測繪技術在特殊地形測繪工程中的應用

鄧科

摘 要：測繪是測量與繪圖的總稱，使用適宜的測量技術收集目標區域的地形數據和圖像資料，以此為工程設計提供可靠的參考數據，是目前工程建設中的重要環節。在開展測繪工作時，難以避免的會碰到特殊地形，對此應結合測繪目標的實際情況，選用科學合理的測繪技術，保障測繪結果的準確、真實性。以特殊地形中測繪技術的應用為主題進行分析，以期能為測繪行業的發展提供助力。

關鍵詞：測繪技術；特殊地形；測繪工程

中圖分類號：TU198? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）07-0087-03

0 引言

相較于普通地形測繪來說，特殊地形測繪工程項目在專業性、技術性層面要求更高，而且測繪工程質量的高低決定著工程項目的建設效果，在工程施工過程占有重要地位。如果測繪技術選取和使用不當，則必定會讓整個工程項目的建設效果得不到可靠保障。尤其是在一些地形較為特殊、復雜的區域，更是需要選取先進的測繪技術方式，提升測繪結果的可靠性。

1 特殊地形測繪工程的常見技術

1.1 GIS技術

GIS是地理信息系統的簡稱，其本身是空間信息系統的一種，能在人工采集、計算、整合、篩選目標測繪區域有關的地理分布信息方面發揮重要的輔助作用，可直接明了地展示各種空間數據的屬性特征，還能基于數據建模的方式來將被測區域地理環境狀況以可視化的形式體現出來[1]。在測繪領域，GIS系統所具備的空間分析能力、數據計算能力優勢十分突出，可以構建多平臺協同使用的地理信息數據庫，不論是空間數據匯編和整合、地圖的繪制，還是數據的計算和建模都有其應用的空間。

1.2 全球定位技術

GPS技術是一種新式定位方式，需借助全球定位接收機，當接收機收取到衛星信息之后，就能進行高準度定位，具備快速、高精確度、靈活性強的優勢，因此在測繪領域備受青睞。測繪工程本身具有較強的復雜性，在進行數據采集時難免會受到實際地形情況的影響，由此出現一定程度的誤差。尤其是在特殊地形測繪過程中，外業測繪人員使用普通的經緯儀、全站儀等測量設備，甚至不能順利完成目標任務，或是外業信息采集速度太慢，導致測繪成本顯著增加。

應用GPS技術，可以有效減輕地形、環境等外界因素對測繪工作的阻礙，運用優勢有如下4點：①若被測繪區域屬于高山密林地形，則利用GPS技術能夠解決經緯儀、全站儀等傳統測繪工具在通視條件上的問題，提升了外業工作效率。②使用GPS技術可以高精度測出樁位偏心情況，加快測繪工作速度，并可讓測繪結果的準確性更加可靠[2]。③使用全球定位放樣平臺，可以保證測量任務的實施具有更高效率，減輕測繪工作壓力，保障測量精準度。④在實行樁位放樣測量工作期間，利用GPS技術能提升測量結果的準確性。

1.3 遙感技術

遙感技術主要是從外部空間獲取地球表部地理電磁波信息，再對電磁波信息有序實施掃描、拍攝、整合工作，把經過處理的信息通過可視化圖形影像的方式進行呈現。在無需與測量目標發生直接接觸的條件下，就能實現全方位、高準度獲取被測區域的地理環境狀況，解決復雜地形給測繪結果帶來的影響，并且工作效率相對較高，單次測繪區域較大。該技術目前普遍應用在大地理、林地茂盛的區域之中，能夠高效、精準地調查植被資源信息。

1.4 3S技術

將此技術運用于測繪工程之中，主要用來進行資源的收集與分析。該技術具備數據庫儲存、圖形資料輸入輸出等多項功能，將其用在特殊地形測繪之中，能為測繪工作提供較為全面的數據支撐。根據測繪具體要求，使用計算機技術來對收集到的信息加以處理，繪出相應的地形圖之后再將其輸出。此技術在特殊地形場景下的運用，最為突出的優點便是讓測繪效率有效提高，壓縮了測繪工作的周期，促使測繪工作人員所需負責的采集、整理數據的工作量大幅減少。

1.5 無人機三維影像技術

該技術在特殊地形測繪工程之中的運用，主要可提供快速全景攝影、構建三維模型、圖像信息對比等功能。在具體測繪工作中，該技術的優勢十分突出，能提高測繪工作的質量與效率。根據無人機搭載設備的功能、性能、準確度的不同，測繪人員能夠構建出不同的空間信息模型，例如高線圖、空間三維圖，實現全方位觀測、多角度縮放等操作。

2 特殊地形測繪要點

2.1 采集特殊地形資料

對特殊地形實行測繪，做好資料的準備工作是其中最為基礎的一項任務，更是確保測繪結果真實準確的前提。因此在開展測繪工程之前，必須要將有關資料準備到位。在收集資料過程中，要根據預先明確的測繪目標與實際要求開展各項工作，對收集的資料予以整理、分類。比如，在對舊城區實行改造規劃時，測繪階段就要把該區域的全部房屋建筑、道路設施、土壤條件等資料收集到位，以此為后期測繪技術的選取提供參考[3]。

2.2 特殊地形測繪測量精度

在實行特殊地形的測繪工作時，一定要重視測量精度的把控，這是保障測繪結果精準性的重要措施。以舊城區改造工程的測繪工作為例，由于舊城區中建設的房屋建筑普遍較為集中，并且房屋類型也相對較多，如果在測繪階段不能確保測繪精確度，則有可能讓測繪人員確定房屋方位角、角點、布局等信息時產生誤差，憑借主觀判斷的方法推斷舊城區方位信息，從而對舊城區原來的地貌、改造進程帶來負面影響。所以，在實施特殊地形的測繪工作時，必須要注重測量精度的把控，選取適宜的測繪技術最大化把控好測量誤差，防止測繪精度達不到規定標準，而引發一系列問題。

2.3 GPS測量與定位

在測繪工程之中，GPS是十分基礎的一項技術，特別是在特殊地形條件下，一定要合理應用GPS技術輔助各項測量工作的開展。GPS的使用能夠顯著提高測繪精準度，讓測繪質量更有保障，還能提升測繪效率。結合GPS技術的使用，可通過其監測功能，實現對特殊地形的動態化監測，從而提升被測目標測繪結果的準確度。

2.4 數字測繪

數字測繪也是測繪工作之中非常關鍵的一項技術措施，將其運用于特殊地形之中，能實現對采集信息圖形影像的融合，提升測繪規范程度，更是保障測繪結果精準性的可靠方式。應用數字測繪，能夠實現對全部物理性數據的數字化轉換。借助計算機成像技術把測繪信息轉變成地形圖，由顯示器實現對相應三維立體圖的直觀呈現，有助于測繪人員更為清晰、明確地掌握測繪目標的具體狀況。

2.5 制定測繪草圖

對特殊地形區域具體狀況展開分析，需要測繪人員觀測目標區域的地理結構圖，明確需要測定的關鍵目標，編繪出地理環境觀測草圖。在明確測量目標之后，工作人員應對該區域的地表圖紙展開詳細分析，基于地下資料選取合適的測繪技術，一般采取土壤數據檢定、定點地理勘測等方式。對河流周邊區域實行分析，判斷測繪過程中可能存在的安全問題，最好使用局部與系統分析方式。測繪人員在目標測繪區域中實施地理環境監測時，一定要考慮當地的人文、歷史、環境特征等因素，掌握該地區地理環境發生的變化，做好前期的資料準備工作。

3 測繪技術在特殊地形測繪工程中的具體應用

3.1 山地區域

山地區域具有地形復雜、植被繁茂的特征，會對相關設備的信號產生較大的干擾，因此不能正常應用GPS、RTK等技術。而若是選擇應用全站儀技術，也容易受到高大植物的干擾，讓視野存在阻礙。為提高測繪質量，可讓測繪人員采用特殊測繪技術，測量目標測區站點直線距離，利用測設導線、放樣點坐標、距離角度等數據進行相應的公式計算，以此合理測出測量方位和待測點坐標方位角，再同步輸入測繪信息。引入特殊測繪技術，能實現對測繪區域的有效延伸，保證測繪信息的準確度[4]。

3.2 泥濘區域

面臨灘涂、荒漠以及泥濘等地形，如果測繪人員事先對泥濘地區的具體狀況不太了解，那么就無法保障測繪質量，甚至可能對后續工程建設的順利開展帶來影響。測繪人員需合理使用范圍線，對測繪工作流程予以優化。如果泥濘區域占地面積比較大，則要通過高程來開展測繪工作，并將泥濘地區視為中心點，合理設置各個測點。使用全站儀、近景攝影測量技術，能夠保證采集信息的精確性，提高測繪質量。

在對灘涂區域開展測量工作時，可根據下述步驟開展：①收集外業信息。在小型飛行器上安裝激光雷達系統，放飛前，對飛行路線和高度合理規劃，并在飛行線路周圍高等級已知控制點。設置適當數量的GPS基站，確保航拍工作與潮位條件相符，從而盡量增大拍攝面積。②數據信息的預處理。將航拍收集的GPS、IMU和系統參數通過聯合解算的方法，得出影像外方位元素、激光點空間參數。利用空間糾正法，對點云數據實行解析，辨別關鍵地物。按照成果標準，轉化成地方坐標系。為能充分滿足后期產品生產需求，要做好點云數據的分割工作。③創建高程模型。將點云數據根據工作要求，細分成航帶重合點、水體、植被與地表等多種類型。而在分類過程中，要以人工的方式將未能識別的地物提取出來，深度解析影像和周圍地形，并對水體狀況實行判斷。自動過濾航帶重合點，通過將人工和自動的方式進行聯合，高精度區分地面和建筑物。完成自動分類以后，得出基礎的地形地貌。為構建精度較高的數字高程模型，應當使用TIN構網篩除噪點。④繪制數字正射影像圖與線劃地圖。

3.3 林地繁茂區域

在林地茂盛的區域開展測繪工作，面臨著植株分布密度高、通視條件差等問題，普通的全站儀技術無法取得理想的效果。由于受到樹木遮蔽，會產生較大的測繪誤差，若是以人工方式清除遮蔽的樹木，則會對該地區的生態自然環境帶來破壞，并會導致測繪工作量的提高。對于上述問題，測繪人員主要可從引入更先進的地面測量設備、使用航空攝影測量技術兩大層面入手。

早期的測量設備大多功能落后、單一，對于光學通視條件的要求比較高，而通過替換成精密型測量設備，就能徹底迭代基線丈量法，可利用免棱鏡測距儀來對特殊位置測點實行距離的測量，利用帶有自動追蹤能力的測距裝置和電子速測儀實施細部測量工作，實現對測繪方式的更新換代。

對于航空攝影測量技術的使用，應當優先挑選具備較強機動性、速度快的無人機設備，通過對無人機的遠程操控，使之保持低空飛行的狀態，并同步拍攝下方地物，得到影像信息。為了避免存在拍攝盲區與死角，可增加航線條數。選擇激光雷達荷載，能夠有效監測、定位植被層下側的地理地形狀況。比如，美國研發出一種TRACER植被穿透雷達系統，能實現地表雜波和測量目標回波的篩除，從而更加精準、全面地探測出林地中隱蔽位置的地物。

3.4 人口密集區域

當對人口密集區域開展測繪工作時，一般使用全站測量儀，該種儀器可體現出鏡頭操控靈活性強、不會受到時間與空間的限制等多方面優勢。通過對全站測量儀的應用，既能提高數據信息的采集準確度與完整性，也能為后期工程建設的順利實施提供較多便利。不過它也存在一些缺陷，會讓測繪精度受到一定影響。對于目標測繪區域屬于人口稠密區，就要詳細分析該地區的實際特征，在此基礎上挑選適宜的測繪技術。

若想切實保障測繪結果的準確性，就要重視測量草圖的編繪質量。對于測繪工程而言，草圖占有非常重要的地位，若未對其提高重視，就有可能使得整個測繪質量受到影響。而技術人員在實行草圖的編繪時，需要合理結合信息化技術，以此有效提高數據采集、分析水平，改善輸出工作的質量。在人口稠密區域開展測繪工作時，工作人員要做到對全站儀的合理應用，使之充分發揮自身功能、作用以及優勢。對不能使用GPS·RTK系統加以數據采集的地區，需要憑借全站儀的優勢來保障信息采集的全面性和高精度性[5]。

3.5 大地理區域

在進行大地理區域的測繪過程中，工作人員要詳細分析不同狀況下的測繪目標，以此挑選最為合適的測繪技術。比如，在面對沼澤、沙漠、海域等面積寬闊的特殊地形時，測繪結果或多或少會有誤差，為了提高測繪的精準度，就要有效提高測繪技術的適用范圍。當對此類區域實行測繪時，可合理使用GPS·RTK系統來對大面積區域予以測繪，再創建數據基站，以此拓寬測繪面積，最大程度上防止漏測的情況發生。

在國內科技高速發展的同時，越來越多的現代化技術運用到測繪工作中，有效地處理了大面積測繪中的種種困難，并推動了測繪效率的大幅提高。比如，應用無人機攝影技術實施大地理區域的測繪，能夠基于自動化、動態化檢測功能來減輕信息采集的難度。

4 結束語

測繪工程質量會影響工程項目的建設效果。隨著國內測繪需求不斷提高，人們對測繪質量有了新的要求與標準。特別是在進行特殊地形的測繪時，必須要結合地形特點選取合理的測繪技術，積極引進各種先進的測繪技術，改進測繪方式，更好地保證測繪數據的完整性和準確度。

參考文獻

[1] 普巴.測繪工程中特殊地形的測繪技術探究[J].中國金屬通報，2022（8）：150-152.

[2] 孫金波.測繪工程中特殊地形的測繪技術分析[J].四川建材，2022，48（4）：71-72.

[3] 肖飛.基于礦山測繪工程中特殊地形測量對策分析[J].中國金屬通報，2022（3）：87-89.

[4] 陶學偉.礦山測繪工程中特殊地形測量方法研究[J].中國高新科技，2022（4）：36-37.

[5] 常曉明，趙天亮.測繪工程中的特殊地形測繪技術[J].內蒙古煤炭經濟，2020（5）：204+206.