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大比例尺地形测量新技术的应用及发展趋势

2015-03-18张丽霞

中国高新技术企业 2015年6期
关键词:全站仪测绘数字

摘要:在GPS(全球定位系统)、RS(遥感)、GIS(地理信息系统)技术的不断发展下,各种现代化的测绘技术系统相继出现。在进行大比例尺地形图测量时,测绘产品的形式和技术手段都发生了非常大的变化。基于此,文章对大比例尺地形测量技术的应用及发展趋势进行了探讨。

关键词:大比例尺;地形测量新技术;技术应用;发展趋势;测绘技术系统 文献标识码:A

中图分类号:P231 文章编号:1009-2374(2015)06-0062-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0458

在空间技术、计算机技术的不断发展下,测绘技术也逐渐向高科技化转变,GPS技术、RS技术、GIS技术逐渐应用于地形测量中。地形测量已经逐渐从后处理向实时处理转变,从离线向在线发展。一般情况下,按照测绘技术所要服务的对象,可以将测绘分成以下三个层次:第一个层次主要是服务于区域、城市、地区,为这些地区进行测量;第二个层次主要是为地球动力学研究提供测量服务,这种测量主要是通过建立区域控制骨架的方式来实现的;第三个层次是为了对某个单体和群体开展的地形测量。在近几年的发展中,测绘逐渐向集成化、多样化、实时化、自动化、数字化、可视化的方向发展。现重点对大比例地形测量技术的应用和发展进行探讨。

1 地形测量控制技术的发展历程

地形测量首先要做好控制测量,在测量区域地形和城市地形的时候,GPS已经成为平面控制网建立的一种标准措施,说GPS技术的应用和发展是本世纪测绘领域一个最辉煌的成就一点也不过分。随着GPS测绘技术的不断应用发展,其应用范围也变得越来越广泛。除了在首级网和加密网这些等级比较高的测绘网络中进行使用以外,在图根测量、航空影像测量中应用也十分广泛。一般在测量大多数地形时,电子测距导线是控制测量比较常用的方法,尤其在使用全站仪时,可以同时进行图根地形和细部地形的测量,使施工效显著提升。以往在测量高程时,一般使用几何水准测量的方法来测量高程,但是这种测量方法施工效率很低,费力费时。伴随着电磁炮测距技术的快速发展,三角高程电子测量技术随之产生,经过很多专家对这项技术进行大量的试验论证和理论研究后,当前,电子测距三角高程测量已经可以完全代替三、四等级的测量水准,通过实际应用已经取得了良好的测量成果。可以说电子测距三角高程很好地补充了传统地形测绘技术中的不足,而电子测距三角高程无疑对传统测量技术进行了很好的补充。并在GPS技术不断的发展下,逐渐向平面控制测量方面不断的发展,各个行业也不断加深GPS在高程控制的应用。GPS的测量精确度已经可以达到厘米级。

2 地形测量技术的发展和应用

2.1 全站仪野外地形测量技术

随着地面测量技术的不断发展,全站仪测量技术出现在了人们的视线中。根本性地改变了野外测量数据的收集方法,并在实现数字测图技术方面奠定了基础,当前,全站仪野外地形测量技术已经可以进行野外数据收集、处理、绘图一体化,国内许多公司或机构已经研发了很多各具特点的成图软件。其中最具代表性的为广州南方测绘仪器有限公司、北京市测绘设计研究院等研发的全站仪测绘系统,这些全站仪测绘系统在国内得到了广泛的使用。

不过,在进行实际地形测量时,在成图方面还存在一些问题。比较常见的问题主要有两个方面:一是数据的结构性不好,二是测绘作业效率比较低。由于数据结构性不好,导致数字成图的优越性无法充分体现出来,而测绘作业效率低导致系统无法被大规模的应用推广。全站仪大比例尺数字测绘还需要进一步从技术上进行创新和发展,这种创新和发展除了需要以现代化的成图软件为基础,还需要进一步对现有的硬件设备进行改进,并且要对生产方式进一步进行改革。这种改革要求主要体现在以下六个方面:(1)测绘仪要具有良好的可靠性和安全性;(2)要具有良好的适用性,设备功能要齐全;(3)要具有良好的灵活性;(4)具有相对完善的数据转换能力;(5)具有良好的质量控制能力;(6)具有较好的经济性能和较好的施工效率。目前,还没有研究出完全达到上述要求的相关软件。还需要进一步进行开发研究,推出更加智能化的数字测绘系统。

2.2 遥感测绘技术的应用

通常情况下,遥感测绘技术主要在监测资源环境、监测自然灾害、小比例尺制图中得到了广泛的运用。但是,在大比例尺制图过程中,遥感的分辨率较低无法应用,在高分辨率卫星遥感技术快速发展下,为区域大比例尺制图提供了新的数据支持。目前,国外测绘公司发射的卫星已经可以提供分辨率为1m的数字图像,可以用于1∶10000的数字地面模型、数字正射影像图、数字线划图,也可以在比例为1∶5000的地形图中积极的发挥作用。

2.3 GPS技术在大比例尺地形图中的应用

当前,GPS地形测量技术主要是在运载工具上安装GPS传感器,由于GPS具有较高的适用性,得到了广泛的应用和推广,主要包括以下两个方面:(1)移动测绘系统中的应用。移动测绘系统主要由导航传感器、移动平台、测绘传感器构成。在公用设施测绘和公路测绘中具有比较高的应用价值。在进行大比例尺测量时,可以使用汽车、轮船、飞机等作为测绘系统的移动平台,使用惯性导航系统、GPS接收器、车轮传感器作为导航传感器。在大比例尺制图中,GPS技术主要用来收集车辆的运行轨迹,对测绘的位置和方向进行确定。在实际测量过程中,测绘传感器主要作用是测绘目标,一般可以使用CCD相机、激光距离测量仪、雷达传感器等进行目标的测绘,其工作原理和激光扫描系统的测量类似。实际上这种使用车辆搭载的激光扫描测绘应归属到移动测绘系统中。该测绘系统主要安装在汽车上,用来测绘公用设施和道路。当前这种测绘系统还没有推广应用,还有很多技术问题需要进一步解决。(2)机载激光扫描测绘系统。这种测绘系统主要由GPS和激光测距仪构成的空中全站仪。通过将惯性导航系统和激光扫描仪安装在直升飞机上,然后在地面的参考点上按照一部GPS接收机。测绘信号通过GPS接收机进行接收。当前此测绘系统主要在沙漠地区、森林覆盖区、海岸区进行应用。由于这些地区使用摄影测量和常规测量的难度比较大,利用激光可以分别从树顶和地面反射两次,不仅可以将地形情况测量出来,并且可以测量树木的高度。使用这种测绘系统进行测绘,Z坐标的测量分辨为0.1m,X、Y坐标的测量分辨都为1m。可以达到高精度DTM和大比例尺测图的使用要求。

2.4 摄影测量技术的应用

在对面积比较大的地区进行测绘时,使用摄影测量技术是一种非常不错的方法。数字摄影测量又叫做拷贝摄影测量。从本质上摆脱了价格和结构复杂的约束。使用电脑数字测绘系统进行摄影测量,可以显著提高测量工作的测绘效率和测绘质量。虽然目前系统还有不足之处,但是在未来一定会成为摄影测量的主流技术。

3 空间基础信息的管理和组织

在传统测绘中,需要使用特定的手段来得到相关数据信息,在技术的不断发展下,对测绘的需求也越来越多。对测绘任务的要求变化也越来越大,在实际测绘时,除了需要得到基础信息以外,还需要对这些信息进行管理和分析。随着GIS技术的不断发展,为空间基础信息的管理、组织和分析提供了便利。当前,很多城市和部门已经建立了与之对应的基础信息管理系统。这些系统需要根据地形的实际信息优化结构。有利于对各种信息进行分类、搜索和查询,可以对用户的方式进行转换和输出,为空间基础信息的使用创造了良好的应用

条件。

4 结语

我们向往着将来,向往着知识系统的完整统一,因此我们需要将分开的学科继续往更深处研究。随着知识系统的不断发展,测绘技术也不断完善,未来我国测绘技术会逐渐向着测绘数据实时化、自动化、数字化的方向发展。在管理测量数据时,会更加规格化、标准化和科学化,测绘数据的应用会逐渐朝着社会化、多样化、网络化的方向发展。在这样一种发展格局下,数字化测绘技术、RS技术、GPS技术、GIS技术以及一些先进的测量仪会得到广泛的运用,并在未来的工程测绘中发挥出重要的作用。

参考文献

[1] 武长松,吴文吉,田可.RTK配合数字测深技术在大比例水下地形测量中的应用[J].东北水利水电,2011,(8).

[2] 梁桂姬,高春辉.大比例尺数字成图系统在矿山地形测量中的应用[J].长春工程学院学报(自然科学版),2003,(4).

[3] 解智强,吴俐民,王贵武,李国柱,周立.基于SVG技术实现昆明城市大比例尺地形图的数据发布[J].城市勘测,2006,(4).

[4] 黄建强,杨天亮.浅谈地图数字化测绘中的特殊问题处理[J].陕西煤炭,2014,(4).

作者简介:张丽霞(1984-),女,广西宾阳人,广州市花都区地籍测量队助理工程师,研究方向:测绘工程。

(责任编辑:秦逊玉)

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