測繪新技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用探索

張文杰

摘要：測繪新技術(shù)不僅有助于改進(jìn)工程測量的工作效率，而且對提高工程相關(guān)數(shù)據(jù)的測量精度、測量工作準(zhǔn)確性有著關(guān)鍵作用，也因此在當(dāng)前的測繪工程測量中涌現(xiàn)出許多的測繪新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：測繪新技術(shù);工程測量;應(yīng)用

引言：

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對基礎(chǔ)設(shè)施的要求也越來越高，測繪工程領(lǐng)域的發(fā)展得到普遍重視，這也對測繪技術(shù)形成了新的挑戰(zhàn)。特別是隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，不斷有新技術(shù)被引入到工程測繪中，通過對新技術(shù)廣泛應(yīng)用，切實保證測繪工作的準(zhǔn)確性以及高效性。為了促進(jìn)我國測繪工程測量的發(fā)展，需要學(xué)術(shù)界和有關(guān)部門著重研究。

1、工程測量的意義和測繪技術(shù)在應(yīng)用中的現(xiàn)狀

1.1 工程測量的意義

工程測量是指在某個項目中的前期設(shè)計以及施工中的測量，并且在這個工程中起到了至關(guān)重要的作用。所以加強(qiáng)測量新技術(shù)的研發(fā)是非常重要的，而且通過對其廣泛應(yīng)用，才能有效的加速工程測繪的開展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，未來我國的工程測量技術(shù)一定會越來越智能化，使工程測量的精準(zhǔn)性能夠進(jìn)一步的提高。這樣也有效保證了測繪工程的經(jīng)濟(jì)效益，對測繪工作來說也是非常重要的。

1.2 測繪技術(shù)在應(yīng)用中的現(xiàn)狀

在我國經(jīng)濟(jì)不斷提高的同時，建筑工程對工程測量的要求也有了更高的要求，特別是要求工程測量要有更高的準(zhǔn)確性，而且也要求在工程測量中的工作效率。但是在實際的建筑工程中，出現(xiàn)了很多影響工程測量的因素，這使得工程測量的準(zhǔn)確性比較低，而且我國的地質(zhì)形態(tài)復(fù)雜，在一定程度上加大了測繪工作的難度。通過對測繪新技術(shù)的應(yīng)用，明顯的提高了測量的精準(zhǔn)性，并且節(jié)約了工程測量的成本投入，促進(jìn)了工程測量的長久發(fā)展。

2、測繪新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用分析

2.1 GNSS 全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)

3S 之 一 的 GNSS（Global Navigation SatelliteSystem）是測繪新技術(shù)中最為大眾所知，應(yīng)用層面也最為廣泛的技術(shù)手段。不僅在專業(yè)高精度測繪領(lǐng)域發(fā)展非常成熟，在民用低精度定位領(lǐng)域也有著豐富的應(yīng)用。GNSS 是一個概念性的統(tǒng)稱，包括各國或組織自主研發(fā)的覆蓋全球或區(qū)域性的衛(wèi)星系統(tǒng)。其中，美國的GPS是最知名的衛(wèi)星系統(tǒng)，還有俄羅斯的GLONASS、歐洲Galileo以及中國的BeiDou。GNSS還包括其他輔助性的星基增強(qiáng)系統(tǒng)，如美國的WAAS（廣域增強(qiáng)系統(tǒng)）、歐洲的EGNOS（歐洲靜地導(dǎo)航重疊系統(tǒng)）和日本的MSAS（多功能運(yùn)輸衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)）等，這些星基增強(qiáng)系統(tǒng)統(tǒng)稱為SBAS。GNSS的原理可以概括為通過計算眾多衛(wèi)星到用戶接收機(jī)的距離以及衛(wèi)星自身的位置，從而推導(dǎo)出接收機(jī)在地面的坐標(biāo)。單個GNSS接收機(jī)一般能達(dá)到亞米級的定位精度。如果有多個GNSS接收機(jī)進(jìn)行RTK載波相位差分技術(shù)，定位精度能達(dá)到更高的厘米級別。GNSS的使用條件比較寬松，一般只要在沒有嚴(yán)重遮擋的情況下，就可以不受時段和通視的影響進(jìn)行高精度作業(yè)，在工程測量中可用于多種場景。例如通過靜態(tài)RTK進(jìn)行控制測量，以及施工過程的放樣采集，GNSSRTK的精確高效是廣大測量人員有目共睹的。

2.2地理信息系統(tǒng)技術(shù)

GIS（GeographicalInformationSystem）是指由電子計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所支撐的，在計算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對地理環(huán)境信息進(jìn)行采集、存儲、檢索、分析和顯示的綜合性技術(shù)系統(tǒng)。在工程測量中，可以通過GNSS或其他測繪手段獲取基礎(chǔ)的測量數(shù)據(jù)，再通過GIS對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析、管理和顯示。GIS不僅僅只是測繪學(xué)科的一個分支，也涵蓋著計算機(jī)知識、數(shù)據(jù)庫知識等等，是一個跨多個領(lǐng)域的綜合性學(xué)科。GIS將獲取到的空間信息和非空間信息以及時間信息都收集管理起來，充分挖掘測繪數(shù)據(jù)中的信息，進(jìn)行管理和分析預(yù)測，從而輔助工程項目更好地運(yùn)行和規(guī)避風(fēng)險。因此，其主要應(yīng)用在測量管理方面，不僅能夠在單個工程中對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制成圖和空間分析，還能幫助項目工程人員在工程設(shè)計階段以及驗收階段進(jìn)行評判和決策，并且在大型的城市規(guī)劃設(shè)計和信息管理中也能起到分析和預(yù)測作用。GIS是測繪新技術(shù)中相對特殊的一項技術(shù)。

2.3遙感技術(shù)

遙感技術(shù)即是3S之一的RS（RemoteSensing），RS技術(shù)依靠不同物體具有不同的電磁波反射特性，可以不直接接觸地物，通過遙感衛(wèi)星遠(yuǎn)程識別地物的類別、形狀和大小。根據(jù)地物反射電磁波的能量來源不同，由控制遙感器主動向外界發(fā)射電磁波再經(jīng)由地物反射回傳感器的被稱為主動式遙感;反之，遙感器不播發(fā)電磁波，直接接收地物反射的電磁波，稱為被動式遙感。遙感技術(shù)在測量方面可以應(yīng)用于大面積的動態(tài)監(jiān)測，能夠一次性快速測量出大片區(qū)域的面積，并具有較高的精度。對于大型工程而言，能夠節(jié)省相當(dāng)多的時間。總的來說，在大型工程的動態(tài)監(jiān)測方面，遙感技術(shù)具有高效、快速、節(jié)省人力的優(yōu)勢。遙感遠(yuǎn)距離測量的特點，也是傳統(tǒng)測量技術(shù)無法達(dá)到和取代的優(yōu)勢。如在2008年汶川地震中，在所有交通方式完全失效的情況下，運(yùn)用遙感衛(wèi)星的遠(yuǎn)距離觀測和數(shù)據(jù)處理，能夠迅速獲取災(zāi)區(qū)的受災(zāi)情況和工程建筑物的毀壞情況。在隨后運(yùn)用遙感衛(wèi)星持續(xù)監(jiān)測過程中，能及時發(fā)現(xiàn)災(zāi)區(qū)的地質(zhì)情況變化，是災(zāi)害預(yù)警防范的高效手段。對于一些地理環(huán)境艱險，人跡難以企及的地點，遙感技術(shù)能夠有效解決此類難點。

2.4激光掃描測量技術(shù)

傳統(tǒng)的測繪測量只能單點測量，一次測量耗時長且嚴(yán)重受限于環(huán)境。GNSS技術(shù)解決了耗時長的問題，也降低了測量的環(huán)境條件門檻。而激光掃描技術(shù)，將測繪技術(shù)從單點測量發(fā)展為多點測量，由點測量發(fā)展為面測量，是一個全新的突破。盡管GNSS已經(jīng)是應(yīng)用最廣泛的測繪技術(shù)，但激光三維掃描也有GNSS無法取代的先天優(yōu)勢。GNSS依靠天上的衛(wèi)星，盡管不太受限于地理環(huán)境，但一旦遮擋足夠嚴(yán)重，性能便會大打折扣直至失效。所以在一定時間內(nèi)，GNSS雖然在室外測量中幾乎完全取代了傳統(tǒng)手段，但對于建筑物內(nèi)部的測量卻并無辦法。激光三維掃描能夠彌補(bǔ)GNSS這一缺陷，且技術(shù)成熟，應(yīng)用于建筑物內(nèi)部的測量。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的場景，激光掃描能快速、高精度地繪制出三維模型。激光三維掃描除了輸出測量點云的位置信息外，還能測出物體的RGB色彩值，得到非常直觀的三維測量結(jié)果。

2.5無人機(jī)測繪技術(shù)

傳統(tǒng)的測繪方法需要大量的人力進(jìn)行不斷的定位、校準(zhǔn)，工作內(nèi)容較為繁瑣，特別是一些山區(qū)，會加大其工作難度。無人機(jī)測繪技術(shù)是指通過無人機(jī)搭載相機(jī)設(shè)備，從空中對地面進(jìn)行高分辨率拍攝。無人機(jī)通過GPS或者北斗系統(tǒng)定位，在預(yù)先設(shè)置的航線上飛行，在飛控中進(jìn)行拍照點的設(shè)置。當(dāng)無人機(jī)飛臨拍照點上空時，控制相機(jī)進(jìn)行拍照。在無人機(jī)降落以后，通過地面拼圖軟件，對所拍攝的一系列圖片進(jìn)行拼接，并根據(jù)其中預(yù)先在地面設(shè)置好的基點進(jìn)行位置校準(zhǔn)。無人機(jī)測繪速度快、精度高能夠滿足一般的測繪需求，且其在空中飛行，不受地面環(huán)境限制，具有普遍適應(yīng)性。隨著無人機(jī)機(jī)載設(shè)備的進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了5D相機(jī)、全景相機(jī)等多種拍攝手段，能夠快速的形成3D地理信息數(shù)據(jù)。

3、結(jié)語

從目前的情況來看，測繪新技術(shù)的發(fā)展不僅停留于理論層面，還在實際工程測量和整個工程施工中廣泛應(yīng)用。其中，GNSS無疑是最為成熟的一項技術(shù)，無論在民用領(lǐng)域還是專業(yè)測量領(lǐng)域都為人們帶來了不可忽視的便利。而GIS、遙感技術(shù)和激光掃描測量技術(shù)、無人機(jī)測繪技術(shù)雖然沒有如GNSS般廣泛普及，但也在工程測量的不同層面各自發(fā)揮著新技術(shù)的優(yōu)勢。當(dāng)前測繪新技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成功有效地對工程建設(shè)起到了積極的影響，但新技術(shù)仍有尚未完全挖掘出的潛力，還需要廣大學(xué)者和技術(shù)人員共同努力，繼續(xù)推動測繪新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[2]李紅煒.測繪新技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（14）：272-273.

（作者單位：鹽城市大豐區(qū)規(guī)劃測繪院）