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摘要: 从应用的角度讨论了工程测量的发展, 鉴于此探讨了一系列测绘新技术的优点以及在工程测量中的应用, 并提出了若干建议,旨在促进工程测量技术手段的更新, 积极推动新技术的推广和应用。
关键词: 工程测量, 测绘新技术, 数字化绘图, 应用
1 概论
工程测量学科是一门应用学科, 它是直接为国民经济建设和国防建设服务, 紧密与生产实践相结合的学科, 是测绘学中最活跃的一个分支学科。工程测量有着悠久的历史, 近20 年来, 随着测绘科技的飞速发展, 工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。
2 工程测量中的数字化技术
2. 1地图数字化技术
在建立各种GIS 系统时, 对原有地图进行数字化处理, 在建库工作中占据了相当大的工作量, 各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸制地图, 若其现势性、精度和比例尺能满足要求, 就可以利用数字化仪将其输入计算机, 经编辑、修补后生成相应的数字地图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器, 针对大比例尺地形图, 大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息, 高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。
2. 2 数字化成图手段
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容, 常规的成图方法野外工作量大, 作业艰苦, 作业程序复杂, 同时还有繁琐的内业数据处理和绘图工作, 成图周期长, 产品单一,难以适应社会飞速发展的需要。而数字化成图技术具有精度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理及应用、易于发布等特点。
目前, 数字化成图技术有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法, 主要设备是全站仪、电子手簿等, 其特点是精度高、数字化成图的过程, 减轻了作业人员的劳动强度, 使生产周期大大缩短, 能及时满足用户的要求。
3GPS 技术在工程测量中的应用
20 世纪80 年代以来, 随着GPS 定位技术的出现和不断发展完善, 使测绘定位技术发生了革命性的变革, 为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、測距、测水准为主体的常规地面定位技术, 正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS 技术所代替, 同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间; 定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。
在我国GPS 定位技术的应用已深入各个领域, 国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS 技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS 技术。随着DGPS 差分定位技术和RTK 实时差分定位系统的发展和美国AS 技术的解除, 单点定位精度不断提高, GPS 技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。
4 工程测量中的地理信息(GIS) 技术
GIS 是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程, 还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前, GIS 不仅发展成为一门较为成熟的技术科学, 而且已经成为一门新兴的产业,在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术, 为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息, 以建立各类专业信息系统, 从而实现管理的科学化、标准化、信息化。
5 摄影测量技术在工程测量中的应用
摄影测量技术已越来越广泛地在城市和工程测绘领域中得以应用, 由于高质量、高精度的摄影测量仪器的研制生产, 结合计算机技术中的应用, 使得摄影测量能够提供完全的、实时的三维空间信息。不仅不需要接触物体, 而且减少了外业工作量, 具有测量高效、高精度, 成果品种繁多等特点。在城市和工程大比例尺地形测绘、地籍测绘、公路、铁路以及长距离通讯和电力选线、描述被测物体状态、建筑物变形监测、文物保护和医学上异物定位中都起到了一般测量难以起到的作用, 具有广泛的应用前景。由于全数字摄影测量工作站的出现, 为摄影测量技术应用提供了新的技术手段和方法, 该技术已在一些大中城市和大型工程勘察单位得以引进和应用。摄影测量可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图成果, 最大比例尺为1/ 500。采用的仪器除利用高精度的模拟测图仪和解析测图仪成图方法外, 还用立体坐标测图仪与微机连接进行数据采集, 经微机数据处理输入绘图机自动绘图。
6 工程测量中的遥感(RS) 技术
遥感( RS) 技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势, 得到快速的普及, 多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手( 见表1) 。各种中、小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取, 为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。
7 工程测量中的3S 集成技术
3S 集成( GPS, GIS, RS) 技术是指将上述三种对地观测新技术及其他相关技术有机地集成在一起。这里所说的集成, 是英文Integr atio n 的中译文, 是指一种有机的结合, 在线的连接、实时的处理和系统的整体性。GPS, RS, GIS 集成的方式可以在不同技术水平上实现。3S 集成包括空基3S 集成与地基3S 集成。空基3S集成: 用空地定位模式实现直接对地观测, 主要目的是在无地面控制点( 或有少量地面控制点) 的情况下, 实现航空航天遥感信息的直接对地定位、侦察、制导、测量等。地基3S 集成: 车载、舰载定位导航和对地面目标的定位、跟踪、测量等实时作业。3S 技术为大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。
8 结语
工程测量科技进步很大, 发展很快, 取得了显著成绩; 但是发展还很不平衡, 尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。摆在我们面前的任务是: 大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代, 积极推动新技术的推广与应用, 充分利用GPS 技术、GIS技术、数字化测绘技术、摄影测量技术、RS 技术、3S 集成技术及地面测量先进技术设备, 把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展; 同时加强相关学科的研究, 不断拓宽工程测量服务新领域, 开创工程测量发展新局面。
参考文献:
[ 1] 陈俊勇, 胡建国. GPS 技术的新进展[ J] . 测绘工程,1996( 32) : 25-26.
[ 2]李建松. 地理信息系统原理[ M] . 武汉: 武汉大学出社,2006.
[ 3]李青岳. 工程测量学[M] . 北京: 测绘出版社, 1995.
[ 4]龚健雅. 建立我国的基础地理信息框架[ J] . 中国测绘,1997( 4) : 30-32.
[ 5]GB/ T 14911-1994, 测绘基本术语[ S] .
[ 6]洪立波. 我国城市测量技术发展与成就[ J] . 测绘工程, 1998( 10) : 33-34.
[ 7]成桂静. GPS 在工程测量中的应用[ J] . 山西建筑, 2009, 35( 1) : 355-356.
关键词: 工程测量, 测绘新技术, 数字化绘图, 应用
1 概论
工程测量学科是一门应用学科, 它是直接为国民经济建设和国防建设服务, 紧密与生产实践相结合的学科, 是测绘学中最活跃的一个分支学科。工程测量有着悠久的历史, 近20 年来, 随着测绘科技的飞速发展, 工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。
2 工程测量中的数字化技术
2. 1地图数字化技术
在建立各种GIS 系统时, 对原有地图进行数字化处理, 在建库工作中占据了相当大的工作量, 各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸制地图, 若其现势性、精度和比例尺能满足要求, 就可以利用数字化仪将其输入计算机, 经编辑、修补后生成相应的数字地图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器, 针对大比例尺地形图, 大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息, 高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。
2. 2 数字化成图手段
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容, 常规的成图方法野外工作量大, 作业艰苦, 作业程序复杂, 同时还有繁琐的内业数据处理和绘图工作, 成图周期长, 产品单一,难以适应社会飞速发展的需要。而数字化成图技术具有精度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理及应用、易于发布等特点。
目前, 数字化成图技术有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法, 主要设备是全站仪、电子手簿等, 其特点是精度高、数字化成图的过程, 减轻了作业人员的劳动强度, 使生产周期大大缩短, 能及时满足用户的要求。
3GPS 技术在工程测量中的应用
20 世纪80 年代以来, 随着GPS 定位技术的出现和不断发展完善, 使测绘定位技术发生了革命性的变革, 为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、測距、测水准为主体的常规地面定位技术, 正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS 技术所代替, 同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间; 定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。
在我国GPS 定位技术的应用已深入各个领域, 国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS 技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS 技术。随着DGPS 差分定位技术和RTK 实时差分定位系统的发展和美国AS 技术的解除, 单点定位精度不断提高, GPS 技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。
4 工程测量中的地理信息(GIS) 技术
GIS 是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程, 还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前, GIS 不仅发展成为一门较为成熟的技术科学, 而且已经成为一门新兴的产业,在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术, 为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息, 以建立各类专业信息系统, 从而实现管理的科学化、标准化、信息化。
5 摄影测量技术在工程测量中的应用
摄影测量技术已越来越广泛地在城市和工程测绘领域中得以应用, 由于高质量、高精度的摄影测量仪器的研制生产, 结合计算机技术中的应用, 使得摄影测量能够提供完全的、实时的三维空间信息。不仅不需要接触物体, 而且减少了外业工作量, 具有测量高效、高精度, 成果品种繁多等特点。在城市和工程大比例尺地形测绘、地籍测绘、公路、铁路以及长距离通讯和电力选线、描述被测物体状态、建筑物变形监测、文物保护和医学上异物定位中都起到了一般测量难以起到的作用, 具有广泛的应用前景。由于全数字摄影测量工作站的出现, 为摄影测量技术应用提供了新的技术手段和方法, 该技术已在一些大中城市和大型工程勘察单位得以引进和应用。摄影测量可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图成果, 最大比例尺为1/ 500。采用的仪器除利用高精度的模拟测图仪和解析测图仪成图方法外, 还用立体坐标测图仪与微机连接进行数据采集, 经微机数据处理输入绘图机自动绘图。
6 工程测量中的遥感(RS) 技术
遥感( RS) 技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势, 得到快速的普及, 多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手( 见表1) 。各种中、小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取, 为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。
7 工程测量中的3S 集成技术
3S 集成( GPS, GIS, RS) 技术是指将上述三种对地观测新技术及其他相关技术有机地集成在一起。这里所说的集成, 是英文Integr atio n 的中译文, 是指一种有机的结合, 在线的连接、实时的处理和系统的整体性。GPS, RS, GIS 集成的方式可以在不同技术水平上实现。3S 集成包括空基3S 集成与地基3S 集成。空基3S集成: 用空地定位模式实现直接对地观测, 主要目的是在无地面控制点( 或有少量地面控制点) 的情况下, 实现航空航天遥感信息的直接对地定位、侦察、制导、测量等。地基3S 集成: 车载、舰载定位导航和对地面目标的定位、跟踪、测量等实时作业。3S 技术为大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。
8 结语
工程测量科技进步很大, 发展很快, 取得了显著成绩; 但是发展还很不平衡, 尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。摆在我们面前的任务是: 大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代, 积极推动新技术的推广与应用, 充分利用GPS 技术、GIS技术、数字化测绘技术、摄影测量技术、RS 技术、3S 集成技术及地面测量先进技术设备, 把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展; 同时加强相关学科的研究, 不断拓宽工程测量服务新领域, 开创工程测量发展新局面。
参考文献:
[ 1] 陈俊勇, 胡建国. GPS 技术的新进展[ J] . 测绘工程,1996( 32) : 25-26.
[ 2]李建松. 地理信息系统原理[ M] . 武汉: 武汉大学出社,2006.
[ 3]李青岳. 工程测量学[M] . 北京: 测绘出版社, 1995.
[ 4]龚健雅. 建立我国的基础地理信息框架[ J] . 中国测绘,1997( 4) : 30-32.
[ 5]GB/ T 14911-1994, 测绘基本术语[ S] .
[ 6]洪立波. 我国城市测量技术发展与成就[ J] . 测绘工程, 1998( 10) : 33-34.
[ 7]成桂静. GPS 在工程测量中的应用[ J] . 山西建筑, 2009, 35( 1) : 355-356.