析,提高資料使用的效率,為項目提供更好的服務(wù)。

(三)信息化測繪技術(shù)有效減少測量工作強度

在常規(guī)的工程勘察中,采用的是手工方式,由于所采用的儀器數(shù)量很多,如果測量范圍發(fā)生變化,則要進行相應(yīng)的運動,并且必須手工進行,因此,測量工作非常繁重。而在信息化測繪技術(shù)方面,使用該系統(tǒng)后,測量者只要將測量設(shè)備放在測點,就可以將測量結(jié)果自動上傳到終端電腦,從而大大降低了手工記錄的工作量。隨著科技的進步,測量儀器也呈現(xiàn)出了微型化的發(fā)展態(tài)勢,可以縮短儀器的工作時間,減輕工作人員勞動強度,提高工作人員工作質(zhì)量。

三、信息化測繪技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在目前的信息化測繪技術(shù)中,衛(wèi)星監(jiān)控技術(shù)已得到越來越多的使用,繪制工程數(shù)據(jù)可以利用衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進行實時的建模,從而獲得更為精確的信息。與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比較,信息化測繪技術(shù)既能適應(yīng)工程的需要,又能加速數(shù)字化的進程,為以后的工作提供有力保障。近幾年,我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速,相關(guān)的測繪技術(shù)在逐步更新,包括遙感、照相等多種技術(shù)手段的應(yīng)用,改變了過去的單一采集模式,建立起多層次的信息交流。在自動使用時,可以利用較少的地面控制區(qū)來獲得準確的定位資料,從而大大提高了工作效率。由此可以看到,新技術(shù)對測繪產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用,彌補了以前的缺陷,并正在對其進行調(diào)整和優(yōu)化,實現(xiàn)測繪產(chǎn)業(yè)的全方位提升。

四、工程測量中信息化測繪關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)

(一)智能移動測量技術(shù)

該技術(shù)是一系列技術(shù)的統(tǒng)稱,它包含了空間同步技術(shù)、傳感器集成技術(shù)、行走采集技術(shù)和實時數(shù)據(jù)傳送技術(shù)。在工程勘察中,運用智能運動測量技術(shù)可以實現(xiàn)檢測范圍中的目標和資料的傳遞,以及對其他相關(guān)的數(shù)據(jù)進行采集。施工技術(shù)人員充分利用這項技術(shù)的優(yōu)點,既體現(xiàn)其靈活、實時性,又提高工程勘察的總體效能。

(二)無人機攝影測量技術(shù)

無人機技術(shù)、傳感器姿態(tài)控制技術(shù)、航拍2D 和3D圖像的采集技術(shù),取代傳統(tǒng)的照相工作方式,大大降低了攝影費用,縮短了工作時間,提高了測量生產(chǎn)率,獲得了高精度的立體結(jié)構(gòu)資料。

(三)地理信息動態(tài)更新技術(shù)

它包括基于衛(wèi)星的遙感探測技術(shù)、時序的遞增、歷史資料的存儲技術(shù)和層疊技術(shù)。這種技術(shù)的使用,其目的就是改彌補現(xiàn)有地理數(shù)據(jù)的不足,不僅可以加速信息更新速度,還可以減少工作壓力。

五、工程勘察測繪中信息化測繪技術(shù)的具體應(yīng)用

(一)數(shù)字化技術(shù)

在目前工程制圖產(chǎn)業(yè)中,信息化測繪技術(shù)不僅可以提升項目的精度,而且可以實現(xiàn)對地理信息的采集、加工等需求。利用衛(wèi)星進行技術(shù)規(guī)范管理,可以從總體上提高工作效率。數(shù)字化是一種新的制圖方式,與以前的制圖方式相比,具有很大的優(yōu)越性,利用數(shù)字技術(shù)可以獲得準確的資料。在技術(shù)上,利用數(shù)字化繪圖軟件能力,可以達到數(shù)字繪圖的要求和標準,并且向著自動化方向發(fā)展。在繪圖過程中,可以迅速將資料輸入電腦,進行后續(xù)的掃描儀和加工。在實現(xiàn)地圖技術(shù)的同時,可以按照地圖的需要對地圖進行歸類,以達到方便和廣泛的應(yīng)用。

在實踐中,只要對資料進行修改,就可以進行相應(yīng)改變,然后按照下一步的繪制要求,將所有的資料都收集起來,確保不會有什么問題,從而達到更好的繪制效果。TRK 技術(shù)在工程中應(yīng)用很普遍,可以確保工程的精度,其適用領(lǐng)域越來越廣,以確?？傮w的測繪結(jié)果。為了不給以后的應(yīng)用帶來負面影響,逐漸地對整個工作計劃進行改進。

(二)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)

GPS導(dǎo)航具有全球和全天候的優(yōu)點,可以適應(yīng)未來的定位和地圖需求,并且在技術(shù)上的進步和革新,將會給我們的工作領(lǐng)域帶來巨大變化,為我們的工作提供新的技術(shù)和方法。在實際應(yīng)用中,GPS的尺寸變得更小巧輕便,可以有效地提升總精度,解決了測量過程中比較繁瑣的工作條件,使整個測量精度得到大幅提升。這種方法與傳統(tǒng)的大地測量和位置相比較具有很大的彈性,它可以實現(xiàn)24小時不間斷地工作,與傳統(tǒng)技術(shù)相比,可以更準確地為測繪界帶來更多的數(shù)據(jù)。

(三)地理信息測繪技術(shù)

隨著檢測技術(shù)越來越趨向于智能化、多樣化,地理信息測繪技術(shù)的應(yīng)用將會越來越智能化,越來越自動化,越來越完備,可以實現(xiàn)對未來的通訊需求。在實際運用中,可以根據(jù)立體幾何構(gòu)造,對地圖進行更直接的認識,也可以通過建模來綜合地研究目前的地圖繪制存在的缺陷。還能與可視技術(shù)相結(jié)合,對后期的工作計劃進行改進,逐步改善總體的測量結(jié)果。

(四)網(wǎng)格地理信息技術(shù)

網(wǎng)格體新技術(shù)在地圖繪制中也很普遍,它是由多個地理信息服務(wù)器組成一個完整的網(wǎng)絡(luò),然后使用地理信息技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)進行整體的優(yōu)化,從而達到地理信息的需求和規(guī)范。同時對現(xiàn)有資源和誤差進行有效的管理,實現(xiàn)對各個結(jié)點的數(shù)據(jù)管理,對各個結(jié)點的后續(xù)分析與輸出,使整個地圖的總體質(zhì)量和水準得到了進一步提升。

(五)建筑變形監(jiān)測

進行工程勘察時,會遇到建筑外形的畸變。通過對建筑外形的分析,認為其產(chǎn)生的原因有:建筑的錯綜性、龐大的體積和惡劣的周邊條件。如果工程出現(xiàn)了變化,則意味著房屋使用年限即將屆滿。進行工程勘察時,根據(jù)測量目標的差異,采用多種方式進行測量。比如,采用水平測量方法,對建筑物基礎(chǔ)的自由沉陷進行監(jiān)測,采用三角形方法來監(jiān)測壓實基礎(chǔ)的受力變形和各類建筑的變形情況。運用了建筑物的變形測量技術(shù)以后,可以進行任意測量。而不用選擇特定的技術(shù)進行測量,尤其是在堤壩或動態(tài)監(jiān)測中,更是方便快捷。

(六)建筑工程測量分析

為了保證施工項目的精確性,施工現(xiàn)場的實時測量需要精確監(jiān)控。在工程地質(zhì)勘察中,經(jīng)常會遇到一些需要高精度和頻繁使用的建筑,這就要求我們布置好線路。由于多種因素的作用,導(dǎo)致線路在不同位置發(fā)生故障,尤其當某一控制網(wǎng)受損時,將會對整個工程產(chǎn)生很大的影響。通過采用信息化測繪技術(shù),可以從根本上解決這一問題,使工程的精密測量準確率得到進一步提升和精確性設(shè)計。

(七)碎步測量與放樣分析

利用信息化測繪技術(shù)實現(xiàn)了碎步法和標尺分析,實現(xiàn)了對標定的精確控制。只需將各類儀表站點置于地圖上,把儀器和工作站放置3s左右,將其輸入一個很重要的特征代碼,把不同種類的數(shù)據(jù)集合起來,對數(shù)據(jù)進行精確的采集,就能充分地確保數(shù)據(jù)的精確。

(八)大型高精度工程測量中信息化測繪的應(yīng)用

隨著信息化測繪技術(shù)的不斷普及和運用,大規(guī)模高精密的工程勘察技術(shù)得到進一步的發(fā)展。高精密大項目的一個關(guān)鍵特性就是它的高精度,根據(jù)它的特性,為了達到精確性,必須進行專門的機械設(shè)計和生產(chǎn)。隨著現(xiàn)代高精密測量技術(shù)的發(fā)展,利用信息化測繪技術(shù),可以實現(xiàn)對衛(wèi)星定位、跟蹤、攝像測量、電子測量等多種測量手段的有機融合,使得測量工作變得更容易、更便捷,可以實現(xiàn)實時、自動數(shù)據(jù)傳送,也可以取得良好的測量結(jié)果。

(九)信息化測繪體系的構(gòu)建

要進一步加速我國工程勘察測繪工作的發(fā)展,使其在實踐中的功能得到最大程度地體現(xiàn),必須建立信息化測繪系統(tǒng)。一是提升測繪技術(shù)的信息化運用,持續(xù)發(fā)展相關(guān)技術(shù),制定相關(guān)法律、政策。相關(guān)工作人員多支持信息化測繪體系的制定,實現(xiàn)對相應(yīng)測繪技術(shù)的科學(xué)使用。二是結(jié)合工程勘察實際情況,考慮信息化測繪技術(shù)的特點,在創(chuàng)新理念、測繪領(lǐng)域?qū)I(yè)理論知識等因素的作用下,為信息化測繪體系的有效構(gòu)建提供保障,進而提高這類體系的利用效率,對開展工程勘察工作給予科學(xué)指導(dǎo)。

(十)提升技術(shù)水平的策略

提高測繪技術(shù)的主要途徑是:(1)加強對測繪技術(shù)人員的培訓(xùn),增強其職責(zé)感,使其在工作中更好地發(fā)揮作用。(2)對信息化測繪技術(shù)的應(yīng)用進行深入探討,并對此技術(shù)的實施進行有效的管理,提高該技術(shù)的技術(shù)水平。(3)對信息化測繪技術(shù)的運用予以高度關(guān)注,使其實際運用程度不斷提高。

六、工程勘察測繪中信息化測繪技術(shù)的發(fā)展前景

(一)發(fā)展趨勢

隨著時代的發(fā)展,科技的發(fā)展也越來越快。目前,高技術(shù)地圖技術(shù)主要有:人造衛(wèi)星、航空遙感、空間定位、大地綜合測量技術(shù),利用這種技術(shù),可以收集、整理、檢測、傳遞、儲存和識別等各種數(shù)據(jù),從而達到地圖繪制的要求。目前的測繪技術(shù),是以多種輔助技術(shù)為基礎(chǔ),進一步挖掘地理信息中的資料、資源,使其數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,以實現(xiàn)信息的分享。在今后的發(fā)展過程中,隨著信息化測繪技術(shù)的不斷發(fā)展,將會逐漸走向科學(xué)、現(xiàn)代化。

(二)高精準度的實時獲取技術(shù)

由于對測量資料的需求,對測量的速度和精度都有了很大的提升,所以在進行測量時,必須要有更多的精確測量技術(shù)來實現(xiàn),同時還要利用平流層的信息采集技術(shù),將衛(wèi)星和地面的遙感信息結(jié)合起來,進行綜合的分析和改進。此外,由于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和發(fā)展,數(shù)字地球引起了越來越多的人的注意,在實踐中,我們必須建立一個統(tǒng)一的地理信息數(shù)據(jù)系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和交換。在實際運用中,必須對高性能的遙感資料進行全方位的綜合優(yōu)化,與其與資料處理技術(shù)相結(jié)合,達到資料處理的需求與規(guī)范。并將其與數(shù)字技術(shù)相融合,實現(xiàn)簡單的資料分析,綜合提升總體的測量效果與水準。

(三)多元化的信息集成技術(shù)

在多元化信息集中技術(shù)利用的過程中,要嚴格遵守有關(guān)的規(guī)范和要求,將先進的技術(shù)和技術(shù)方法結(jié)合起來,從而達到提高綜合應(yīng)用的效率。在具體應(yīng)用過程中,必須深入探討多種空間資訊集合技術(shù)和定位技術(shù),將地理空間資訊整合運用于網(wǎng)格化,并進一步深入地剖析、研究各種檢波器收集資料,以達到資料的多角度傳送,以達到資料多樣化的需求和規(guī)范,以確保地理資訊的及時性。在使用時,應(yīng)將先進的數(shù)據(jù)解析與存儲技術(shù)相結(jié)合,動態(tài)地進行升級。

結(jié)論

在目前的測繪工作中,應(yīng)充分運用各種技術(shù),以達到工作方式的創(chuàng)新與發(fā)展,同時滿足智能化、自動化的需求,獲得更為準確的數(shù)據(jù),使得測量工作向著智能化、數(shù)字化的發(fā)展,為各部門的工作人員提供準確的資料,從而提升測繪工作的效率與水準。