數(shù)字技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

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數(shù)字化測繪技術(shù)是伴隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化而興起的一門新興的測繪技術(shù)。數(shù)字中國、數(shù)字城市等概念的提出以及相關(guān)數(shù)字化工程的啟動,特別是全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、攝影測量與遙感(RS)以及數(shù)字化測繪和地面測量先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,使工程測量的手段和方法產(chǎn)生了深刻的變化。

　　一、數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)點

　　（一）它可以通過計算機(jī)的模擬,在屏幕上直觀生動地(分層)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改變和彌補了傳統(tǒng)產(chǎn)品線條、符號和數(shù)字、文字等綜合包羅,非具一定專業(yè)知識才能讀懂的缺陷。

　?。ǘ?shù)字化測繪產(chǎn)品在使用、維護(hù)和更新上具有方便快捷的特性,能夠隨時保持產(chǎn)品信息的現(xiàn)勢性,可以隨時補充修改,隨時出新圖提供使用。

　?。ㄈ└鶕?jù)不同用戶的需要,可以對產(chǎn)品的各種要素進(jìn)行數(shù)據(jù)再加工,得到不同用途的圖件,而且還可以隨意對圖形進(jìn)行拼接、縮放,用途更廣泛。

　　（四）利用數(shù)字化(地形、地籍)測繪成果,作為底圖,可在計算機(jī)上進(jìn)行各種規(guī)劃與設(shè)計(如土地資源開發(fā)規(guī)劃和城市道路網(wǎng)的設(shè)計等),可方便地進(jìn)行許多方案的設(shè)計與比較,對各種要素的統(tǒng)計、匯總、疊加、分析也方便、準(zhǔn)確。在計算機(jī)的幫助下,大大提高了測繪生產(chǎn)作業(yè)的自動化、科學(xué)化、規(guī)范化程度,數(shù)字化測繪產(chǎn)品的應(yīng)用水平也將達(dá)到新的高度。

　　二、數(shù)字化測繪技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用

　?。ㄒ唬?shù)字測圖的主要內(nèi)容

　　1、原圖數(shù)字化

　　當(dāng)一個地區(qū)需要用到數(shù)字地形圖而一時因經(jīng)費困難或受到時間等原因的限制時,該方法是最適宜的。它能夠充分利用現(xiàn)有的地形圖,僅需配備計算機(jī)、數(shù)字化儀或掃描儀、繪圖儀再配以數(shù)字化軟件就可以開展工作,并且可以在很短的時間內(nèi)獲得數(shù)字化成果。

　　2、地面數(shù)字測圖

　　在沒有合乎要求的大比例尺地圖的地區(qū),可直接采用地面數(shù)字測圖的方法,該方法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖,是我國目前各測繪單位用得最多的數(shù)字測圖方法。采用該方法所得到的數(shù)字地圖的特點是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相對于鄰近控制點的精度控制在5cm內(nèi)是可以做到的。

　　3、航測數(shù)字成圖

　　當(dāng)一個地區(qū)(或測區(qū))很大時,可以利用航空攝影機(jī)在空中攝取地面的影像,通過外業(yè)判讀,在內(nèi)業(yè)建立地面的模型,通過計算機(jī)用繪圖軟件在模型上量測,直接獲得數(shù)字地形圖。隨著測繪技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字?jǐn)z影測量已在我國部分地區(qū)取得成功,不久將會得到推廣。該方法的特點是可將大量的外業(yè)測量工作移到室內(nèi)完成,它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低,不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點,特別適合于城市及大測區(qū)的大面積成圖。

　　（二）數(shù)字測圖在地籍測量中的應(yīng)用

　　隨著國家小城鎮(zhèn)建設(shè)步伐的加快，城鎮(zhèn)地籍測量工作在全國范圍內(nèi)展開，各地對地籍圖的需求將急劇膨脹。地籍測量的目的是為了全面澄清城鎮(zhèn)土地的屬性、位置、面積、用途、經(jīng)濟(jì)價值及相互之間的關(guān)系，為建立全國土地管理信息系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。隨著高新測繪技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用得到迅速發(fā)展。較之傳統(tǒng)的大(小)平板儀(地形、地籍)測繪技術(shù)，數(shù)字化測繪可以讓測繪產(chǎn)品更加多樣化，技術(shù)含量和應(yīng)用水平更高，產(chǎn)品的使用與維護(hù)更加方便、快捷、直觀，與傳統(tǒng)的測繪產(chǎn)品(地形、地籍圖件)相比，數(shù)字化測繪產(chǎn)品具有明顯的優(yōu)越性。

　　三、工程測量中的數(shù)字化技術(shù)

　?。ㄒ唬┑貓D數(shù)字化技術(shù)

　　在建立各種GIS系統(tǒng)時，對原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理，在建庫工作中占據(jù)了相當(dāng)大的工作量，各工程測繪部門都投入相當(dāng)大的人力和財力。對于已有紙制地圖，若其現(xiàn)勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數(shù)字化儀將其輸入計算機(jī)，經(jīng)編輯、修補后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖。當(dāng)前有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化兩大類儀器，針對大比例尺地形圖，大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真的對地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。

　　（二）數(shù)字化成圖手段

　　大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統(tǒng)工程測量的重要內(nèi)容，常規(guī)的成圖方法野外工作量大，作業(yè)艱苦，作業(yè)程序復(fù)雜，同時還有繁瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長，產(chǎn)品單一，難以適應(yīng)社會飛速發(fā)展的需要。而數(shù)字化成圖技術(shù)具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應(yīng)用、易于發(fā)布等特點。目前，數(shù)字化成圖技術(shù)有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法，主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等，其特點是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。

　　四、工程測量中的全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）

　　GPS是美國從20世紀(jì)70年代開始研制，歷時20年，于1994年全面建成，具有海、陸、空全方位實施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS接收機(jī)的改進(jìn)，廣域差分技術(shù)、載波相位差分技術(shù)的發(fā)展，加之美國SA技術(shù)的解除，使得GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運載工具實時監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測量等領(lǐng)域有了更為廣泛的應(yīng)用。

　　傳統(tǒng)的光學(xué)定位技術(shù)已被光電技術(shù)、GPS技術(shù)所取代,傳統(tǒng)的白紙測圖已被數(shù)字測圖和地理信息系統(tǒng)所取代,以地面測量為主向以衛(wèi)星定位(GPS)、衛(wèi)星遙感(RS)測繪等高技術(shù)為主的對地觀測方面轉(zhuǎn)變,被動的靜態(tài)測量向動態(tài)的實時測量方面轉(zhuǎn)變測繪部門在數(shù)字地球基礎(chǔ)框架建設(shè)方面做了大量工作,主要包括:建立了全國A級、B級GPS網(wǎng)；完成了全國1：100萬、1：25萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)施；建立了國情和省情綜合地理信息系統(tǒng)；研制成功了從遙感立體影像自動建立數(shù)字地面模型的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)；研制成功了數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字正射影像(DOM)、數(shù)字線劃圖(DLG)、數(shù)字柵格圖(DRG)等“4D”產(chǎn)品生產(chǎn)線。數(shù)字地球的雛形已經(jīng)形成。

　　數(shù)字測繪技術(shù)在工程測量中應(yīng)用廣泛，精確且實用，并且數(shù)字測繪技術(shù)也在日新月異地發(fā)展，廣大測繪工作者要更新思維、堅持學(xué)習(xí)，做數(shù)字化的測繪工作者。