測(cè)繪工程中特殊地形測(cè)繪技術(shù)

田瑞呈

摘要：在我國(guó)測(cè)繪工程中，特殊地形現(xiàn)已成為了主要的實(shí)施對(duì)象，比如林地繁茂區(qū)、人口建筑密集區(qū)、人類(lèi)難以到達(dá)的地區(qū)及泥濘地區(qū)等。對(duì)于這一類(lèi)特殊地形區(qū)的測(cè)繪，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)根本無(wú)法施工條件的要求，從而直接影響了測(cè)繪工程的工作效率與質(zhì)量。為此，要求根據(jù)不同地形區(qū)的實(shí)際需要，探索和應(yīng)用一種新的測(cè)繪技術(shù)，以改進(jìn)特殊地形的測(cè)繪技術(shù)方案，從而促進(jìn)特殊地形測(cè)繪工作的有序推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：測(cè)繪工程;特殊地形;林地繁茂區(qū);測(cè)繪技術(shù)方案

前言

我國(guó)地大物博，因此在地形圖測(cè)繪中遇到特殊地形不可避免，其中特殊是相對(duì)的概念，因此要求特殊的測(cè)繪方案滿(mǎn)足測(cè)繪學(xué)范疇。對(duì)于測(cè)繪工程，其最基本的工作是測(cè)量距離、角度和高程，當(dāng)然特殊的和傳統(tǒng)的測(cè)繪方案都是如此，且兩者存在優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的關(guān)系。唯有實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代高新測(cè)繪技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才能保證測(cè)繪工程中特殊地形測(cè)繪工作的高效開(kāi)展。

一、對(duì)目前形勢(shì)的思考

測(cè)繪工程的基本內(nèi)容包括勘測(cè)地形、記錄地形結(jié)構(gòu)與空間布局、收集完整的數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)空間結(jié)構(gòu)平面圖，其是了解一切土地形式的基本途徑，亦或說(shuō)測(cè)繪工程適合用在研究地球及其他星球表面實(shí)質(zhì)性的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，可見(jiàn)測(cè)繪工程的重要意義。測(cè)繪項(xiàng)目的內(nèi)容廣泛，主要涉及地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形類(lèi)型、植物種類(lèi)及地面占地面積等。近年來(lái)，我國(guó)測(cè)繪工程在技術(shù)上有了較大轉(zhuǎn)變，并推動(dòng)著工程技術(shù)步入發(fā)展的高峰期，但在發(fā)展的同時(shí)，制約因素的存在卻對(duì)測(cè)繪工程與測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展造成了嚴(yán)重阻礙，尤其制約了特殊地形測(cè)繪工作的順利開(kāi)展。綜上，對(duì)于特殊地形的測(cè)繪，要求改革和創(chuàng)新傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)，即：首先，測(cè)繪人員應(yīng)深入研究測(cè)繪工程的實(shí)施地點(diǎn)，從而為測(cè)繪工作的開(kāi)展提供充分的準(zhǔn)備條件;其次，熟悉地形，以充分了解其地質(zhì)地形條件;第三，堅(jiān)持因地制宜的原則，即針對(duì)特殊地形的客觀實(shí)際，研究出相應(yīng)的測(cè)繪技術(shù)方案，以保證特殊地形測(cè)繪工作的順利開(kāi)展。

二、特殊地形中常用的測(cè)繪技術(shù)

（一）GIS技術(shù)

GIS是一門(mén)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合性學(xué)科，其核心是地理信息且融合了信息學(xué)、地圖學(xué)、地理學(xué)、遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)。在GIS系統(tǒng)中，最為核心的部分是基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此其具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理功能，同時(shí)還具有數(shù)字化制圖功能、空間分析功能及輔助決策功能等。其中，空間分析功能是應(yīng)用GIS技術(shù)的目標(biāo)與出發(fā)點(diǎn)，即GIS通過(guò)處理原有信息，為決策提供指導(dǎo)意見(jiàn)。目前，GIS技術(shù)在特殊地形測(cè)繪中的應(yīng)用也非常廣泛，即：測(cè)繪人員先收集、整理測(cè)繪工程的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，再在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用GIS技術(shù)繪制相應(yīng)的地形圖，然后輸出地形圖。應(yīng)用表明，GIS的數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存量非常大，且具有很強(qiáng)的圖形輸出能力，因此既減輕了測(cè)繪人員的工作量，又為測(cè)繪工作的順利開(kāi)展提供了保障。

（二）GPS技術(shù)

GPS是一種全新的現(xiàn)代定位方法，其工作原理為：用戶(hù)持有GPS接收機(jī)，并在接收機(jī)接收到四顆衛(wèi)星信號(hào)時(shí)進(jìn)行精確定位，其中三顆衛(wèi)星用于解算距離，一顆用于校正時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)GPS的精確定位。應(yīng)用表明，GPS技術(shù)具有精度高、速度快、全天候及布點(diǎn)靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此在測(cè)繪工程中的應(yīng)用非常廣泛。工程測(cè)繪是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，因此數(shù)據(jù)采集易因環(huán)境、地形等的影響而出現(xiàn)偏差。在特殊地形測(cè)繪中，如若測(cè)繪人員僅用經(jīng)緯儀或全站儀等測(cè)量工具，則測(cè)繪工程信息采集的效率較低，而若運(yùn)用GPS技術(shù)，則可降低氣候、地形等對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，具體表現(xiàn)如下：一是運(yùn)用GPS技術(shù)，可對(duì)樁位的偏心位置進(jìn)行準(zhǔn)確且全面的檢查，從而提高了測(cè)繪的工作效率及保證了測(cè)繪結(jié)果的精準(zhǔn)度;二是運(yùn)用GPS放樣平臺(tái)，可高效執(zhí)行測(cè)量任務(wù)，從而減少了測(cè)繪工作量及實(shí)現(xiàn)了精確測(cè)量;三是在樁位放樣測(cè)量時(shí)，運(yùn)用GPS技術(shù)可使測(cè)量結(jié)果的精度增至cm級(jí)范疇。

（三）無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是一種在無(wú)線電設(shè)備的控制下，利用飛行器快速獲取信息的新技術(shù)，其由無(wú)人機(jī)飛行器平臺(tái)、數(shù)碼傳感器（分辨率高）、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成。據(jù)此，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)包括：航拍攝影，即利用無(wú)人機(jī)及其上的遙感設(shè)備，獲取地理位置信息及影像資料;數(shù)據(jù)采集，即根據(jù)無(wú)人機(jī)的飛行軌跡與有關(guān)的影像資料，采用自動(dòng)加密與手動(dòng)結(jié)合的方式采集信息;數(shù)據(jù)處理。據(jù)此，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用具有快速靈活、監(jiān)測(cè)范圍宏觀、數(shù)據(jù)處理速度快及分辨率高（0.1-0.5m）等優(yōu)點(diǎn)，因此在特殊地形測(cè)繪中得以廣泛應(yīng)用，從而減少了測(cè)繪人員的工作量及實(shí)現(xiàn)了高效、高精度測(cè)量。

三、特殊地形的測(cè)繪技術(shù)方案

（一）林地繁茂區(qū)測(cè)繪

在測(cè)繪工程中，常會(huì)遇到一些具有較高植被覆蓋率的林地繁茂區(qū)。對(duì)于這一區(qū)域，其土地的隱蔽性非常強(qiáng)，易導(dǎo)致實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)存在偏差，從而大大降低了測(cè)繪結(jié)果的精度。在林地繁茂區(qū)測(cè)繪中，測(cè)量?jī)x器的選擇與測(cè)量數(shù)據(jù)的可信度普遍受到地形復(fù)雜、植被繁密及信號(hào)不良等因素的制約，即：在林內(nèi)開(kāi)展測(cè)量工作時(shí)，GPS-RTK因受高度角的影響而信號(hào)較弱，因此測(cè)量精度難以保證;全站測(cè)量?jī)x雖受信號(hào)干擾的程度較輕，但卻因受高大植被的影響而無(wú)法拓寬視野，因此無(wú)法正常開(kāi)展測(cè)量作業(yè)。可見(jiàn)，林地繁茂區(qū)測(cè)繪工作的難度非常高。綜上分析，建議在林地繁茂區(qū)測(cè)繪中引入導(dǎo)線推進(jìn)斷面測(cè)量法，即：根據(jù)測(cè)設(shè)的放樣點(diǎn)與導(dǎo)線點(diǎn)的距離、坐標(biāo)、角度數(shù)據(jù)及理論坐標(biāo)值，反算從測(cè)站至待定點(diǎn)坐標(biāo)的方位角及點(diǎn)間距，繼而獲得儀器的測(cè)值，最后再實(shí)地歸化放設(shè)測(cè)量點(diǎn)，使其分布在設(shè)計(jì)斷面線上。

（二）人口建筑密集區(qū)測(cè)繪

全站測(cè)量?jī)x作為一種在地形測(cè)繪中常用的測(cè)量工具，特別適合用來(lái)收集測(cè)量數(shù)據(jù)。與其他測(cè)量?jī)x相比，全站測(cè)量?jī)x具有不受空間所限、鏡頭靈活、無(wú)限接近待測(cè)點(diǎn)及距離測(cè)量速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此全站測(cè)量?jī)x的使用可保證測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。但全站測(cè)量?jī)x存在難以預(yù)知的死角和阻礙，并進(jìn)一步影響到測(cè)量結(jié)果。據(jù)此，在人口建筑密集區(qū)的地形測(cè)繪中，要求使用特殊的測(cè)繪技術(shù)及其工作流程為：

1.繪制野外草圖

在測(cè)繪工程中，倘若村莊事先有過(guò)合理的規(guī)劃，繪制出的野外草圖更清晰、直觀且草圖的整體布局更完整合理，因此有助于測(cè)繪工程的高效開(kāi)展。但若村莊在前期未進(jìn)行合理的規(guī)劃或規(guī)劃不合理，繪制出的野外草圖一般毫無(wú)頭緒，且測(cè)繪人員易因點(diǎn)圖的測(cè)定不相符而引起編圖失誤，更有甚者會(huì)在野外測(cè)量中丟失物品。為了避免發(fā)生上述問(wèn)題，建議不繪制野外草圖，即采用下列方法：在測(cè)站設(shè)立后，先一一測(cè)定看到的房角點(diǎn)，再在室內(nèi)使用計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)化處理數(shù)據(jù)信息，并在直觀匯總展示后，按一定的比例打印出來(lái)，最后再按點(diǎn)位量實(shí)地繪制草圖。如此一來(lái)，才能確保草圖與圖件的準(zhǔn)確性與完整性，從而為測(cè)繪工程的高效開(kāi)展提供了有利的條件。

2.采集野外數(shù)據(jù)

在人口建筑密集區(qū)，全站儀等傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)具備GPS-RTK無(wú)法比擬的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，即測(cè)距鏡頭靈活、測(cè)距速度快及無(wú)線接近數(shù)據(jù)采集點(diǎn)位等。因此，在無(wú)法正常采集數(shù)據(jù)的地區(qū)，常用全站儀補(bǔ)測(cè)RTK，從而保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。但在測(cè)量過(guò)程中，測(cè)繪人員需要進(jìn)入工廠或居民區(qū)等的院內(nèi)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，因此一旦遇到鎖門(mén)等現(xiàn)象，普通全站儀、GPSRTK儀器都毫無(wú)用處。為了保證測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度，唯有等待主人回來(lái)，但卻會(huì)延誤測(cè)量時(shí)間。為此，建議先用GPSRTK在測(cè)區(qū)的樓頂?shù)绕渌咛幵O(shè)立站點(diǎn)，再用免棱鏡全站儀測(cè)量碎部點(diǎn)。應(yīng)用表明，上述方法具有高效、快速、方便、省時(shí)且測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，因此在人口建筑密集區(qū)測(cè)繪中極具應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)語(yǔ)

工程測(cè)繪在土地資源日益匱乏的當(dāng)下起著舉足輕重的作用，不管是為了更好的認(rèn)識(shí)我國(guó)的地域形式，還是為了節(jié)省工程施工的成本，測(cè)繪工程都是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。由于我國(guó)的實(shí)際地貌特征的限制，導(dǎo)致特殊地形在我國(guó)國(guó)內(nèi)十分常見(jiàn)。因此，測(cè)繪的工程師應(yīng)當(dāng)勇于拓新，迎難而上，不斷探索創(chuàng)新對(duì)特殊地形的測(cè)繪方法。

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