數(shù)字化技術在工程測量中的應用分析

袁海明

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摘要：隨著傳統(tǒng)測繪技術向數(shù)字化測繪技術轉化，工程測量學也發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。本文著重闡述數(shù)字化測繪技術的優(yōu)點、應用及未來發(fā)展。

關鍵詞：數(shù)字化技術；工程測量；應用

工程測量學科是一門應用學科，它是直接為國民經(jīng)濟建設服務，緊密與生產(chǎn)實踐相結合的學科，隨著科技的飛速發(fā)展，特別是電子計算機技術、微電子技術、激光技術、空間技術等新技術的發(fā)展與應用，以及測繪科技本身的進步，為工程測量技術進步提供新的方法和手段，有力地推動和促進工程測量事業(yè)的進步與發(fā)展，使工程測量的技術面貌發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。

1、數(shù)字化測繪技術的優(yōu)點

1.1它可以通過計算機的模擬，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。

1.2數(shù)字化測繪產(chǎn)品在使用、維護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。

1.3根據(jù)不同用戶的需要，可以對產(chǎn)品的各種要素進行數(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行拼接、縮放，用途更廣泛。

1.4利用數(shù)字化（地形、地籍）測繪成果，作為底圖，可在計算機上進行各種規(guī)劃與設計（如土地資源開發(fā)規(guī)劃和城市道路網(wǎng)的設計等），可方便地進行許多方案的設計與比較，對各種要素的統(tǒng)計、匯總、疊加、分析也方便、準確。在計算機的幫助下，大大提高了測繪生產(chǎn)作業(yè)的自動化、科學化、規(guī)范化程度，數(shù)字化測繪產(chǎn)品的應用水平也將達到新的高度。

2、工程測量中的數(shù)字化技術

2.1地圖數(shù)字化技術

在建立各種GIS系統(tǒng)時，對原有地圖進行數(shù)字化處理，在建庫工作中占據(jù)了相當大的工作量，各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。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，經(jīng)編輯、修補后生成相應的數(shù)字地圖。當前有手扶跟蹤數(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、保真的對地圖進行數(shù)字化處理。

2.2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，難以適應社會飛速發(fā)展的需要。而數(shù)字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于發(fā)布等特點。目前，數(shù)字化成圖技術有內(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。

3、數(shù)字化測繪技術在工程測量中的應用

數(shù)字化測繪技術在測繪工程領域得以廣泛應用，使大比例尺測圖技術向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪，歷來就是城市與工程測量的重要內(nèi)容和任務。

3.1常規(guī)的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作，同時還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長，產(chǎn)品單一，難以適應飛速發(fā)展的城市建設和現(xiàn)代化工程建設的需要。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應用和 GEOMAP 系統(tǒng)的出現(xiàn)，把野外數(shù)據(jù)采集的先進設備與微機及數(shù)控繪圖儀三者結合起來，形成一個從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統(tǒng)。系統(tǒng)的開發(fā)研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖，也可提供軟盤，為專業(yè)設計自動化，建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎地理信息系統(tǒng)打下基礎。

3.2隨著國家小城鎮(zhèn)建設步伐的加快，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)濟價值及相互之間的關系，為建立全國土地管理信息系統(tǒng)奠定基礎。隨著高新測繪技術的開發(fā)和應用，數(shù)字化測繪技術的應用得到迅速發(fā)展。較之傳統(tǒng)的大（小）平板儀（地形、地籍）測繪技術，數(shù)字化測繪可以讓測繪產(chǎn)品更加多樣化，技術含量和應用水平更高，產(chǎn)品的使用與維護更加方便、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。

4、數(shù)字化測繪技術未來的發(fā)展

測繪事業(yè)的發(fā)展，首先要把科技創(chuàng)新放在首位，瞄準國際測繪也前沿科技，著力提高“數(shù)字地球”概念的探索，構建“數(shù)字中國”、“數(shù)字區(qū)域”、“數(shù)字城市”的地理空間框架，要做到政府統(tǒng)籌分段發(fā)展，基礎先行，共建共享的方針，推進數(shù)字地球、數(shù)字中國的研究建設，加快示范工程建設，進一步加強測繪技術及其應用的科技創(chuàng)新，切實保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量、數(shù)據(jù)的延續(xù)性及應用的可靠性，不斷跟蹤國際地理空間信息應用的先進技術，實行開放型測繪，積極參與國際測圖，以提高我國測繪技術在國際市場上的競爭力。要開展各類型、多尺度地圖自動綜合的研究，開發(fā)各類實際采集、處理、更新和數(shù)據(jù)管理的實用化技術和軟件系統(tǒng)，研究和發(fā)展開放地理信息系統(tǒng)互操作機制和多源空間信息系統(tǒng)集成技術。未來測繪技術將在以下幾個方面有新的進步和發(fā)展：

4.1 GPS全球定位技術。隨著接收機的改進，廣域差分技術、實時差分技術等技術的應用，將隨時滿足靜態(tài)、動態(tài)、高精度定位的需要，接收機將更輕便靈活，在土地測繪技術領域的應用將進一步擴展，并且在偏僻地區(qū)不受限制，全天候控制到每個角落，同時，還將在水準高程控制航測外業(yè)控制地形圖等多方面得到廣泛應用。

4.2城市與工程控制網(wǎng)，監(jiān)測網(wǎng)優(yōu)化設計軟件將得到進一步應用于推廣，觀測數(shù)據(jù)處理等方面的研究將進一步智能化；控制網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)采集和處理，將走向自動化、實時化、數(shù)字化。

4.3工程測量的數(shù)字化測繪軟件的研發(fā)將進一步深化，將出現(xiàn)功能齊全、效果更高、使用更加靈活的軟件系統(tǒng)。一方面數(shù)字測繪技術與gis的結合將更加緊密，數(shù)字信息的采集通過數(shù)據(jù)轉換直接進入數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)一測多用，數(shù)據(jù)共享，將實現(xiàn)全球數(shù)據(jù)更新和空間基礎信息系統(tǒng)的動態(tài)管理。另一方面數(shù)字測繪技術與工程設計施工相結合的軟件系統(tǒng)的研發(fā)與應用將會有更新、更快的發(fā)展，為勘測、設計、設計、施工建立專業(yè)信息管理系統(tǒng)創(chuàng)造良好的條件。

4.4 遙感技術手段RS的應用將更加普及，特別是從事高科技實施動態(tài)監(jiān)測的中國土地勘測規(guī)劃部門，將運用RS對地面進行實時衛(wèi)星遙感監(jiān)控，特別是高分辨率0.5—2m的遙感數(shù)據(jù)，將在監(jiān)測城市化進程、擴展用地規(guī)模、查處違法濫占耕地等方面得到廣泛應用。隨著全球數(shù)字攝影測量系統(tǒng)和GPS技術在大比例尺測圖、攝影測量中的應用，將使數(shù)碼攝影向自動化、數(shù)字化方向邁進，為社會提供多樣化的4D產(chǎn)品及服務，與此同時，在數(shù)碼攝影測量和工程測量中的應用將更加普及和深化。

4.5空中攝影測量技術發(fā)展前景將更加廣泛。全自動數(shù)碼航測相機與GPS相連接，與激光掃描儀相結合即可制作三維地面主體模型，將會在眾多領域如建筑工地、文物保護、建筑物維修、地形測量、汽車及飛機試驗、刑事案件偵破、交通事故現(xiàn)場測量、安全監(jiān)控、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、高壓線路、城市規(guī)劃管理等方面都得到廣泛應用。

5、結語

數(shù)字化測繪技術在工程測量中應用廣泛，精確且實用，并且數(shù)字化測繪技術也在日新月異地發(fā)展，我們必須大力促進數(shù)字化測繪技術方法和手段的更新，以適應高新技術的發(fā)展，積極推動新技術的推廣和應用。