數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用研究

楊學(xué)斌

（惠州大亞灣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)國土資源測繪所，廣東 惠州 516081）

隨著社會經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，全球定位技術(shù)、遙感技術(shù)和地理信息技術(shù)已經(jīng)獲得了巨大的發(fā)展空間，并應(yīng)用于各個領(lǐng)域。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國測繪技術(shù)也有了一定的發(fā)展成果，相關(guān)的數(shù)字測繪技術(shù)體系已逐步形成。以全球定位、遙感和地理空間信息技術(shù)為核心，極大地提高中國測繪工程水平。當(dāng)前的數(shù)字測繪技術(shù)在工程勘察工作中起著非常重要的作用，并被廣泛使用，同時在我國工程勘察領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，并朝著自動化和實(shí)時的方向逐步發(fā)展[1]。由此可見，工程勘察工作進(jìn)入了一個新時代，一個全新的發(fā)展時期。

1 分析數(shù)字測繪技術(shù)的意義和好處

1.1 數(shù)字測繪技術(shù)的意義

數(shù)字測繪技術(shù)是一種以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的測繪系統(tǒng)，它以全球定位技術(shù)、全站儀和數(shù)字?jǐn)z影測量法為重要的測量工具，用于記錄和分析地圖和地形數(shù)據(jù)以及使用外部設(shè)備，來建立系統(tǒng)的測繪系統(tǒng)，以通過設(shè)備出口等方式收集、繪制和輸出地質(zhì)和地形信息。通過應(yīng)用數(shù)字測繪技術(shù)，將工程測繪工作提升到自動化水平，有效節(jié)省了人力和勞動，提高了測繪精度，使得繪制的圖形準(zhǔn)確美觀。數(shù)字測繪技術(shù)的自動化開發(fā)使數(shù)字信息可以在網(wǎng)絡(luò)中傳播、共享和處理。隨著自動化水平的提高，選擇測量和制圖區(qū)域，方向和地形會更加方便[2]。同時，全球定位技術(shù)的應(yīng)用為工程測量和制圖提供了最基本的空間信息。數(shù)字測繪技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)結(jié)果自動處理收縮、分層等。最后，數(shù)字測繪技術(shù)的應(yīng)用可以在短時間內(nèi)應(yīng)對地形的特定變化。

1.2 數(shù)字測繪技術(shù)的優(yōu)勢

數(shù)字測繪技術(shù)目前是測繪技術(shù)的一種較先進(jìn)的形式，其自身具有很多優(yōu)點(diǎn)，可以在一定程度上促進(jìn)工程測繪工作的發(fā)展。數(shù)字測繪技術(shù)以其明顯的優(yōu)勢，提高了工程測繪的自動化水平，提高了測繪的準(zhǔn)確性，已被廣泛應(yīng)用于工程測繪中。

1.2.1 精度更高

數(shù)字測繪技術(shù)具有較高的測繪精度，在地圖測繪作業(yè)的發(fā)展中具有較大的優(yōu)勢。在工程測量過程中，可以采用數(shù)字測繪技術(shù)在室外測量數(shù)據(jù)采集過程中自動從全站儀采集地形的三維坐標(biāo)，從而提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，減少了人工作業(yè)的誤差。

同時，通過數(shù)字測繪技術(shù)的應(yīng)用，也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動存儲，有效地節(jié)省了數(shù)據(jù)記錄的時間和錯誤，提高了工程測量工作的效率和質(zhì)量。

1.2.2 自動化的明顯優(yōu)勢

將數(shù)字測繪技術(shù)應(yīng)用于工程測量任務(wù)可以突出自動化的好處。由于數(shù)字測繪技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)的，因此必須將計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合到數(shù)字測繪技術(shù)的應(yīng)用過程中，以提高開發(fā)工程測繪自動化的能力。隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展，數(shù)字測繪技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用，這些軟件可用于實(shí)現(xiàn)圖形符號的自動計(jì)算和自動選擇，使地圖制圖更加直觀、準(zhǔn)確、規(guī)范。數(shù)字測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用大大提高了自動化水平，降低了人為錯誤所致使的錯誤率。

1.2.3 豐富的信息形式

將數(shù)字測量和制圖技術(shù)應(yīng)用于工程測量有助于豐富信息的形式。使用數(shù)字測繪技術(shù)，可以在繪制地圖的過程中提高坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，并且可以在地形點(diǎn)上基于該屬性的信息完全顯示出。

為了實(shí)現(xiàn)地圖和地形的測繪，必須隨意調(diào)用各種測繪符號。數(shù)字測繪技術(shù)的應(yīng)用有助于改善地圖地形的信息特性，為工程測繪提供了更有利的條件。

1.2.4 儲存方便

將數(shù)字測量和地圖技術(shù)應(yīng)用于工程測量可以使信息存儲更加容易。數(shù)字測繪技術(shù)的應(yīng)用使數(shù)字產(chǎn)品的采集、存儲和管理更加方便，可以確保存儲過程中數(shù)字信息的完整性，并可以中止工程建設(shè)，以防止重復(fù)或遺漏測量。通常情況下，在工程計(jì)量有效的同時，也會降低了成本。此外，數(shù)字測繪技術(shù)的應(yīng)用還有助于地形信息的存儲，可以隨時實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用，有效地擴(kuò)展了信息的應(yīng)用范圍，并幫助有不同需求的客戶[3]。

2 數(shù)字測繪技術(shù)的主要應(yīng)用方向

通過有效地將數(shù)字測繪技術(shù)應(yīng)用于工程測繪，可以提高測繪效率、降低測繪難度，在目前的工程測繪工作中，數(shù)字測繪技術(shù)主要用于實(shí)地數(shù)據(jù)采集和內(nèi)部工作兩個方面。

2.1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集

數(shù)據(jù)收集在工程測量工作中起著非常重要的作用，也是最基本的工作內(nèi)容。數(shù)字測繪技術(shù)可以多種方式應(yīng)用于進(jìn)行測繪。首先，進(jìn)行全站儀和電子手冊的使用數(shù)據(jù)收集，其次，由企業(yè)自主開發(fā)的電子手冊，最后，手持便攜式測量設(shè)備，員工可以根據(jù)具體的測量情況合理選擇測量方法。通常，第三種測量方法主要是在工作條件差、資源不足和交通不便的地方選擇的[4]。在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)之前，有必要先確定監(jiān)測地點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際情況手工繪制地形，進(jìn)而詳細(xì)顯示地質(zhì)數(shù)據(jù)。同時，有必要在數(shù)據(jù)收集過程中準(zhǔn)確記住數(shù)字代碼。數(shù)據(jù)收集完成后，員工還必須備份所有數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)處理人員進(jìn)行存儲和處理，以避免數(shù)據(jù)損壞或是丟失而影響工程。

2.2 辦公室數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是工程測量工作的重要組成部分，需要在收集數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。首先，員工通過收集過程按單位對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，其次，特別是使用編輯器，通過將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為CAD格式來轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，接著，將MAP格式轉(zhuǎn)換為點(diǎn)和線。在圖形中設(shè)置格式并顯示其屬性和符號，以增加圖形的價值。最后，將圖紙信息輸入數(shù)據(jù)庫，以方便將來查詢和使用。

3 數(shù)字測繪技術(shù)在工程勘察中的具體應(yīng)用

數(shù)字測繪技術(shù)現(xiàn)已成為工程測量中的重要工具。它的特定應(yīng)用主要包括測量和數(shù)字地球。數(shù)字測繪技術(shù)的應(yīng)用有效提高了測繪的準(zhǔn)確性和便利性。它為這項(xiàng)工作提供了強(qiáng)大的工具。

3.1 將數(shù)字測量和制圖應(yīng)用于測量和制圖

3.1.1 原始測繪數(shù)字化的應(yīng)用

在工程測量工作中，如果數(shù)字地形圖不滿足特定要求，或者給定的要求不高并且項(xiàng)目資金不足，則可以將原始地圖數(shù)字化以充分利用原始地圖的價值。通過使用計(jì)算機(jī)一步掃描設(shè)備掃描原始地圖，可以在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)地形圖的繪制。數(shù)字化原始圖像有兩種主要方法：矢量化掃描和數(shù)字化跟蹤。與手持式跟蹤的數(shù)字化相比，矢量化掃描有助于提高測量精度并有效提高工作效率，但是與原始圖像相比，通過矢量化掃描過程獲得的數(shù)字圖像的精度大大降低。這是因?yàn)閿?shù)字處理中會大幾率存有錯誤。另外，矢量化掃描過程通常僅在緊急情況下使用，因?yàn)樗窃诎灼型瓿傻模ū砻婧偷孛嫘螤睿@些白皮書的實(shí)時性很差。如果滿足條件，則可以通過矢量化掃描獲得數(shù)字地圖，但如果僅應(yīng)用它，則缺乏科學(xué)性，需要進(jìn)行維修和進(jìn)一步測試以補(bǔ)充。通過結(jié)合工程勘察的地面信息和數(shù)字技術(shù)的數(shù)字地圖掃描技術(shù)，以及地面物體的測量和測量的地面信息，進(jìn)一步完善和修改了原始地圖上的信息，以確保對原始地圖的高度還原，進(jìn)而就可以提高原始圖像的準(zhǔn)確性。

這樣，應(yīng)用程序可以合理地調(diào)整地圖信息，有效地校正測得的地圖坐標(biāo)并提高地圖的準(zhǔn)確性。

3.1.2 應(yīng)用地面數(shù)字地圖

在工程測繪過程中，對測繪精度的要求很高，但通常沒有大比例尺的地圖，因此可以進(jìn)行地面數(shù)字測繪來解決。地面數(shù)字地圖繪制方法也是集成數(shù)字地圖繪制方法的代表，并且廣泛用于工程測量中。通過應(yīng)用地面數(shù)字測繪方法，可以提高獲取的數(shù)字地圖的精度，通過相應(yīng)的測量方法，可以將地面物體和參考點(diǎn)的精度控制在5cm以內(nèi)。

3.2 在數(shù)字地球中應(yīng)用數(shù)字測繪

數(shù)字地球是指基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的社會經(jīng)濟(jì)內(nèi)容的有效整合，以及地理坐標(biāo)的整合，形成一個完整而系統(tǒng)的框架體系，注重重要的社會信息，并通過通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用來保存數(shù)據(jù)訪問信息，然后獲取重要信息。與傳統(tǒng)的測繪工程建設(shè)相比，Digital Earth是一個更先進(jìn)、更復(fù)雜的測繪系統(tǒng)，具有更高的技術(shù)含量，更強(qiáng)的包容性和更廣泛的內(nèi)容，從而不可能在一個部門中完成數(shù)字化。地球任務(wù)需要包括航天技術(shù)、地球科學(xué)和信息科學(xué)在內(nèi)的各個部門的合作與協(xié)調(diào)。測繪是地球科學(xué)和信息學(xué)中最重要的內(nèi)容，即使在工程測繪中也不能忽略，并且對構(gòu)建空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)具有重大影響。另外，在測繪工作中要注意計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在獲取空間信息，進(jìn)一步分析和處理空間信息過程中的應(yīng)用，以便可以通過信息高速公路形成完整多樣的信息源。該項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了重要信息的獲取。

4 結(jié)束語

總而言之，數(shù)字測繪技術(shù)是當(dāng)前工程測繪業(yè)務(wù)發(fā)展中非常重要的技術(shù)工具。與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，它具有更多的優(yōu)勢，有助于處理和分析各種元素，對具有不同用途和形狀的產(chǎn)品可以顯著提高繪圖產(chǎn)品的精度，以滿足不同用戶的需求，因此在工程測量過程中將被更廣泛地使用。隨著未來數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，工程測繪的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大，因此測繪工作應(yīng)順應(yīng)時代的發(fā)展方式，實(shí)現(xiàn)知識和思想的更新，并根據(jù)數(shù)字化的發(fā)展趨勢精通測繪。