數字化測繪技術在水利工程測量中的應用

金紅剛 林青

摘要：隨著現代測繪技術的不斷發展，不斷有新的數字化測繪技術涌現出來。與此同時，數字化測繪技術在社會各個領域的應用水平也在迅速提升。針對這樣的情況，在本文中介紹了數字化測繪技術的概述，并簡單的分析了水利工程測量中的現代數字化測繪技術，淺析數字化測繪的優勢特色，探討應當如何有效的提升數字化測繪技術在水利工程測量中的應用水平。

關鍵詞：數字化測繪技術;水利工程測量;應用研究

一、數字化測繪技術概述

數字化測繪技術是伴隨著網絡技術、計算機技術以及測量儀器智能化而興起的一項新型測繪技術。主要包括了全球定位系統技術、全自動測圖系統以及遙感技術、數字地圖技術、地理信息系統技術、電子平板儀技術等內容。由于數字化測量技術定位準確、數據處理能力強、設備體積小、重量輕等特點在現代水利工程測量中得到了廣泛的應用。

二、水利工程測量中的數字化技術

1、GPS技術

也稱全球定位系統，由空間星座、用戶設備和地面控制三部分組成，可實現快速、準確、高效定位點線面三維坐標，全天候自動化、高效益高精度實現軍事、民用交通的導航，攝影和大地測量，土地利用調查和野外考察探險等。在水利工程測量中，GPS技術因其具有體積小、重量輕、定位精度高等特點給水利工程測量帶來極大的便利。

2、實時動態定位（RTK）技術簡介

實時動態定位（RTK）技術是以載波相位觀測值為根據的實時差分GPS（RTDGPS）技術，它是GPS測量技術發展的一個新突破，在水利工程測量中有廣闊的應用前景。眾所周知，無論靜態定位，還是準動態定位等定位模式，由于數據處理滯后，所以無法實時解算出定位結果，而且也無法對觀測數據進行檢核，這就難以保證觀測數據的質量，在實際工作中經常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果。解決這一問題的主要方法就是延長觀測時間來保證測量數據的可靠性，這樣一來就降低了GPS測量的工作效率。

3、GIS技術

又稱“地學信息系統”或者“資源與環境信息系統”，是利用數據庫技術和計算機圖形以及相關數據形成的計算機系統，是公共地理定位的基礎，逐步實現數據標準化、系統集成化、數據多維化、系統智能化、應用社會化和網絡平臺化方向發

三、數字化測繪的優勢特色

1、測繪精度高

同傳統的測繪技術比較，數字化測繪技術能夠借助計算機軟件獲得較高精度的成圖，并且，測繪人員在進行野外作業時可以借助工作站對水利工程進行區域性的測量，大大減少了大范圍區域性測量對人員數量的需求，其數據收集是24小時不間斷的，這大大減輕了測量人員的工作量。

2、智能化加工

數字化的測量技術同傳統的手工測圖相比，其更加具備現代化的特色，能夠借助計算機軟件對測量得到的數據進行智能化的處理，從而滿足用戶各種需求，促進測繪工程多功能、可持續發展。

3、數據反饋直觀化

傳統的測量技術，其數字信息的反饋是純數字的形式，而現代化的數字測繪技術數據反饋更加的直觀，其可以借助多媒體技術，將數據以圖片的形式展現在我們面前，可以是地圖形式，也可以是數字影像形式，還可以是3D模型形式。

4、保管安全

數字化的產品有一大特點就是保管，其特殊的保存介質可以避免很多外力帶來的損傷和變形問題，因此，測量人員可以重復使用數字化的產品。而傳統數據多以紙質形式保存，易發生重復或變形等問題，使用次數過多會出現損傷，無法多次重復使用。

四、數字化測繪技術在水利工程測量中的應用

1、數字繪圖軟件在水利工程測量中的應用

傳統的水利工程測量圖紙多由技術人員手工繪制而成，存在一定誤差，使得圖紙的精確性受到影響。而數字化技術的出現為自動化繪圖提供便利，技術人員可借助數字化繪圖軟件，輸入測量到的相關數據，生成電子數字地圖。數字化技術為工程測量繪圖開辟新的道路和方向，具有成圖速度快、精度高、成本低、不受氣候影響等優點，在水利工程、城市規劃、礦山開采等工程測量中有廣泛應用，下面簡單介紹幾種常用的數字繪圖軟件。

1.1Mapscan軟件在原圖數字化上的應用

先用掃描儀將地形原圖掃描成柵格圖像，然后再對圖像進行旋轉校準，進行矢量化、編輯、整飾，最終形成數字化原圖。簡單來說，這就是將地形圖掃描成數字化地圖，將原圖掃描成.cal格式的圖像文件會出現偏移和旋轉現象，通過軟件進行校準，而校準中可能出現誤差，同時，矢量化地形、地物的過程中也有人為因素的影響，故而其精度不高，它與后來的內外作業一體化數字化測圖技術相比，精度較低，但是，其充分利用了原有的圖紙，它是原有的測量結果轉化成數字化成果的關鍵。

1.2南方CASE.0地形成圖軟件

它有助于實現內外作業一體化，繪制精確的數字化地形圖，利用軟件實現電子地圖的編輯和輸出，它將全站儀、電子手簿野外采集數據結合起來，是真正意義上的數字化繪圖。計算機在處理測站坐標、屬性數據等的拓撲關系時，其中涉及到大量的幾何數據，無法用簡單的數字來表述，故而需要一定的規則來構成符號串表述，這也就是CASE.0軟件中的編碼。電子手簿野外采集數據有兩種作業方式：有碼作業和無碼作業，前者的自動化程度高，內業工作量小，但外業中，需要在測站的每點輸入編碼，考慮點與點之間的連接關系，故而外業效率低后者的外業效率高，內業工作量稍大，自動化程度稍低一些。這兩種數據采集方法各有利弊，需要根據實際情況合理選擇。

1.3捷創力600全站儀，實現自動化的野外數據采集

捷創力600全站儀具有內部存儲器，可存儲相關的原始數據、點信息，存儲空間可實現自我管理，無需連接外部設備。其中，存儲空間一般分成區域文化和工作文件，根據野外采集的數據在全站儀上啟動自定義用戶程序P2，該程序可進行野外數據采集，完成工作后將存儲的數據自動傳輸到計算機上進行地圖的繪制。與前文所提的兩種軟件相比，捷創力600全站儀能利用內存存儲數據，具有多層保護，安全性高，不會造成數據的丟失，且能實現自動化數據傳輸，非常方便。

2、數字化攝影技術在水利工程測量中的應用

數字化攝影技術可以說是今后數字化測量的一個重要發展方向。從攝影測量本身來說，它是利用影像來完成測量工作的科學與技術;從信息技術和計算機視覺科學角度來說，它是利用影像重構三維表面模型的科學與技術，換言之，在室內構建地形的三維表面模型，在模型上進行具體的測繪。從這兩個意義層面來看，數字化攝影測量技術與傳統的攝影測量沒有本質區別，雖然說生產流程和作業方式差別不大，但數字化攝影測量技術為傳統攝影測量帶來新的變革。這種方法將大量的外業測量轉移到室內完成，受自然環境的影像小，非常適合于人口密集地區的大面積成圖。該方法在初期投入大，當測區較小時，成本較高。

五、結論

數字測繪技術在工程測量中應用廣泛，精確且使用，并且數字測繪技術也在日新月異地發展。現代測繪技術已實現數字化，而絕大部分非測繪專業如水利工程、土木工程等專業的工程測量教學仍以傳授傳統的測繪技術為主。因此，工程測量的教學內容急需更新，教學設備要跟上時代的發展，教學方法要改革，教學手段要現代化。

參考文獻

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[3]周國樹.現代測繪技術及應用[M].北京：中國水利水電出版社，2009.

（作者單位：揚州市勘測設計研究院有限公司）