測繪新技術(shù)在測繪工程測量中的運用探析

王俊

（合肥市測繪設(shè)計研究院，合肥 230061）

1 測繪工程特點

測繪工程指的是對空間信息進(jìn)行采集、處理、分析與應(yīng)用的過程，主要是利用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行地球、建筑物三維特征與指定參考系關(guān)系、運動物體的特征與多維參數(shù)以及地球重力場及其內(nèi)部物理特征的研究，將研究結(jié)果應(yīng)用在工程當(dāng)中[1]。

在先進(jìn)技術(shù)的支持下，測繪工程的特點較為明顯。第一，測繪工程實現(xiàn)了測量內(nèi)業(yè)與外業(yè)作業(yè)的一體化?？梢詾闇y繪工程提供大量的時空信息，且可以在進(jìn)行測量外業(yè)作業(yè)的同時開展測量內(nèi)業(yè)作業(yè)，即測繪工程測量人員可以在野外采集信息的同時處理數(shù)據(jù)信息，提高了測量效率與質(zhì)量。第二，測繪工程實現(xiàn)了數(shù)據(jù)獲取與處理的自動化。智能化技術(shù)與自動化技術(shù)的快速發(fā)展為測繪工程測量提供了支持，測量人員可以直接通過測量設(shè)備自動采集和處理數(shù)據(jù)信息。第三，測繪工程實現(xiàn)了測量過程控制與系統(tǒng)行為的智能化。當(dāng)前，測量人員可以直接利用計算機(jī)系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)控制測量行為，減少了測量控制過程對人力的需求，提高控制的智能化水平。第四，測繪工程實現(xiàn)了測量結(jié)果與產(chǎn)品的數(shù)字化[2]。經(jīng)過數(shù)字化設(shè)備與計算機(jī)處理之后，測量結(jié)果便展現(xiàn)為數(shù)字化信息，提升了數(shù)字化水平。第五，測繪工程實現(xiàn)了測量信息管理的可視化。測量人員可以通過專用設(shè)備與系統(tǒng)觀察信息處理的全過程。第六，測繪工程實現(xiàn)了信息共享。在信息化時代中，實現(xiàn)測繪工程的信息共享可以提高工作效率，而信息技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了信息共享。此外，測繪工程也展現(xiàn)出了精確、可靠、快速、遙測、實時、簡便、安全以及集成等特點。

2 常用的測繪新技術(shù)分析

2.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)是根據(jù)電磁波理論，應(yīng)用傳感儀器收集并處理遠(yuǎn)距離目標(biāo)輻射和反射的電磁波信息，并將信息處理成圖像，從而達(dá)到探測和識別地面各種景物目的的技術(shù)[3]。遙感技術(shù)的應(yīng)用需要利用飛機(jī)、人造衛(wèi)星或其他飛行器收集地面目標(biāo)的電磁輻射信息，從而對地球環(huán)境與資源進(jìn)行判斷。遙感技術(shù)是由航空攝影技術(shù)、航天技術(shù)以及電子計算機(jī)技術(shù)共同發(fā)展而來的。當(dāng)前，常用的遙感器有很多，如電視攝像機(jī)、照相機(jī)、成像光譜儀、合成孔徑雷達(dá)、多光譜掃描儀以及微波輻射計等，傳輸設(shè)備可以將這些信息采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)信息傳輸至地面站，之后圖像判讀儀、彩色合成儀以及圖像處理機(jī)等設(shè)備會自動處理信息。遙感技術(shù)作為一種測繪新技術(shù)在測繪工程測量中發(fā)揮著重要作用。測量人員可以利用遙感技術(shù)獲取地面上工程測繪目標(biāo)的數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，可有效提高測繪工程測量的效率與質(zhì)量。同時，在未來可以進(jìn)行地面、航空與航天的多層次遙感，構(gòu)建地球環(huán)境衛(wèi)星觀測網(wǎng)絡(luò)；傳感器也會覆蓋電磁波譜的全波段；在圖像信息處理方面會實現(xiàn)光學(xué)與電子計算機(jī)的混合處理，并具有模式識別與自動分類等功能；會實現(xiàn)精確化與定量化的遙感分析解譯；會與GPS 以及GIS 形成一體化的技術(shù)系統(tǒng)。

2.2 全球定位系統(tǒng)技術(shù)

全球定位系統(tǒng)技術(shù)即GPS 技術(shù)，作為測繪新技術(shù)，在測繪工程測繪中發(fā)揮著重要作用[3]。GPS 系統(tǒng)主要是由GPS 衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)以及GPS 信號接收機(jī)共同組成的。在衛(wèi)星技術(shù)快速發(fā)展的過程中，GPS 技術(shù)水平不斷提升，可以實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的位置更新并提供實時導(dǎo)航。相比于傳統(tǒng)的導(dǎo)航系統(tǒng)，GPS 實現(xiàn)了海、陸、空全方位三維導(dǎo)航與定位，其基本原理是利用衛(wèi)星采集全球區(qū)域的地理信息，分析數(shù)據(jù)信息，從而得到全方位的數(shù)據(jù)信息。一般情況下，需要利用計算機(jī)進(jìn)行二次處理才能夠獲取更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在測繪工程測量中應(yīng)用GPS 技術(shù)的方式較多，例如，可以將GPS 技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)結(jié)合起來，從而將靜態(tài)三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)三維坐標(biāo)，也可以利用載波相位差分法GPS 技術(shù)，增強(qiáng)定位的精確性。

2.3 地理信息系統(tǒng)技術(shù)

地理信息系統(tǒng)即GIS 技術(shù)，是多個學(xué)科共同發(fā)展形成的，指的是以地理空間為基礎(chǔ)，利用地理模型分析方法提供地理信息的系統(tǒng)，主要是為地理研究與決策而服務(wù)的。在測繪工程測量當(dāng)中，測量人員可以利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)信息的采集，之后將數(shù)據(jù)信息上傳至數(shù)據(jù)庫，之后地理信息系統(tǒng)會自動將表格型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榈乩韴D形。同時，地理信息系統(tǒng)可以儲存大量的數(shù)據(jù)信息，可以進(jìn)行空間動態(tài)測量，并進(jìn)行實際情況的模擬，可以為測繪工程測量提供數(shù)據(jù)支持，也可以增強(qiáng)測量的準(zhǔn)確性。地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍十分廣泛，在應(yīng)用過程中需高度重視地理信息系統(tǒng)在測繪工程測量中的作用，優(yōu)化資源整合與分配。

2.4 數(shù)字化測繪技術(shù)

數(shù)字化測繪技術(shù)結(jié)合了傳統(tǒng)的測繪技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)，可以提高測繪工程測量的自動化水平與可視化水平。相比于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，數(shù)字化測繪技術(shù)可以利用計算機(jī)模擬真實情形，直接通過圖形等直觀方式展示測繪工程測量結(jié)果，降低了測繪結(jié)果的理解難度。其次，通過數(shù)字化測繪技術(shù)可以利用計算機(jī)儲存和處理測繪信息，為信息使用提供便利。同時，利用數(shù)字化測繪技術(shù)也可以根據(jù)用戶的實際需求排列圖形當(dāng)中的要素，增強(qiáng)結(jié)果的針對性，也可以隨意拼接圖形或改變圖形的比例尺，擴(kuò)大測繪結(jié)果的應(yīng)用范圍。此外，利用數(shù)字化測繪技術(shù)可以提高對地形地物的表達(dá)精度，提高信息傳輸效率。為了滿足測繪工程測量的要求應(yīng)靈活應(yīng)用數(shù)字化測繪技術(shù)，如可利用數(shù)字化測繪技術(shù)取代人工模擬測圖技術(shù)，提高測繪工程測量的質(zhì)量。同時，也可以靈活應(yīng)用與數(shù)字化測繪技術(shù)有關(guān)的測繪軟件，提高數(shù)據(jù)采集效率，為測繪工程測量提供保障。

2.5 攝影測量技術(shù)

攝影測量技術(shù)指的是通過攝影獲取信息、處理信息、提取信息并展示測量結(jié)果。攝影測量學(xué)屬于測繪學(xué)的分支，主要作用是繪制不同比例尺的地形圖，構(gòu)建數(shù)字地面模型，從而為土地信息系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)信息。在應(yīng)用攝影測量技術(shù)時需解決幾何定位與影像解譯這2 個問題，其中幾何定位是明確目標(biāo)的大小、空間位置以及具體形狀，需要利用測量學(xué)的前方交會方法，而影像解譯是明確影像對應(yīng)地物的具體性質(zhì)。根據(jù)攝影機(jī)的位置可以將攝影測量技術(shù)分為航空攝影測量技術(shù)、航天攝影測量技術(shù)以及地面攝影測量技術(shù)等類型；根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域可以將攝影測量技術(shù)分為非地形攝影測量技術(shù)與地形攝影測量技術(shù)這2 種類型；而根據(jù)技術(shù)處理手段，可以將攝影測量技術(shù)分為數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)、解析攝影測量技術(shù)以及模擬攝影測量技術(shù)。相比于其他測繪技術(shù)，攝影測量技術(shù)基本不受地理位置、氣候狀況等自然條件的影響，可以直接反映目標(biāo)，讓測量人員獲得大量信息，可以生產(chǎn)數(shù)字線劃圖、紙質(zhì)地形圖等產(chǎn)品。

2.6 信息化測繪技術(shù)

靈活應(yīng)用信息化測繪技術(shù)有利于促進(jìn)測繪工程測量的發(fā)展，進(jìn)一步推動測繪技術(shù)的進(jìn)步。信息化測繪技術(shù)包括很多技術(shù)，如RTK 技術(shù)、坐標(biāo)基準(zhǔn)構(gòu)建技術(shù)等。在測繪工程測量中應(yīng)用信息化測繪技術(shù)可以提升測繪工程測量的質(zhì)量與效率。相比于數(shù)字化測繪技術(shù)，信息化測繪技術(shù)可以提供實時的地理信息綜合服務(wù)，因此，我國近年來致力于信息化測繪體系的構(gòu)建，希望能夠?qū)崿F(xiàn)信息交互網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)獲取實時化、信息服務(wù)社會化、技術(shù)體系數(shù)字化。為了實現(xiàn)這些技術(shù)，應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)代坐標(biāo)基準(zhǔn)構(gòu)建技術(shù)、高精度地球重力場模型與大地水準(zhǔn)面精化技術(shù)、無縫導(dǎo)航與位置服務(wù)技術(shù)以及衛(wèi)星導(dǎo)航與RTK技術(shù)等現(xiàn)代化測繪基準(zhǔn)技術(shù)；三維航空相機(jī)陣列攝影測量技術(shù)、準(zhǔn)實時航空主動遙感測圖技術(shù)等地理信息系統(tǒng)技術(shù)；傳感器數(shù)據(jù)自動處理技術(shù)、基礎(chǔ)地理信息動態(tài)更新技術(shù)、多源遙感數(shù)據(jù)高性能計算技術(shù)等地理信息自動化處理技術(shù)；多元時空網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)字城市與區(qū)域空間信息共享服務(wù)技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)化管理與服務(wù)技術(shù)。

3 測繪新技術(shù)在測繪工程測量中的運用

3.1 測繪新技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用

傳統(tǒng)地籍測量工作一直應(yīng)用人工測量方式，整體測量效率較低，且無法保障測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，很難有效開展地籍測量工作。而將測繪新技術(shù)應(yīng)用在地籍測量當(dāng)中可以充分發(fā)揮GPS 技術(shù)與RTK 技術(shù)的作用，提高地籍測量的效率與準(zhǔn)確性，并靈活應(yīng)用測量數(shù)據(jù)，為地籍測量提供豐富的信息。

3.2 測繪新技術(shù)在城市給排水工程中的應(yīng)用

測繪新技術(shù)在城市建設(shè)中也發(fā)揮著重要作用，如可以為城市給排水工程的建設(shè)提供數(shù)據(jù)信息。給排水工程是城市建設(shè)的基礎(chǔ)工程，影響著人們的正常生活與生產(chǎn)。而給排水工程貫穿在地下，會受到地下管道的影響。利用測繪新技術(shù)進(jìn)行工程測量可以了解地下管道的數(shù)量、構(gòu)造以及具體的分布情況，降低了給排水工程的設(shè)計難度與施工難度。例如，在給排水工程中應(yīng)用測繪新技術(shù)可以為水準(zhǔn)儀、全站儀等設(shè)備的放置提供支持。其中，數(shù)字化測繪信息技術(shù)可有效增強(qiáng)地下測繪的精準(zhǔn)性，為地下給排水管道的鋪設(shè)奠定基礎(chǔ)，有利于促進(jìn)城市發(fā)展。

3.3 測繪新技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

在水利工程當(dāng)中可以利用GPS 技術(shù)進(jìn)行工程定位測量，并利用三維技術(shù)構(gòu)建水利工程的整體框架，之后利用影像技術(shù)進(jìn)行圖像分析，從而為水利工程建設(shè)提供支持。

3.4 測繪新技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

隨著信息化建設(shè)水平的提升，我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展。在通信工程建設(shè)時，可以將遙感技術(shù)應(yīng)用在通信路線的規(guī)劃當(dāng)中，增強(qiáng)路線施工的可行性。同時，也可以利用GIS 技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)點的測量，保障通信工程建設(shè)的質(zhì)量，為人們的生活生產(chǎn)活動提供便利。

3.5 測繪新技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用前景

從當(dāng)前的應(yīng)用情況來看，測繪新技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用前景十分廣闊。首先，隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展，測繪新技術(shù)的技術(shù)含量將不斷提升，可以更高效地處理測繪工程測量數(shù)據(jù)。其次，測繪新技術(shù)會越來越重視數(shù)字化的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升測繪工程測量作業(yè)的數(shù)字化水平，有利于提升測繪工程測量的整體質(zhì)量。此外，未來測繪新技術(shù)的理論與實踐會不斷發(fā)展，這就需要提高測繪工程測量人員的專業(yè)素養(yǎng)。

4 結(jié)語

在科學(xué)技術(shù)的支持下，測繪工程呈現(xiàn)出了較多的特點，例如，測量內(nèi)業(yè)作業(yè)與外業(yè)作業(yè)一體化、測量過程控制與系統(tǒng)行為智能化等，同時測繪工程測量也對測繪技術(shù)提出了更高的要求。因此，需要將地理信息技術(shù)、遙感技術(shù)、數(shù)字化測繪技術(shù)等測繪新技術(shù)應(yīng)用在測繪工程測量中，提高測繪工程測量的智能化與自動化水平。