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1.2地形測量和測繪技術的發展現狀
以前,我們要想了解一片區域或者是地形的特征,就必須不怕艱難險阻,通過實地手動進行測量,才能實現,現代社會,伴隨著科學技術的不斷進步,在地形測量中,注入了先進的科學技術,采用優良地科學技術分析儀器,很有效地就完成了測量。而且數據更加地精確。人們也逐漸開始將自動化與地形測量相結合進行研究了[1]。
2.地形測量與測繪自動化技術
現代計算機技術的發展,網絡技術的應用,隨之而來的就是在測量儀器方面的技術改革,這些已經引起了在測繪自動化方向的發展。3S技術即GPS全球定位系統、GIS地理信息系統、RS遙感這三大技術,是集成技術的核心。
2.1GPS技術
GPS(GlobalPositioningSystem)是大家所熟知的全球定位系統,這個系統是美國在20世紀研制成功的,現在已經全面建成了導航衛星系統,可以用來測量時間和距離,能夠在海、陸、空進行全方位實時進行系統的定位和導航。具有高精度、全天候、高效率、多功能的一種測繪工具。與其他的地面測定系統比較,它擁有很多優良的性能:功能多、保密性能極強、抗干擾性能優良,應用的范圍及其廣泛。具有觀察的時間短的特點,在操作方面簡單,容易操作,易學,精度準確。特別是在水上定位,定位的精度可以達到厘米級的水準。隨后的GPSRTK技術,則是一種更加新型的測量系統,能夠準確地測量定點的位置,體現實時動態的效果。
2.2GIS技術
采用現代計算機圖形技術和數據庫的相關的知識理論,來對地理空間資料進行數據處理,其內部蘊含了地理學、測量學、幾何學和數據庫的相關知識,將這些綜合在一起,提高了其綜合性能,最后利用計算機很直觀地進行展示。GIS的特點主要是具有公共的地理定位的基礎,有多維的結構特點,實行的是數字化技術,蘊含了豐富的信息資源。對于現代的地理信息系統是一項新的進步。現在,GIS地理信息一定會準化、多維化、系統集成化和智能化的方向邁進。在工程建設、礦區開采以及其他的一些工程項目中,適當地運用此技術,能夠安全有效地開陳滿河北省煤田地質局第四地質隊河北張家口075100展工作。
2.3RS技術
遙感RS技術是從20世紀60年代開始的,這項技術的特點是它不回直接接觸要研究的對象,而是通過一種電磁波的反射、或者是輻射來對數據的傳輸和處理,獲取數據信息的一種方式。在這個遙感技術中主要涉及攝影、陸地、衛星、航空、航天攝影測量等技術內容。同上文中的GPS技術差不多,RS技術的發展也是主要運用到了航空技術當中,這項先進的技術主要是采用人造地球衛星上所搭載的相關技術設備,從很遠地地方對地球表面的物體進行發射相關的信號,這個信號有短波的紅外線、可見光、電磁波譜等,該系統對此進行接收、識別、處理和判斷,從而實現對目標物體的數據進行測繪。通過紅外線或者是可見光,都可以很有效地完成對所測區域真實地地貌。與此同時,也能夠對這個地區的土地中的成分進行測定,提供大量的信息[2]。
3.地形測量與測繪技術自動化應用時所存在的問題
3.1使用這些技術時,資費較高
先進的儀器設備的使用,帶來了科技地飛速發展,但是,同時也有個問題值得關注,那就是資金的問題,引入新的技術時需要花費錢的,不是免費獲得的,國家對于一部分的使用是由政府部門承擔一部分,但是,剩下的這部分資金,則是需要單位自己出資的。因此,很多規模不大的小型測繪企業,為了減少單位的開支,基本上不會使用這么昂貴的儀器設備。這樣他們的測量準確度依然是停留在了以往的狀態,并沒有獲取到真實、可靠的數據信息。非常不利于測繪自動化技術的有效進步。
3.2自動化地形測量測繪技術有待提高
根據前面的敘述,目前,GPS、RS等技術在地形的測量與測繪過程中發揮著很重要的優勢作用。雖然有著很多的優勢,但是,在其實施的時候,總是會受到一些外界因素的影響,比如說,氣候對它的影響,還有就是環境對它的影響,這都是很關鍵的因素。因此,這樣測出的數據很有可能與真實的情況,差別很大。所以,在以后的工作中,要及時地找尋出GPS、RS技術中的一些相關問題,和解決的方法,提升自動化測量技術的準確度。
3.3地形測量與測繪技術人員職業技能的培養和素質的提升
現代科技更新地很快,對于這部分測繪人員,要不及時進行相關技術的培訓,他們的那點知識根本在實際工作中,無法實施。所以,要不斷加強對他們的文化程度的提高,同時,也要多參加一些新技術培訓會,多學習新的技術,為自己的工作多努力。同時,也要多關注一些技術方面的網站,多進入網站學習新的技術和資源,豐富自己的閱歷。
4.測繪自動化技術的未來發展方向
現代計算機信息技術的不斷發展,以及隨之發展的網絡技術,迎來了我國自動化和智能化的發展。在測繪技術自動化方面,3S技術及集成技術自動化、數字化技術和數據庫的使用,現在出現的三維可視化技術和人工智能的進入,這些都使得測繪自動化技術加劇了。
4.13G技術及集成技術的進一步發展
在測繪方面多普及3G技術,改掉技術中遇到的一些問題,將3G技術中的集成技術進行改變,提高它的準確性,使其應用范圍更加地寬泛。我國的數字攝影測量系統主要是在GPS、GIS、RS和3S集成技術中進行使用的,這種集成技術可以將數碼攝影測量引入進來,更加使得測繪技術趨于自動化和數字化。數字化和智能化是未來數字攝影測量發展的主要方向,因為隨著科技的高速發展,勢必帶來在這個方面的技術變化,智能化的手段的使用,使得測繪技術不需要員工親自過去,便能獲取信息資料。
4.2測繪軟件及數據庫的開發與更新
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1.概論
傳統工程測量技術的服務領域主要包括水利、交通、建筑等行業,隨著計算機,網絡技術的發展、測量儀器的智能化,數字化測繪技術得到了廣泛的應用,而全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、攝影測量與遙感(RS)以及數字化測繪和地面測量先進技術的發展,測量數據采集和處理的逐漸自動化、實時化和數字化,工程測量的服務領域也應進一步延伸,以滿足不斷提高的社會需要。
2.工程測量中的數字化技術
2.1地圖數字化技術
在建立各種GIS系統時,對原有地圖進行數字化處理,在建庫工作中占據了相當大的工作量,各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖,若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數字化儀將其輸入計算機,經編輯、修補后生成相應的數字地圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器,針對大比例尺地形圖,大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對地圖進行數字化處理。論文格式。
2.2數字化成圖手段
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統工程測量的重要內容,常規的成圖方法野外工作量大,作業艱苦,作業程序復雜,同時還有繁瑣的內業數據處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一,難以適應社會飛速發展的需要。論文格式。而數字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于等特點。目前,數字化成圖技術有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法,主要設備是全站儀、電子手簿等,其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。論文格式。
3.數字測繪在數字地球中的應用
簡言之,數字地球就是把經濟和社會發展方方面面的信息,加載于一個統一的地理坐標框架中按數字的形式存貯于計算機,任何機構或個人均可通過網絡通訊技術,足不出戶便獲取所需的信息做到“秀才不出門,全知天下事”。數字地球是一個十分龐大的系統工程,技術復雜,涉及部門多,沒有任何一個部門或團體能單獨承擔,它需要地球科學、信息科學,空間技術才眾多應用部門的配合。測繪作為地學和信息學的重要組成部分,在國家空間數據基礎設施建設中具有不可替代的地位,空間基礎信息的獲取、處理,向信息高速公路提供內容豐富、形式多樣的信息貨物等工作已歷史地落在測繪工作者肩上。可以說,數字地球始于測繪。我國測繪部門從20世紀八十年代初期開始,對傳統測繪技術進行了大規模的數字化改造。傳統的光學定位技術已被光電技術,GPS技術所取代,傳統的白紙測圖已被數字測圖和地理信息系統所取代,以地面測量為主向以衛星定位(GPS)、衛星遙感(RS)測繪等高技術為主的對地觀測方面轉變,被動的靜態測量向動態的實時測量方面轉變測繪部門在數字地球基礎框架建設方面做了大量工作,主要包括:建立了全國A級、B級GPS網;完成了全國1:100萬、1:25萬基礎地理數據庫和數據服務設施;建立了國情和省情綜合地理信息系統,研制成功了從遙感立體影像自動建立數字地面模型的數字攝影測量系統;研制成功了數字高程模型(DEM)、數字正射影像(DOM)、數字線劃圖(DLG)、數字柵格圖(DRG)等“4D”產品生線。數字地球的雛形已經形成。
4.工程測量中的地理信息(GIS)技術
GIS是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興學科。已成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段與工具。其技術優勢不僅在于它的集地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程,還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。目前,GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學,而且已經成為一門新興的產業,在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃土地管理、區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用。采用GIS、數據庫、內外一體化測圖、掃描矢量化及全數字攝影測量等技術,為專業信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息,以建立各類專業信息系統,從而實現管理的科學化、標準化、信息化。
5.工程測量中的數字攝影測量技術
數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理,應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法,可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品。全數字攝影工作站的出現,加上GPS技術在攝影測量中的應用,使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進。隨著全數字攝影測量系統的應用,攝影測量產品已經從影像圖等向4D產品轉化,為建立各類專業的信息系統和基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保證。
6.工程測量中的遙感( RS)技術
遙感(RS)技術由于大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優勢,得到快速的普及,多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取,為應用于工程測量領域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。
7.工程測量中的3S集成技術
3S(GPS、GIS、RS)技術的結合,取長補短,是一個自然的發展趨勢,三者之間的相互作用行成了“一個大腦,兩只眼睛”的框架,即GPS與RS為GIS提供區域信息及空間定位信息,而GIS進行相應的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數據中提取有用的信息并進行綜合集成,使之成為科學的決策依據。諸如三峽工程、南水北調工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程,其施工范圍大、物流量大、施工周期長等,而3S技術為該類大型工程提供了最有效的數據及信息采集、分析處理、表達決策的工具。
8.結語
伴隨著測繪新技術的不斷進步,現代工程測量必將朝著測量內外作業一體化、數據獲取及處理自動化、測量過程控制和系統行為智能化、測量成果和產品數字化、測量信息管理可視化、信息共享和傳播網絡化的趨勢發展。
【參考文獻】
[1]陳俊勇,胡建國.GPS技術的新進展[J].測繪工程,1996,(2).
[2]李建松.地理信息系統原理[M].武漢:武漢大學出版社,2006.
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一、工程測量重要性
工程測量是建筑工程、水利工程、路橋工程施工的基礎提_工程施工管理的指引。測量工作是一項專業性強,需多人配合才能完成的工作,往往—個環節的失誤就會影響整個工程施工進度。目前我國建筑工程施工企業已經充分i^識到了工程測量的重要性曲于工程測量、放線等工作造成爛尾樓的情況已很少見到。杜絕工程測量工作失民不僅僅需要在管理上加強控制與管理,還需要應用先進的測量技術,將誤差將至最小,保障工程施工的正常進行。城市建筑工程測量由于地形情況較好便于測量工作的進行不能充分體現新技術應用帶來的效果。對于公路、鐵路、水利等工程測量環境艱苦、地形復雜、測量放線工作困難的工程中測量新技術的優勢才能夠真正體現。影像提取技術、GPS技術等測量新技術的應用已經得到一線測量人員的一致好評,加快測量新技術推廣、加快測量工作設備投入對于工程質量的保障有著重要的影響。
二、工程測量中所應用得測繪新技術
1、工程測量中的全球衛星定位技術(GPS)
GPS全球定位系統由空間衛星群和地面監控系統兩大部分組成,GPS用戶設備由GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號,跟蹤衛星的運行,并對信號進行交換、放大和處理。設備運行后系統會自動生成一個觀測文件(觀測文件必須進行妥善保管以便日后的查詢以及日后數據測算使用),再通過計算機和相應軟件,經基線解算、網平差,求出GPS接收機中心(測站點)的三維坐標,最終計算出準確的測量數據。GPS測量技術不適用于短邊測量,在必須使用時要謹慎觀測,并通過多次測量確保測量的精準度。RTK(Real Time Kinematics,實時動態)技術是在GPS基礎上發展起來的、能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果,并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的GPs定位測量方式,是GPS應用的重大里程碑。RTK測量是將1臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛星進行觀測,將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上,再通過基準站電臺發射出去;流動站在對GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時,也接收由基準站電臺發射的信號,經解調得到基準站的載波相位觀測量;流動站的GPS接收機再利用0TF(運動中求解整周模糊度)技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度,最后求出厘米級精度流動站的位置。RTK測量可以不布設各級控制點,僅依據一定數量的基準控制點,便可以高精度、快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時,也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣。因此,RTK被廣泛應用于圖根控制測量,地籍、房地產測繪、數字化測圖及施工放樣等各種工作中。
2、工程測量中地理信息技術(GIS)的應用分析
GIS 是地理信息系統(Geographic Information System)的簡稱,指的是在計算機的軟硬件條件支持的情況下,對具有空間內涵的地理信息,按照空間分布以一定的格式輸入、存貯、查詢、分析、更新、圖形編輯、數據庫管理、顯示與輸出和數據綜合分析的計算機技術系統。它是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體
的新興學科,目前,GIS 已經成為多學科集成并且應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段和工具。它的技術優勢不僅僅在于它的集地理數據的采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程,還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。如今,GIS 不僅發展成為一門較為成熟的技術科學,而且已經成為一門新興的產業,在測繪、農林水利、氣象海洋、城市規劃土地管理、環境監測、區域開發與國防建設等領域的作用越來越重要。
讓我們以城市的地下管線信息系統的建立為例,地理信息系統能把地形圖作為基礎圖形數據,然后疊加地下和地面的類管線,這管線包括上水、通訊、電力、燃氣、工程管線、污水,還有測量控制網和規劃路等多種基礎的測繪信息,在上述基礎上,形成一個測繪數據的信息系統,從而實現對城市地下管線的現代化的信息管理。
3、攝影測量技術在城市規劃工程測量中的應用
攝影測量測繪技術是通過攝影方式來獲取目標物體的基本信息,目前已發展到數字攝影測繪階。攝影測量利用計算機技術和影像處理對影像進行測繪,將大量外業測量轉移到室內,速度快且精度高。在人口密集區,應用該測繪技術可高效率大面積的成圖,而數字攝影測繪技術,可以對城市大比例尺地形圖的測繪和更新,為城市規劃、城市建筑工程提供南圖。
4、工程測量中的數字化技術
(1)地圖數字化技術
在建立各種GIS系統時.對原有地圖進行數字化處理,在建庫工作中占據了相當大的工作量.各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖,若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數字化儀將其輸入計算機,經編輯、修補后生成相應的數字地圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器。針對大比例尺地形圖.大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對地圖進行數字化處理。
2、數字化成圖手段
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統工程測量的重要內容.常規的成圖方法野外工作量大,作業艱苦,作業程序復雜,同時還有繁瑣的內業數據處理和繪圖工作。成圖周期長,產品單一,難以適應社會飛速發展的需要。而數字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于等特點。目前。數字化成圖技術有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法,主要設備是全站儀、電子手簿等,其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。
三、工程測量的應用分析及展望
當前,經濟的發展帶動測繪技術的快速發展,現代工程測量技術正在向著內外業一體化、數據獲取及處理自動化、測量過程控制及系統智能化、測量成果數字化、測量信息管理可視化、測量信息共享數據庫和傳播網絡化的方向發展。測繪技術的快速更新也要求我國有關部分和企業加強測量人員的培養,使有關人才及時了解新的測量技術,使工程測量順利進行。其主要目的是圍繞提高測量工作效率、提高測量數據精準度進行,為工程施工指明方向、打下基礎。這就要求我國工程測量企業、施工企業加強測量才培養,通過對測量人才的不斷培養與培訓使其能夠了解了新的測量技術,又保障工程測量的順利進行。另外還要加大在工程測量方面的投資,通過加大投資加快新測量技術及設備的應用,促進測量工作的精確、可靠、快速、簡便、連續、動態、遙測、實時開展。
【參考文獻】
[1]李力 測繪新技術在工程測量中的應用[期刊論文]-中國新技術新產品2010(9)
[2]馬琳.魏志寰淺談測繪技術在工程測量中的應用[期刊論文]-中國科技縱橫2010(17)
[3]潘賢通 淺談測繪新技術及其在工程測量中的應用[期刊論文]-科技致富向導2010(19)
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*基金項目:華北水利水電學院2011年教育教學改革項目(47)
作者簡介:胡青峰(1980-),男,河南省汝南縣人,博士,講師。
1引言
畢業論文或畢業設計是高等院校本科教育人才培養計劃最重要的組成部分之一,是本科教育的最后一個綜合性教學環節[1],通過完成畢業論文,學生既能夠很好的對自己四年來的學習與實踐成果進行全面的總結,也能夠培養自己的獨立思考能力和科學工作方法,是一個學習深化和升華的重要過程。但不同的學科由于其學科性質不同,要想更好的體現以上觀點,其畢業論文或設計模式也必然存在一定的差異。測繪工程是一門應用性較強的科學,在學習理論知識的基礎上著重培養學生的實際動手能力。特別是在現階段測繪新技術形勢下,如何更好的使學生達到“厚基礎、寬專業、強素質、重實踐和有創新”的培養目標,探討測繪新技術形勢下本科畢業論文(設計)模式的研究是非常必要和意義重大的。
2測繪新技術特點分析
隨著現代科技和信息化技術的發展,為了彌補傳統測繪技術的不足和滿足現代測繪的要求,測繪科學涌現出了新的測量技術,主要有GPS技術、GIS技術、RS技術、攝影測量技術以及三維激光掃描技術等。其測量呈現如下新特點:
(1)作業模式數字化
測繪部門傳統的生產作業模式正被數字化技術所取代,如:地圖數字化、數字攝影測量、掃描數字化等。計算機的智能化與自動化正逐步出現在測繪生產作業流程中的各個關鍵部分,傳統測繪生產工序正被簡化,新型測繪生產作業以及管理模式正逐步形成,這要求學生對計算機軟件要有較好的運用。
(2)測繪技術一體化與復合化
隨著計算機新技術的發展,測繪技術也出現了一體化發展的趨勢,如內外業數據處理一體化、數字攝影測量系統一體化、“3S”技術集成等等,這種一體化與復合化的特點將有利于網絡化觀測體系的形成,必將會大大提高測量作業速度和測量數據處理效率,并提高測量數據的精度。測繪技術的一體化要求測繪工程專業學生具備一定的專業綜合能力。
(3)測繪設備的兩極化
新技術測繪設備的生產正向兩極分化的趨勢發展,一方面向小型化、微型化和可攜帶化的方向發展,另一方面其功能和性能也更可靠。這一變化對我們的啟示是,在教授學生傳統測繪儀器使用的同時,必須加以強調和落實學生掌握和運用新理論和新儀器的能力。
(4)測繪信息的網絡共享化
隨著信息技術的迅速發展,網絡也飛速普及全球,這一工程不僅實現了資源共享和生產過程管理的網絡化,而且促進了網絡化由生產部門一直延伸到用戶。這種發展導致了測繪生產組織結構必須加大信息服務能力,基礎地理信息服務在生產組織結構中趨于專門化,這也就加強了學校和測繪單位和外界建立新的合作關系的必要性,以便空間數據資源的互補。
3建議
在測繪新技術不斷發展的今天,針對如何利用測繪新技術開展測繪工程專業本科畢業論文(設計),以達到我校“厚基礎、寬專業、強素質、重實踐和有創新”的人才培養目標,結合前面分析本研究給出以下建議:
(1) 走“產、學、研”結合的道路,培養學生解決實際問題能力和創新能力
學生到企事業單位實習,將畢業論文(設計)與生產聯系起來,一方面有助于學生了解相關行業特點、現狀和發展前景,清楚社會對各種類型人才的需要,從而更加明確自己的努力方向和社會定位,進一步激發其刻苦學習與立志成才的積極性[2],另一方面,在這個過程中可以利用一些測繪新技術解決生產實踐中遇到的問題,培養其解決實際生產實踐問題的能力。
將學生的畢業論文(設計)與導師的科研項目相結合,可以引導學生對測繪新技術理論的學習、探索、創新和應用,提高學生的科學研究與工程設計能力,為以后學生繼續深造從事科研活動打下基礎。
(2) 與學生興趣愛好相結合,發揮其主觀能動性
我校培養人才的目標是“厚基礎、寬專業、強素質、重實踐和有創新”。與其它專業相比,測繪工程專業所涉及的知識面專業性強、專業面較窄。因此,在開展畢業論文(設計)選題時考慮到教學大綱的同時,兼顧到學生的興趣愛好也是非常有必要的。學生根據自己的興趣愛好,利用所學到的各種基本理論和技術,選擇與本專業相關的題目特別是與本專業相關的邊緣學科,且難度達到畢業論文(設計)要求,應該是被允許和鼓勵的。這樣可以發揮學生的主觀能動性,激發學生開展畢業論文(設計)的興趣,有利于獲取創新性的成果。
(3) 與學生就業方向相結合,為學生以后就業打基礎
對于有意向到科研院所或高校工作或繼續深造的學生,根據科研院所的具體情況,指導老師可以重點考慮為該類學生選擇與測繪新理論相結合的論文形式的相關課題,對于有意向到生產性企事業單位工作的學生,指導老師可以重點考慮為其選擇與測繪新技術或方法相結合的設計形式的相關課題。條件允許的話可以直接讓學生到意向單位實習,結合意向單位課題完成畢業論文(設計),為學生快速轉變角色、適應單位的工作模式打下基礎。
(4) 注重交叉學科的選題,全面提高學生的專業素質
隨著測繪新技術的不斷進步和社會對復合型人才的需求,測繪工程專業學生在選題時,還應注重交叉學科的選題,具體包括兩個方面:一是在測繪科學與技術大的學科框架下選題,即可以適當與新發展的相關專業相結合,這樣有助于增強學生對整個測繪科學與技術知識的全面掌握和運用;二是與學校特色相結合[3],多與相關水利專業相結合,一方面能夠拓寬學生的知識面,增加了學生對學校辦學強項的了解,另一方面,也為學校特色專業引進了新的先進的測繪技術,促進了學校特色專業學科發展。
4結束語
畢業論文(設計)是學生對所學知識的一個綜合運用過程,是檢驗學生在實踐的基礎上運用所學專業理論知識去分析和解決實際問題能力的重要途徑,是對畢業生基礎知識、學習能力、自學專研能力以及各種綜合能力的檢驗和提高,是學生畢業前最后一次重要的綜合實踐機會,是衡量高等學校教育質量的重要評價內容。針對測繪新技術迅速發展的今天,為真正把測繪工程專業學生培養成厚基礎、寬口徑、復合型的高素質創新型人才,其畢業論文(設計)模式仍有待于進一步深入研究。
參考文獻
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一.引言
數字化測圖是建立在傳統的白紙測圖基礎之上的,是利用先進的測量儀器,采用全站儀、GPS接收機等設備,通過計算機和自動化成圖處理軟件,運用靈活的定位防護,以數字信息的形式來表示地圖的信息,對地圖信息進行收集獲取、轉變、傳輸、識別以及存貯及處理、顯示等計算機數字化處理過程。同傳統的測圖方法相比,數字化測圖不僅僅是測繪方法上的進步,更是測繪技術上的飛越。隨著數字化地形測繪技術的快速發展,全數字化測繪模式正在取代傳統的大平板地形測繪模式,并形成未來的主流測繪模式。
二.數字化地形測繪過程中存在的問題。
1.野外采集的數據不全面,不準確。
此類問題主要表現在以下方面:
(1)部分線狀地物,如電力線、暗溝、河溝、電纜及通訊線及各種管線等在圖內應該是有始有終,由于測繪人員的技術缺陷或責任心缺乏,導致在拾取地形點時經常被忽略。
(2)地形變化處的地形點不全面,溝或坎上有點,而下面少點或無點,造成繪制的等高線出現失真,難以準確的反映實際的地形情況。
(3)野外草圖繪制不細、不全。在野外繪制草圖的人員通常都是測繪現場最繁忙的人,而對技術性要求較高,即便是繪制草圖,也應該是按照正規圖的標準來進行繪制,草圖繪制的好壞,是最后成圖能否符合規范要求的重要依據。在繪制時,對地貌或地物的連線關系要保持同實際一致,各測點的順序不能記錯,更不能顛倒。現場繪制草圖的人員要準確繪制表示地物的相關位置,并在草圖中標注清楚。草圖繪制過程中,繪制不詳細、不全面都會造成成圖后地形地物不全、不清,影響巨大。
2.等高線處理不合理。
在數字化地形測繪軟件中,等高線基本上都是根據野外采集的地貌點的高程,運用等值內插法,按照基本等高距插繪等值點連接成曲線,之后按照不同的圓滑方式,進行圓滑而生成。在實際地形測繪中,并非是所有野外采集的地貌點之間都可以進行等高線內插,即依靠全自動建立的數字地面模型也有可能出現失真,因而在實際測繪時,需要采用必要的人工干預,通過人工刪除自動組網中無法內插等高線的三角邊,而人工干預對繪圖人員的技術要求和經驗要求較高。例如,在坎或溝上的點不能和遠離坡下的點插繪等高線,一旦插繪,會導致生成的等高線出現穿入地下或懸空,導致局部的地形面目全非。等高線不能穿過建筑物或道路,有時需要在建立DTM模型時充分考慮,而有些需要在繪制好等高線后,進行局部刪除或修剪,一旦這些工作未處理到位,所繪制的數字地形圖都無法真實的反映實際的地形。
3.繪制過程中自檢工作處理不到位。
同常規測圖相比,在圖紙審核過程中,數字化成圖的過程中發現的缺陷要比傳統測圖多一些。除開野外采集數據不準確及等高線處理不合理外,繪圖人員的自檢工作也是影響的主要原因。在實際繪制過程中,如果注記或植被的符號壓線或覆蓋地物、溝或坎上的高程標注于坎下或是下面的高程標注于上部等現象,依舊圖式符號使用不正確等,這些現象只要經過仔細檢查,完全可以避免。類似問題的出現,都同繪制人員的職業責任心缺失有關。
三.提高數字地形測繪的相關措施。
1.全站儀測碎部點時避免發生錯誤的檢查。
在全站儀測碎部點過程中,通常都是由于人為的原因,導致照準的起始方向上出現偏差,導致測的碎部點的坐標存在錯誤,而使用全站儀錄入碎部點數據時,作業人員不能隨時檢查,給后續的成圖帶來了麻煩。為了避免出現類似錯誤,在測站點上,要先把全站儀對中、整平,輸入后視點和測站點的坐標,用對中桿棱鏡對準后視,之后在利用全站儀測量后視點的坐標。將測量的坐標和已知的后視點坐標相比較,檢查的結果可以檢查后視點點位和測站點的正確與否。全站儀測量時,在照準起始方向后,要在測區內尋找一個電視天線、避雷針等較高的明顯目標,并在照準之后記下該方位角的讀數。之后,測量一定數量的碎部點或是間隔一定時間后,都要照準此明顯目標,來檢查全站儀是否存在方向偏移,以此來減少全站儀測繪誤差。
2.做好全站儀的檢驗及校正。
全站儀是高精度測量設備,其工作狀態及測量誤差對測量結果影響較大。全站儀雖然在出廠時通過了出廠檢查,并經過嚴格的檢驗,但由于在實際使用過程中,需要搬動及運輸等操作,導致可能造成儀器出現測量偏差。另外,由于全站儀在長時間使用后,難免會出現部分項目或條件發生不可避免的偏移,導致測量無法滿足基本要求。為了避免儀器誤差導致測量結果出現異常,要根據儀器的相關標準和要求,做好全站儀的作業前檢驗工作,一旦發現問題要及時進行解決。對全站儀的檢驗項目包括:儀器光軸的檢驗、儀器常數的檢驗、十字絲和望遠鏡水平軸保持垂直的檢驗、管水準軸和儀器豎直垂直的檢驗、光學對中器的檢驗及垂直角零基準的檢驗等項目。通過定期或不定期的檢驗,按照規定要求進行校正,保證設備的穩定性,來確保測量結果的準確性。
4.提高繪制測站草圖水平。
在采集細部點的同時,也要在采集數據的現場,及時繪制測站草圖。測站草圖的具體內容包括:測站點點號、地物地形或底面的輪廓、細部點的標號和屬性、測站起止細部點的編號、草圖繪制人員及測量時間等相關信息。在繪制好測站草圖后,要及時上交。在每天測完后,要及時將全站儀的坐標數據和數據處理軟件進行直接通訊,和控制點一并展開測繪。在數字地形圖測繪過程中,要注意提高繪制測站草圖的水平,通過細處完善,來提高地形圖的精度及測繪準確度。
5.提高等高線繪制的準確度。
一般在進行等高線注記時只注記曲線,而且注記字頭應該指向高地或山頂。對于地貌復雜的地方,要注意配置并要保持地貌的完整。標注高程點一般選擇標注在較為明顯的地形點和地物點上。等高線修飾中,如遇到房屋及其他建筑物、路堤、雙線道路、陡坎、湖泊、斜坡、坑穴、水庫、雙線河、池塘及雙線渠等,標注要中斷,在等高線的坡向無法判別時,還應增加示坡線。
四.CPS RTK測繪技術應用。
GPS RTK指載波相位實時動態差分( Rea-l time Kinematic) 定位, 它是GPS發展到現在的最新技術,是GPS測量技術發展的一個新突破。GPS RTK實時動態定位系統由基準站和流動站組成,建立無線數據通訊是實時動態測量的保證,其原理是取點位精度較高的首級控制點作為基準點,安置1臺接收機作為參考站,對衛星進行連續觀測。
GPS RTK實時動態定位技術應用于數字地形測繪中,具有精度高、速度快、不受氣候條件及通視條件的限制等優點,并具備自動觀測、信息自動接收、自動存儲的能力, 減少了內外業的傳遞過程。GPS RTK優勢十分明顯,與傳統方法相比,GPS RTK的使用在很大程度了解放了鐵路作業人員的勞動強度,提高了測繪的效率,為數字地形測繪工作提供了精確的數據。
其優點主要有:
1.實時動態顯示經可靠性檢驗可達厘米級精度的測量成果。
2.徹底擺脫了由于粗差造成的返工,提高了GPS作業效率。
3.作業效率高,每個放樣點只需要停留2~4s,其精度和效率是常規測量所無法比擬的。
4.應用范圍廣,可用于廠區控制網測量、施工測量、竣工測量、建筑物變形觀測、GIS前端數據采集等諸多方面。
5.如輔助相應的軟件,GPS RTK可與全站儀聯合作業,充分發揮GPS RTK與全站儀各自的優勢。
五.結束語。
利用儀器進行全數字地形圖測繪時,要保證測圖地物點的精度,要能逼真的反應地貌形態,要反應出細小地物和地貌的形態,要根據地貌特征點線來繪制等高線,要熟知各種地形圖符號,要保證地形圖符號和定位線及定位點以及實物的位置要相匹配,同時要確保使用測量儀器的測量精度滿足規定的要求,通過細節重視,技術提升,來減少測量誤差,提高數字地形圖測繪水平。
參考文獻:
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一.前言
在我國社會大發展、大變革的背景下,人們對地籍的測量提出了更高的要求,使之面臨著新的挑戰與機遇,在新的形勢下,我國相關地籍測量測繪部門如何接受挑戰并規避風險,儼然成為棘手的問題。因為,地籍測量與管理始終貫穿于我國基礎性建設的每一個過程,通過進行地籍的測量能夠有效地為房產管理提供必要的資料、數據以及圖紙,進而帶動我國地籍測量的發展。同時加大數字化測繪技術在地籍測量工作中的應用,能夠使先進的數字化測繪技術更好的指導地籍的測量,保證地籍測量的準確性,下面筆者就對相關情況進行研究。
二.地籍數字化測繪的相關概念及地籍土地全書調查
1.概念
地籍,從根本上來說就是指將地塊作為基礎、將土地權屬作為核心,在國家的監管狀況下用文件、數據以及圖表的多種形式將土地數量、權屬、質量、位置和作用等信息表現出來。地籍測繪則是為了達到這個目的,所衍生的一項測繪技術,是關系到土地和土地附屬物權利的一項政府活動,其歸根到底,是一種法定行為。而地籍數字化測繪技術的核心就是通過數字化測繪來完成大量涉及城鎮地籍測繪活動的一項技術。
2.地籍土地權屬調查
(一)土地權屬調查解決的問題
調查土地權屬的目的主要是為了了解宗地的劃分、權屬的規定,核心目標便是宗地。所以,調查宗地時,通常情況下是通過集體土地所有權和國有土地使用權來采取調查活動的。在進行調查之前,要分發測量、指界通知報告。當界址位置完成了最后的認定,就可以設置與之對應的界址標志,這個界址位置不但需要美觀,而且要具備牢固的特點。
(二)在權屬調查完成后的資料整理工作。對關于權屬調查的多有資料進行多次核對,在對宗地進行整理時,需要對原權屬來源證明、記發證復印件、法人證明、指界委托書、材料原件以及復印件、權屬調查表等各項數據進行規范的整理和分類。然后將整理的數據錄入電腦當中,制成電子文檔以保存。
三,數字化測繪技術在地籍測量中的應用
1.碎部測量
(一)圖根測量
在比較廣闊的區域可以通過PTK技術來設置圖根控制網,通常情況下,在GPS網的布設過程中,可以利用GPS RTK進行觀測,得出點位的相對誤差,然而其誤差一般是難以滿足相鄰界址點間的誤差數在5cm的范圍內。所以,在圖根網的布設過程中,對于街道以及建筑物比較集中的區域,要通過全站儀來布設,并將圖根導線設置成為結點網,通過這樣就能相當程度上杜絕相鄰兩條單導線之間出現誤差,引起結合部界址邊超限問題的出現。
(二)數據采集的具體方法
在采集數據時,可以通過測界址點的方式來測量全站儀對房屋拐角、圍墻拐點、陽臺角等地物。而對其他地物的測量通常情況下是采用測量地形點的方式來進行。在采點時,通常都是把性質各異的點制作成與之對應的地物代碼,以便于技術人員加深記憶。在進行實地打點測量時,通常對地物進行依次測量,這樣就能讓相同地物的數據經過內業轉換,從而實現自動聯線,進而避免過多的散點,不利于編圖的進行。
(三)內業數據處理
當天數據采集完成后,需要及時將數據錄入電腦。然而因為在進行采點時,使用的儀器以及型號存在差異,所以,在進行錄入時,數據格式會發生相應的變化。但在電腦編輯時,只有將數據裝換成SCS格式、成為可連線的數據文件之后,再繪制成地籍圖。此時繪成的地籍圖就能將街道、房屋等地物按照打點的順序連成曲線,作業人員從折線出發,結合自身的記憶,就能輕易完成地籍圖的繪測。
(四)外業調繪
在地籍圖已經初編完成時,實際上小院、樓房等大部分都已經基本成型。然后將這些初編完成的地籍圖印制出來,用作進行野外實地調繪。在進行實地調繪時,只要在未完成的圖件上找出相關的點,進行連接就行了。另外注意在相應的地方上要做好數據值的標注,最后根據外業調繪的結果完成地籍圖的繪測。
2.外業測量精度的控制方法
在對野外進行作業時,作業人員必須總結相應經驗,才能達到提高測量精度的要求。在控制測量精度時,轉站應該最先受到嚴格控制,通常情況下,連續的轉站最好在3次以內。另一方面,在進行碎部測量時,立鏡務必要到位。針對那些測量困難的區域,首先應該對進行測量,通過制高點向內部多打散點,再通過邊長的交會與丈量等途徑進行合理的測量。在設計測量方案時,要做好界址點之間和界址點地物點之間精度檢查的全面統計,然后分析界址點精度檢查表。完成的三種表格可以提供給相關負責人進行檢查,同時需要做精度統計。
四.數字化測繪技術在實地測量時的注意事項
1.街坊的劃分
在作業時,需要以街坊為單位來調查地籍,并繪制對應的地籍圖,管理地籍繪制的成果以及地籍調查表。在調查某個街坊的地籍圖信息時,最好由同一個工作人員來進行,在對分界線的設置方面,不要設置在圍墻內部,而應該尋找寬敞的地方。
2.界址線的設定
在測繪地籍中,界址線是一個很重要的要素,所以,只有設定了合理的界址線,才能促進地籍測繪效率的提高。對于初始測繪來說,之前很多宗地界址線都設置在圍墻內部,引起了相當麻煩,因此需要盡量杜絕這類事情,對界址點進行精確設置。
3.街坊線、圖斑、控制點繪制
測繪圖的完成并不代表工作的完成,還需要增加包括街坊線,圖斑、控制點等內容。在實際作業時,應該在初始地籍圖上做統一的繪制,因此可以獨立形成一個文件,然后制作成為街坊線圖塊文件,并將圖塊設置到相應街坊的地籍圖中去。
五.結束語
伴隨著地籍測量行業的健康快速發展,數字化測繪技術工作在此過程中都有著極其重要的作用以及影響,數字化測繪技術在為地籍測量單位各階段提供測繪數據的同時也能夠促進地籍測量單位降低成本,從而為廣大百姓帶來切實的實惠。因此,我們更加要重視數字化測繪技術,加強數字化測繪技術的發展、改革與創新,同時也要加強和規范整個地籍測量測繪的管理工作,只有這樣才能夠使地籍測量測繪更加的規范化、制度化、合理化。要嚴格依照《測繪法》對有關數字化測繪的技術與質量管理工作進行要求。
參考文獻:
[1] 尚永福 現代測量技術在地籍測量中的應用經天緯地——全國測繪科技信息網中南分網第十九次學術交流會優秀論文選編2005-06-30中國會議
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Keywords: digital surveying and mapping; Geological exploration; Engineering measurement
中圖分類號:F407.1文獻標識碼:A 文章編號:
0引言
隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,特別是全球定位系統技術全面用于大地測量定位,全數字化測圖系統、影像掃描系統、全數字攝影測量工作站等數字化測繪技術裝備以及地理信息系統基礎軟件和應用軟件相繼問世,實現了地理信息獲取、處理、管理和分發服務全過程數字化,測繪生產力水平和生產效率大大提高。已經全面涉入了數字化測繪生產技術,具備了空間定位(GPS系統)、數據采集、外業一體化數字成圖與建庫等技術生產能力。從事控制測量、地形地籍測量、房產測繪工程與精密工程測量、航空攝影測量、地理信息工程、立體模型制作,服務領域涉及土地管理、水利工程、城市建設、房地產開發、公路與鐵路交通、國防建設、基礎測繪、地質找礦與礦山開發。作為一名測繪工作者,筆者簡要談一下對數字化測繪技術和地質工程測量發展應用的認識。
1數字測圖的優點
大比例尺數字測圖有力地沖擊著傳統的平板儀或經緯儀的白紙測圖方法,大有取代白紙測圖之勢,這是因為數字測圖具有諸多的優點。
1.1 測圖用圖自動化。傳統測圖方式主要是手工作業,外作業測量人員人工記錄,人工繪制地形圖,在圖上人工量算所需要的坐標、距離和面積等等。數字測圖則使野外測量自動記錄,自動解算,使內業數據自動處理,自動成圖,自動繪圖,并向用圖者提供可處理的數字地形圖軟盤,用戶可自動提取圖數信息。
1.2 圖形數字化。用軟盤保存的數字地形圖,存儲了圖中具有特定含義的數字、文字、符號等各類數據信息,可方便地傳輸、處理和供多用戶共享。數字地圖不僅可以自動提取點位坐標、兩點距離、方位以及地塊面積等,還 省略 可以供工程、規劃CAD計算機輔助設計使用和供GIS地理信息系統建庫使用。數字地圖的管理,既節省空間,操作又十分方便。
1.3 便于成果更新。數字測圖的成果是以點的定位信息和屬性信息存入計算機,當實地有變化時,只需輸入變化信息的坐標、代碼,經過編輯處理,很快便可以得到更新的圖,從而可以確保地面的可靠性和現勢性,數字測圖可謂“一勞永逸”。
1.4 避免了因圖紙伸縮帶來的各種誤差。表示在圖紙上的地圖信息隨著時間的推移,會因圖紙的變形而產生誤差。數字測圖的成果以數字信息保存,避免了對圖紙的依賴性。
2數字化技術在礦區地質勘查中的應用
2.1數字化測繪工作方法。基礎控制部分,D、E級GPS的布設及選點埋石:根據煤礦區視野開闊,通視良好的實際情況D級GPS網在三等三角點之間布設為點連式、邊連式相結合的GPS網,每個點至少有4條基線與其相連。D級GPS點共布設點位50+,平均邊長1.5km。E級GPS點的布設在D級cPS的基礎上采用點連式的方法進行布設兩已知點問最多布設5個三角形,邊數不超過8條,共布設E級GPS點60+。D、E級平面控制網均采用GPs靜態相對定位測量布網,網形大多由三角形單點連接,少部分三角形邊連接。GPs控制點在測區內分布較均勻,網形合理,強度較高。
外業觀測:數據采集利用美國三臺阿什泰克M單頻接收機標稱精度5mm+2ppm。D進行觀測,觀測時段D級>~60min,E級>~45min,數據采集間隔10s,同步接收衛星頻數最少為5顆,絕大部分為7-8顆,衛星高度角大于15°,接收機與衛星的圖形強度良好。
數據處理:GPs外業數據處理和基線向量采用GPs接收機隨機商用軟件“Loucus軌跡處理軟件”在筆記本電腦上采用獨立基線平差方法進行。GPS網先在WGS-84坐標系中進行三維無約束平差,其目的在于檢核GPS網的內部符合精度,亦即處理由于多余觀測而引起的網內不符值問題,本次作業所有基線向量無一剔除,順利通過了檢驗,然后在基準點已知點的約束下進行二維約束平差,最后提供各點在高斯平面,第33度,帶上的1954年北京坐標系坐標和1956年黃海高程系。高精度均符合量規范要求。
數字化測圖的工作方法:由于測區的D、E級GPs點的密度能夠滿足地形圖的測繪要求,因此本次測圖直接在D、E級GPs點上進行。
2.2常規測圖方法和數字化測圖的精度比較
野外大比例尺數字化測圖的全過程幾乎都是用解析法進行的。雖然最后成果仍表現為圖解的線劃圖,但與傳統的平板儀測圖相比,有著本質的差別。數字化測圖不僅在效率上有很大提高,而且大大減輕了野外的勞動強度,更為突出的是地形圖數學精度的提高。
3數字地圖的發展與工程測量
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一.引言。
工程測量通常是指在工程建設的勘測設計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術的總稱。傳統工程測量技術的服務領域包括建筑、水利、交通、礦山等部門,其基本內容有測圖和放樣兩部分。現代工程測量己經遠遠突破了僅僅為工程建設服務的概念,它不僅涉及工程的靜態、動態幾何與物理量測定,而且包括對測量結果的分析,甚至對物體發展變化的趨勢預報。
二.工程測量實施的階段性分析。
1.規劃設計階段。
主要是提供大比例尺地形圖。采用的方法主要有地面人工測圖和攝影測量成圖兩類。
(1). 地面人工測圖。是根據由總體到局部的原則,先在測區內建立平面和高程控制網點(見工程控制測量),然后根據控制點測繪地物、地貌。近年來,隨著電子速測儀和機助制圖系統的發展,可以應用多功能整體式或組合式的電子速測系統取得地物和地貌特征點的三維坐標數據,輸入制圖系統自動成圖。
(2). 攝影測量成圖。是對地面進行攝影,對像片加以判讀、量測和處理,以獲得所需資料。最先應用的是地面攝影測量,即在地面上用攝影經緯儀攝取測區的像片,據以成圖。后來發展為航空攝影測量,它已成為目前測繪地形圖的最主要、最有效方法。
近年來,隨著攝影器材和測圖儀器的改進,除了模擬測圖方式以外,發展了解析測圖方式,即利用立體坐標量測儀對像片量測進行解析處理,獲得地形的數據資料。解析測圖儀除了與一般模擬立體測圖儀一樣測圖外,還可進行區域網點加密和數字化測圖,獲得數字地圖。地面形態的數字表達稱為“數字地面模型”,它可用來解決工程設計中繪制斷面圖、計算土石方量等問題。
2.施工階段工程測量工作。
主要是按照設計和施工的要求,先建立施工控制網點,然后根據控制網點,在實地上以適當的精度放樣出建筑物與生產設備各部分的位置,作為施工和安裝的依據。放樣工作包括平面位置放樣和高程放樣。平面位置放樣通常采用極坐標法、直角坐標法以及交會法等。高程放樣通常是根據高程控制網點用水準測量方法進行。近年來,已在施工測量中應用了激光測量儀器,例如:激光準直儀、激光垂線儀、激光平面儀、激光經緯儀、激光水準儀等(見工程測量儀器)。這不僅提高了測量的精度和速度,而且有助于實現自動化。
3. 經營管理階段的工程測量工作。
主要是為了監視工程建筑物的現狀,保證安全運營所進行的建(構)筑物變形觀測。包括垂直位移(沉降)、水平位移、傾斜、撓曲,以及風振、日照等變形觀測項目,其特點是要求建立較高精度的變形觀測控制網和穩固的基準點。對于觀測的精度要求與所采用的方法,因各項工程的要求不同,差異較大。野外觀測工作完成以后,經過平差計算和初步整理,應用統計檢驗的方法來分析變形觀測成果的可靠性,應用回歸分析的方法探討變形的規律性。垂直位移(沉降)觀測,通常采用精密水準測量方法。使用液體靜力水準測量法,可將液面的高程變化轉換成電感輸出,有利于實現觀測自動化。建筑物的水平位移觀測,由于它本身受力條件的不同,位移的方向不同,觀測方法也就不同。對于任意方向的位移觀測,常采用角度前方交會法,對于發生在某一特定方向的位移觀測常采用基準線法。基準面的建立,可應用經緯儀的視線、拉緊的鋼絲或者激光束。觀測點相對于基準面的偏離值,可以用人工觀測,也可以利用光電傳感技術,實現自動化。建筑物的位移、傾斜、撓曲和瞬時變形觀測,除了采用大地測量方法外,也可以應用近景攝影測量技術。
三.工程測量技術的現狀。
1. 地面測量儀器。
20 世紀 80 年代以來出現許多先進的地面測量儀器,為工程測量提供了先進的技術工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、電子經緯儀、全站儀、電子水準儀、數字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等,為工程測量向現代化、自動化、數字化方向發展創造了有利的條件,改變了傳統的工程控制網布網、地形測量、道路測量和施工測量等的作業方法。三角網已被三邊網、邊角網、測距導線網所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量;具有自動跟蹤和連續顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作;電子速測儀為細部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應用代替了傳統的基線丈量。
2.GPS定位技術。
GPS是美國從20世紀70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進行全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。隨著GPS定位技術的不斷改進,軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術,正在逐步被以一次性確定三維坐標的高速度、高精度、費用省、操作簡單的GPS技術代替。
在我國 G P S 定位技術的應用已深入各個領域,國家大地網、城市控制網、工程控制網的建立與改造已普遍地應用 G P S 技術,在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監測、山體滑坡、地震的形變監測、海島或海域測量等也已廣泛的使用 G P S 技術。隨著D G P S 差分定位技術和 R T K 實時差分定位系統的發展和美國 A S 技術的解除,單點定位精度不斷提高,G P S 技術在導航、運載工具實時監控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。
3. 數字化測繪技術。
數字化測繪技術在測繪工程領域得以廣泛應用,使大比例尺測圖技術向數字化、信息化發展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與工程測量的重要內容和任務。
常規的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數據處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一,難以適應飛速發展的城市建設和現代化工程建設的需要。隨著電子經緯儀、全站儀的應用和 GEOMAP 系統的出現,把野外數據采集的先進設備與微機及數控繪圖儀三者結合起來,形成一個從野外或室內數據采集、數據處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統。
4. 攝影測量技術。
攝影測量技術已越來越廣泛的在城市和工程測繪領域中得以應用,由于高質量、高精度的攝影測量儀器的研制生產,結合計算機技術中的應用,使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業工作量,具有測量高效、高精度,成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態、建筑物變形監測、文物保護和醫學上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用,具有廣泛的應用前景。由于全數字攝影測量工作站的出現,為攝影測量技術應用提供了新的技術手段和方法,該技術已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進和應用。
六.結束語
在人類活動中,工程測量是無處不在、無時不用,只要有建設就必然存在工程測量,因而其發展和應用的前景是廣闊的。
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篇9
[論文摘要]20世紀末,隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,工程測量學也發生了深刻的變化,并取得很大的成就。著重闡述數字化技術的應用給工程測量學帶來的變化。
[論文關鍵詞]數字化 工程測量 應用
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
近年隨著時代的發展,科學技術的進步,計算機技術大量投入運用,在工程上可以利用先進的自動化設備和系統軟件來實現測圖的自動化控制即數字化測圖。隨著數字化測圖技術的推廣,越來越多的工程例如:水電工程、土地規劃管理、城市土地規劃、環境工程和軍事工程等部門開始使用該項技術。工程測量學科是一門應用學科,它是直接為國民經濟建設服務,緊密與生產實踐相結合的學科,隨著科技的飛速發展,特別是電子計算機技術、微電子技術、激光技術、空間技術等新技術的發展與應用,以及測繪科技本身的進步,為工程測量技術進步提供新的方法和手段,有力地推動和促進工程測量事業的進步與發展,使工程測量的技術面貌發生了深刻的變化,并取得很大的成就。
一、數字化測圖的組成及功能
(1)數字化測圖系統構件。
主要由數據采集系統:全站儀或高精度GPS;數據后期處理系統:計算機和軟件件;圖件輸出系統:工程打印機這三大部分組成。
( 2)數字化測圖系統功能。
主要有數據采集與輸入;地圖編輯;空間數據管理;空間分析;地形分析;數據顯示與輸出等功能。
二、先進的測量儀器在工程測量中的應用
80年代以來出現許多先進的測量儀器,為工程測量提供了先進的技術工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、電子經緯儀、全站儀、電子水準儀、數字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等,為工程測量向現代化、自動化、數字化方向發展創造了有利的條件,改變了傳統的工程控制網布網、地形測量、道路測量和施工測量等的作業方法。三角網已被三邊網、邊角網、測距導線網所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量;具有自動跟蹤和連續顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作;電子速測儀為細部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應用代替了傳統的基線丈量。激光水準儀、全自動數字水準儀、記錄式精密補償水準儀等儀器的出現,實現了在幾何水準測量中自動安平、自動讀數和記錄、自動檢核測量數據等功能,使幾何水準測量向自動化、數字化方向邁進。激光準直儀和激光掃描儀在高層建筑施工和大面積混凝土施工中是必不可少的儀器。國產JDA系列多功能自動激光準直儀,具有6種自動保持精度的基準,可用于高層和高聳建筑的軸線測控;滑模測偏、測扭、水平測控;構筑物與設備安裝放線控測;各類工程測平,結構變形觀測等。陀螺經緯儀是用于礦山、隧道等工程測量的另一類主要的地面測量儀器,新一代的陀螺經緯儀是由微機控制,儀器自動、連續地觀測陀螺的搖動并能補償外部的干擾,觀測時間短、精度高,如Cromad陀螺經緯儀在7min左右的觀測時間能獲取3″的精度,比傳統陀螺經緯儀精度提高近7倍,作業效率提高近10倍,標志著陀螺經緯儀向自動化方向邁進。
三、數字化測圖的作業模式,作業過程和優點
(1)數字化測圖的作業模式
①電子平板作業模式:該模式是將筆記本電腦通過電纜與全站儀連接,觀測數據直接進人電子平板在成圖軟件的支持下,現場連線成圖。②繪制草圖作業模式:該模式是在全站儀采集數據的同時,繪制觀測草圖,記錄所測地物的形狀并注記測點編號,內業將觀測數據輸入電腦,在測圖軟件的支持下對照草圖連線及圖形編輯。③碎部點編碼作業模式:該模式是按照一定的規則給每個所測碎部點—個編號,即一個編號對應一組坐標(x、Y、z),內業將數據輸人電腦,在成圖軟件的支持下,由計算機自動完成測點連線形成圖形。
(2)數字化測圖的作業過程
①數字化測圖的外作業應當盡量利用當地環境中的自然分界作為劃分界限,例如可利用道路,水流等進行地形圖的測繪,這樣做的好處既劃分了測圖的單元也減少了接邊的問題。
②避免過多使用鋼尺量測,因為人工用皮尺等量取的速度遠比不上用全站儀所測量的速度,而且使用全站儀精度也會比人工量取高很多。
③外業作業時,重點在配合上,如果測繪人員不在測站可視范圍,則應該使用對講機來傳遞信息,跑棱鏡的人要將自己所要采集的地形地物數據點信息及時報告給測站人員,以確保數據記錄的真實性。
④數字化測圖時,應當加強檢驗校核。特別是在測區遠離內業地點時,必須制定相關措施來檢驗校核數據。
⑤外業作業對數據進行采集時,要時刻注意地形地貌的變化,對其應進行詳細地記錄,避免在內業數據處理時產生問題。
(3)數字化測圖的優點
不同的內外業一體化測圖系統,其硬件設備的配置和軟件的功能可能有較大差別。但任何一個成圖系統,與以往的白紙測圖相比,都具有下述明顯的優點:
(1) 勞動強度小,自動化程度高。
(2) 精度高。
(3) 信息量大。
(4) 信息存儲,傳遞方便。
(5) 便于成果更新。
(6) 能夠滿足各種不同的用圖需要。
四、數字化測圖技術在工程測量中的應用
(1)碎部測量
在測量的過程中,碎部點的取舍和測量至關重要,不必要測過多的點位,測點太多,造成成圖密集,且有可能把一些不必要的點位包含在其中;當然也不能測點太少,測點太少則有可能沒有把握到該地形的基本要素,因此要進行碎部測量,應該注意:
①較為規則的建筑物(正方形形狀)的只對其測三點,第四點的點位測設可由電腦來完成,如果采取這種辦法就要求草圖繪制人員必須進行事先的觀察,在觀察時應注意:有些建筑物可能初看比較的方正,但實際是不規則的多邊形形式,這種情況就必須對全部點位進行實測。
②對于不規則的地貌在測設工程中應盡量能多測一些點,因為傳統測圖時可由手工來更改或表述細節的變化,而計算機的模擬則無法做到真實并且全面的反映這些實際的地形的。
③在碎部測量中,存在的某些重要的無法通視的觀測點,應當利用一定的位移來替代觀測或者需要通過舉高支桿來觀測,這樣的點非常重要,需要測繪人員在草圖上詳細注記。
(2)數字化測圖的內業數據處理
內業數據處理的過程,主要是通過計算機及相應的軟件系統對全站儀采集來的原始數據進行數據的預處理,并自動快速生成圖形,經修改編輯后通過繪圖儀輸出打印成圖。主要用的成圖軟件有南方CASS和清華三維等。
大比例尺地形圖和工程圖的測繪,是城市與工程測量的重要內容和任務。常規的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數據處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一,難以適應飛速發展的城市建設和現代化工程建設的需要。
隨著電子經緯儀、全站儀的應用和GEOMAP系統的出現,把野外數據采集的先進設備與微機及數控繪圖儀三者結合起來,形成一個從野外或室內數據采集、數據處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統。系統的開發研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統可直接提供紙圖,也可提供軟盤,為專業設計自動化,建立專業數據庫和基礎地理信息系統打下基礎。
五、GPS定位技術在工程測量中的應用
80年代以來,隨著GPS定位技術的出現和不斷發展完善,使測繪定位技術發生了革命性的變革,為工程測量提供了嶄新的技術手段和方法。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術,正在逐步被以一次性確定3維坐標的、高速度、高效率、高精度的GPS技術所代替,同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間;定位方法已從靜態擴展到動態;定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經濟建設的廣闊領域。在我國GPS定位技術的應用已深入各個領域,國家大地網、城市控制網、工程控制網的建立與改造已普遍地應用GPS技術,在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監測、山體滑坡、地震的形變監測、海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS技術。隨著DGPS差分定位技術和RTK實時差分定位系統的發展和美國AS技術的解除,單點定位精度不斷提高,GPS技術在導航、運載工具實時監控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。
六、數字化測圖展望
綜上所述,隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,工程測量科技進步很大,發展很快,取得了顯著成績,21世紀是科學技術的世紀,是信息社會的世紀。隨著計算機技術的飛速發展,信息數字化時代以出乎人們預料的速度向我們走來,由此也產生了大量的新技術新方法。地形測量計算機成圖技術進步很大、發展很快,取得了顯著成績,擺在我們面前的任務是大力促進工程測量技術方法與手段的更新換代,積極推廣和應用,充分利用GPS技術、數字化技術、攝影測量技術,把傳統的手工測量向電子化、數字化、自動化方向發展。不久的將來將會有越來越多的新科技、新理論應用于測繪工程。
參考文獻:
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[2]洪立波.我國城市測量技術發展與成就.測繪工程,1998(3).
篇10
當今,經濟的迅猛發展,建筑工程市場的競爭越來越激烈。施工企業發展生存的根本就是工程的施工質量。而工程測量技術的應用是影響施工質量的重要因素,為了保證工程的施工質量,必須要通過現代化的管理手段來加強工程測量管理,通過切實可行的措施,提高測量技術人員的素質和專業水平,保證工程測量的質量。本文將從工程測量重要性分析、測繪新技術應用分析和工程測量新技術發展方向及其應用分析等方面淺析測繪新技術在工程測量中的重要應用。
一、 測量技術在工程施工中的重要性
測量學是從人類經驗中發展而來兼有時代性的一門學科,是人類在復雜的自然界中生存的一個重要手段。工程測量中,無論工程項目的大小,系統的工程測量、公路測量和大面積測繪等,都少不了測量技術,工程測量在工程項目中起著重要的作用。在工程建設規劃設計的階段,測量技術主要提供各種比例的地形圖和地形資料,還要提供地址勘測、水文地質勘測和水文測量的數據;在工程建設施工階段,要把測量之后的設計變為實地建設的依據,即根據工程現場地形和工程性質,建立完整的施工網,逐一把圖紙化為實物。總之,從施工開始到結束,都離不開工程測量這項工作。通過測量工程建筑物的運行狀況,對不正常現象進行探討分析,采取有效措施,防止事故發生。為了提高工程質量和施工效率,必須重視測量技術和新時期下測量技術的新發展。
二、 測量新技術具體運用的技術分析
1.TMS隧道測量系統在引水隧道洞斷面測量中的應用分析,TMS是隧道測量系統的簡稱,這個系統主要包括TMS Setout隧道放樣和TMS Profile隧道斷面測量全站儀機載軟件包,兩者有共同的數據處理平臺TMS Office。其中,TMS Office主要用于管理測量數據、測量數據后的處理和定義工程數據。TMS隧道測量系統應用于引水隧道測量是最新的技術,引水隧道施工期間的主要任務是及時的進行開挖輪廊線放樣,測量開挖的斷面,在竣工后,測量一定間距內竣工斷面和檢查澆筑回填的情況。早引水隧道測量中使用TMS隧道測量技術,測量人員只需要進行簡單的操作,就可以使機載程序驅動全站儀自動測量,并且全站儀還可以自動將滿足條件的數據保存到其的CF卡上,這些測量的數據精度很高,可以大大提高測量的效率。將測量的數據傳輸到計算機后,可以使用TMS Office進行數據的處理,這個軟件操作很方便,性能也很穩定,極大方便斷面報告的輸出,而且用戶也可以根據自己的需要選擇輸出格式,例如PDF、EXCL、TEXT等格式。
2.測量報告中還包括詳細的各種信息,像斷面列、超欠挖面積列、斷面樁號、斷面點列、施測儀器、日期和人員等信息。這個軟件還可以進行地質超挖面積的計算和采用最小二乘法進行擬合斷面中心等計算。總之,TMS隧道測量技術在引水隧道洞斷面測量中可以發揮極大的作用,大大提高了測量精度和效率。
3.GPS測量技術在水電工程測量中的應用分析。 GPS(全球定位系統)在車輛導航、變形監測、航空航天等方面得到了廣泛的應用。由于其的獨特性,GPS測量技術在水利水電測量中也有廣闊的應用。由于GPS測量儀在水利水電工程中的應用,測量不再受到地形地勢等條件的影響,通過控制測量的觀測方法和布局類型,大大減少了傳統測量中的傳算點和過度點的測量工作,使控制選點變的較為靈活。并且控制測量也可以不受到時間、天氣等自然條件的影響了。特別是在中小型水利水電工程中,GPS測量技術的優點體現的更為明顯。因為在中小型水利水電項目中,控制測量的方法得到了極大的簡化,也可以根據需要選擇布點,在此應用GPS高精度的特點,測量工作可以大量節省人力資源和減小工作的時間和勞動的強度。
4.工程測繪數字化分析。現代測繪技術和測量儀器向數字化、電子化和自動化方向發展,已經超越了傳統的測繪方式。數字化測繪技術是通過計算機的模擬,在PC機上直接反映出地形、地貌等我們所想得到的數據或者圖像,特別是當一個地區需要用到數字地形圖但是受到經費或者時間等原因的限制時,這種測繪方法的優勢就被充分體現出來。因為這種技術能夠充分利用現有的地形,而僅僅需要PC機、數字化儀器或者繪圖儀和掃描儀再加上數字化的軟件就可以實現工作的目的,更可貴的是,可以在短時間內獲取到數字化的成果。總而言之,數 字化測繪技術具有勞動強度小,方便、精度高和便于管理應用等優點,在工程測繪中得到廣泛的應用。
三、 工程測量新技術發展方向及其應用分析
經濟的發展帶動測繪技術的快速發展,現代化的工程測繪技術正向著內外一體化、智能化、測量過程的可控化、測量成果的數字化、測量信息的可視化、數據獲取和處理的自動化、測量信息共享數據庫的方向發展。它的目的主要是為提高工程測量的工作效率和測量數據的精確度,方便工程的施工。測繪技術的快速更新也要求我國有關部分和企業加強測量人員的培養,使有關人才及時了解新的測量技術,使工程測量順利進行。
工程測量技術在我國的經濟發展歷程中有著極為重要的作用,它為我國的工程建設提供了強有力的保障。但是隨著各種新的工程測量新技術的發展,對測量技術人員的要求也越來越高。在這種狀況下,就要要求我國的工程測量人員必須隨著測量技術的發展不斷更新自己的技術水平,只有這樣才能夠對新的測量設備進行正確的操作,在工程測量工作的開展中才能提供精確的數據,為工程的施工創造良好的條件。
參考文獻
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中圖分類號:TB22 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
工程測量是指在工程建設的設計、管理、施工等各個階段中,開展測量工作的理論、方法和技術,屬于綜合性應用測繪科學技術,工程測量的應用范圍十分廣泛,對經濟的發展和國防建設也有重要的貢獻。
一、工程測量技術的發展現狀
(一)數字化測繪技術的應用
隨著城市化的發展和工程測量技術的進步,大比例尺工程圖和地形圖的測繪技術也在朝著信息化、數字化的方向發展,這依賴于數字化測繪技術的應用。傳統的成圖方法十分復雜,需要工作人員進行艱苦的野外工作,腦力勞動和體力勞動要結合,還要處理很多數據,成圖的周期比較長,產品也比較單一,隨著GEOMAP系統和電子經緯儀的應用,工作人員可以把采集到的數據和微機、數控繪圖儀結合起來,形成一個自動化的測圖系統,系統可以提供紙圖或者軟盤,有利于基礎地理信息系統的自動化發展。
(二)GPS技術的應用
GPS技術首先在美國出現,于1994年正式建成,是一種衛星導航和定位系統,能夠對海陸空進行全方位的導航和定位,GPS技術的出現使科學技術發展的重大突破,為科技的發展做出了重大貢獻,隨著各國對GPS技術的應用及創新,GPS技術也在不斷完善和發展,能夠一次性確定三維坐標高精度、高速度、省費用、易操作的技術逐漸取代了傳統使用測距、測角、測水進行常規定位的技術。我國GPS技術應用的比較廣泛,國家大地網、工程控制網等普遍進行了改造,應用了GPS技術,因此GPS技術滲透于高速公路、石油勘探、地下鐵路、大壩監測、山體滑坡、通信線路、地震、海域檢測等領域中,GPS技術的發展也使得定位的精度不斷提高。
(三)攝影測量技術的應用
隨著工程測量技術的發展,攝影測量技術逐漸往高精度、高質量方向發展,攝影測量儀器與計算機技術結合起來,能夠提供更為全面的三維信息,能夠大大減少戶外的工作量,提高了測量的精度、質量,增加了成果的品種,能夠有效解決大比例尺地形測繪、建筑物變形測繪、醫學異物定位、文物保護等難以解決的問題。全數字攝影測量站為攝影測量技術提供了新技術和新手段,該技術得到廣泛運用,發揮了重要作用。航空攝影測量應用與我國一百多個城市和工程測量單位中,用來進行工程勘測。
(四)地面測量儀的應用
地面測量儀的大量出現使工程測量的程序由繁到簡,也為工程測量提供了精密測距儀、數字水準儀、電子經緯儀、激光掃平儀、全站儀等先進的測量工具,地面測量儀的應用促進了工程測量技術的現代化,有效節約了成本開支,提高了工程測量效率,地面測量儀還具有自動跟蹤的功能,施工放樣測量可以使用連續函數測距儀,不再需要棱鏡,提高了工作效率,電子速測儀的應用能夠提高測量的精密性,能夠提供詳細的測量數據,傳統計量基準被取而代之。
二、工程測量技術的發展趨勢
(一)三維測量系統得到發展
傳統的一維、二維數據收集方法已經不適應現代社會的發展,三維甚至是四維的測量系統將取代一維、二維測量系統,測量的形式也將由現場交互式變為遠程測控式。測量平臺也會由靜態轉為動態,從固定地面轉為機載、車載、衛星控制,提高測量靈活性。隨著工業生產現代化水平的提高、大型建筑物和設備的重建和質量的控制、工程生產的過程控制、產品的質量檢測要求提高等,都需要三維測量技術的發展,促進了三維測量技術從三維工業測量、土木工程測量深入到人體科學測量。
(二)數據分析技術的進步
在過去,工程測量中的數據分析主要是利用坐標運算、幾何計算、平差計算等方式進行分析,運算的方法過于單一,精確度無法保障,工程測量技術的發展會促進數據分析技術的進步與發展,傳統的數據分析方法逐漸被空間點處理、可視化處理、點云數據分析、逆向工程等方式取代,通過三維空間坐標的設計與設計模型的對比,實現測繪數據與理論數據庫完美結合。傳統的工程測量需要把收集到的數據帶回去處理,工程測量技術的發展解決了空間數據測量、收集、存儲、管理、分類等方面的問題,能夠在進行工程測量的同時對圖像進行編輯,能夠使信息得到及時更新。
(三)測量領域的延伸
以往的工程測量技術偏重與宏觀領域的測量,隨著工程測量技術的不斷發展,測量領域將突破宏觀的限制,逐漸往微觀世界的方向發展,測量的精確度也越來越高,在進行微觀領域測量的同時,宏觀領域的測量也不斷深入和發展。在進行宏觀領域的測量時,工程建設的難度和規模都有所增加,要想滿足工程建設測量的需要,就必須提高工程測量的精確度,在進行微觀領域的測量時,要充分結合計算機技術,促進微型計量方向的發展,縮小測量的尺度和維度,發展與微型測量技術相適應的圖像處理技術等。對于大型工程建設和變形觀測數據的處理,要在發展信息系統的同時,促進地理、物理、大地測量、水文地質、土木建筑等學科的結合,解決工程建筑中出現的各種問題。
(四)工程測量往網絡化方向發展
科學技術的發展促進了工業生產往一體化、網絡化的方向發展,工程測量離不開對計算機技術、網絡技術、數據交換技術的運用,這就為網絡化發展的方向提供了可能。社會節奏的加快要求工程測量的工序也要由繁入簡,工程測量的網絡化可以使大型機電設備、工程質量在檢測時直接利用先進的測量儀器進行作業,提高了工程測量效率。
總 結:
本文從GPS技術、數字化測繪技術、地面測量儀器、攝影測量技術四個方面總結了工程測量技術的發展現狀,說明了工程測量技術滲透在經濟建設中的各個行業,并對經濟發展發揮著重要的作用,因此,我們應該總結工程測量技術發展的現狀,對工程測量技術的發展趨勢做出一定的預測,促進工程測量技術往網絡化、服務化、法制化方向發展,為社會做出更大的貢獻。
參考文獻:
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工程測量通常是指在工程建設的勘測設計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術的總稱。傳統工程測量技術的服務領域包括建筑、水利、交通、礦山等部門,其基本內容有測圖和放樣兩部分。現代工程測量己經遠遠突破了僅僅為工程建設服務的概念,它不僅涉及工程的靜態、動態幾何與物理量測定,而且包括對測量結果的分析,甚至對物體發展變化的趨勢預報。蘇黎世高等工業大學馬西斯教授指出:“一切不屬于地球測量,不屬于國家地圖集的陸地測量,和不屬于法定測量的應用測量都屬于工程測量”。隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,我國工程測量的發展可以概括為“四化”和“十六字”,所謂“四化”是:工程測量內外業作業的一體化,數據獲取及其處理的自動化,測量過程控制和系統行為的智能化,測量成果和產品的數字化。“十六字”是:連續、動態、遙測、實時、精確、可靠、快速、簡便。
2我國工程測量技術現狀
2.1先進的地面測量儀器在工程測量中的應用。
20 世紀 80 年代以來出現許多先進的地面測量儀器,為工程測量提供了先進的技術工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、電子經緯儀、全站儀、電子水準儀、數字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等,為工程測量向現代化、自動化、數字化方向發展創造了有利的條件,改變了傳統的工程控制網布網、地形測量、道路測量和施工測量等的作業方法。三角網已被三邊網、邊角網、測距導線網所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量;具有自動跟蹤和連續顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作;電子速測儀為細部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應用代替了傳統的基線丈量。
2.2 GPS定位技術在工程測量中的應用。
GPS是美國從20世紀70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進行全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。隨著GPS定位技術的不斷改進,軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術,正在逐步被以一次性確定三維坐標的高速度、高精度、費用省、操作簡單的GPS技術代替。
在我國 G P S 定位技術的應用已深入各個領域,國家大地網、城市控制網、工程控制網的建立與改造已普遍地應用 G P S 技術,在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監測、山體滑坡、地震的形變監測、海島或海域測量等也已廣泛的使用 G P S 技術。隨著D G P S 差分定位技術和 R T K 實時差分定位系統的發展和美國 A S 技術的解除,單點定位精度不斷提高,G P S 技術在導航、運載工具實時監控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。
2.3 數字化測繪技術在工程測量中的應用。
數字化測繪技術在測繪工程領域得以廣泛應用,使大比例尺測圖技術向數字化、信息化發展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與工程測量的重要內容和任務。
常規的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數據處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一,難以適應飛速發展的城市建設和現代化工程建設的需要。隨著電子經緯儀、全站儀的應用和 GEOMAP 系統的出現,把野外數據采集的先進設備與微機及數控繪圖儀三者結合起來,形成一個從野外或室內數據采集、數據處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統。系統的開發研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統可直接提供紙圖,也可提供軟盤,為專業設計自動化,建立專業數據庫和基礎地理信息系統打下基礎。
20世紀8 0 年代以來,我國數字化測繪技術的開發研究和應用發展很快,成效顯著。由于技術標準和規范不同,國外研究成功的數字化測繪系統不適合國情,難以推廣應用,只有依靠自己研究開發。1987 年北京市測繪設計研究院在國內首先完成了“大比例尺數字化測圖系統”(即 DGJ)的軟件開發,并通過技術鑒定,1990 年被建設部列為第一批技術推廣應用項目之一,在 80 多個城市及工程測量單位推廣應用,同時又有十幾個大專院校、儀器公司和工程測量單位,先后開發和研制出多個類似的數字測圖系統軟件。
2.4 攝影測量技術在工程測繪中的應用。
攝影測量技術已越來越廣泛的在城市和工程測繪領域中得以應用,由于高質量、高精度的攝影測量儀器的研制生產,結合計算機技術中的應用,使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業工作量,具有測量高效、高精度,成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態、建筑物變形監測、文物保護和醫學上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用,具有廣泛的應用前景。由于全數字攝影測量工作站的出現,為攝影測量技術應用提供了新的技術手段和方法,該技術已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進和應用。
航空攝影測量是進行城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測繪與更新以及大型工程勘測的重要手段與方法,它可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖成果。目前,我國有 100多個城市或工測單位利用航測技術測制大比例尺地形圖和地籍圖,最大比例尺為1/500 。采用的儀器除利用高精度的模擬測圖儀和解析測圖儀成圖方法外,還用立體坐標測圖儀與微機連接進行數據采集,經微機數據處理輸入繪圖機自動繪圖。
3工程測量技術的發展展望
展望 21 世紀,工程測量將在以下方面將得到顯著發展:
測量機器人將作為多傳感器集成系統在人工智能方面得到進一步發展,其應用范圍將進一步擴大,影像、圖形和數據處理方面的能力進一步增強。
在變形觀測數據處理和大型工程建設中,將發展基于知識的信息系統,并進一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質以及土木建筑等學科相結合,解決工程建設中以及運行期間的安全監測、災害防治和環境保護的各種問題。
大型復雜結構建筑、設備的三維測量,幾何重構及質量控制,以及由于現代工業生產對自動化流程,生產過程控制,產品質量檢驗與監控的數據與定位要求越來越高,將促使三維業測量技術的進一步發展。工程測量將從土木工程測量、三維工業測量擴展到人體科學測量。
多傳感器的混合測量系統將得到迅速發展和廣泛應用,如 GPS 接收機與電子全站儀或測量機器人集成,可在大區域乃至國家范圍內進行無控制網的各種測量工作。
GPS、GIS 技術將緊密結合工程項目,在勘測、設計、施工管理一體化方面發揮重大作用。
在人類活動中,工程測量是無處不在、無時不用,只要有建設就必然存在工程測量,因而其發展和應用的前景是廣闊的。
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引言
地理信息量不斷擴展的今天,數據單位已經達到了TB,面對各行各業的需求,信息的管理出現了“既多又少”的局面,一方面海量的數據無法有效的得到處理;另一方面用戶想要獲取到自己所需的數據又無法找到,得不到快速高效的回答。所以地理信息的處理加工要求向著智能化、自動化以及實時化方向發展,這是對系統整體格局的適應也是數字化提升的要求。
一、信息化概述
全球信息網格是建立在現代信息技術不但發展的今天,人們所面對的是當下3G互聯網時代,網絡以及計算機的發展使得人們在進行信息的檢索和查詢過程中,不僅能夠獲取GIS時空數據,同事還能夠網格計算網絡資源。正是由于網格計算你的發展,使得在該種環境下,空間信息的全球統一化成為了必然的趨勢。至此多級空間信息網格的概念應時而生,這種概念以用戶作為出發點,對時空數據通過粗細網格進行統一的管理。該種結構的基礎理念是以地理坐標作為基礎框架,依據社會發展的差異性將全球范圍進行劃分,以粗細不同的網格作為基本單位,地球地心以及全球網格的中心店是整體坐標的參照物,將不同網格中的地物和地物屬性進行存貯,這種存貯方式在國家經濟數據的空間統計中較為適用,便于對社會經濟的發展狀況進行分析。若能夠有效解決多級網絡同實際不同比例尺的空間信息之間的相互裝換問題,那么GIS技術會從理論上上升到一個新的技術高度,空間數據的應用更是能夠得到飛速發展,從輔助決策以及空間分析上更進一步。并且明確了信息化測繪的發展方向以及發展目標。無論是自然界的變化還是人類活動都是以時空作為框架進行變遷的,地球及其周圍的空間是所有活動的信息載體,可以作為信息計算的基礎。信息時代是以互聯網以及計算機終端為基礎發展起來的,并且隨著網絡的移動化,終端的便攜化,時空信息服務越來越趨向于大眾化,這是未來時代的基本特征,也是保證信息產業是否能夠正常運轉的核心內容。因此,公共產品、平臺以及服務是信息化測繪能夠得以推廣應用的基本依托。
二、信息化測繪的若干關鍵技術
1、城市地理信息共享標準
由于標準化工作未得到重視的危害有滯后性,往往被忽視,而一旦發現失誤再去彌補,代價很大,有些工程需要重來。主要包括:地理基礎框架與地理信息分類標準、數據質量標準和分發服務標準等。
2、現代化城市測繪基準體系
該技術不僅可逐步取代傳統的城市測量控制系統,還可以提供實時動態的空位置服務,將帶來城市測量的歷史性進步。
3、智能化移動測量技術
移動測量技術是多傳感器集成技術、空間同步技術、自動提取技術、移動信息實時傳輸等技術的總稱。
4、無人飛行器航空攝影測量技術
無人飛行器航空攝影測量技術主要包括:長航時無人飛行器技術、傳感器姿態控制技術、平流層平臺攝影測量技術與應用、航空攝影二維及三維信息的提取技術等。
5、地理信息動態更新技術
地理信息動態更新技術主要包括:基于遙感信息的地物要素變化的發現與測定技術、級聯更新技術、基于時態的增量更新與歷史數據保存技術等。
三、信息技術在工程測繪中的實際應用
現代化的測繪技術中主要應用了全球定位系統技術(GPS),數字化技術,地理信息系統技術(GIS)和遙感技術(RS),并且這幾種技術作用較大,很大程度上提高了測繪技術的質量和工作效率。
1、數字化技術
跟傳統的地形測圖相比,數字化測圖技術具有更高的優越性,不僅提高了測圖的效率,還可以提高測圖的精度,保證測圖的質量"數字化技術可以更好的適應當前科技的發展,在地籍測量、工程測量、房產測量和管網測量中應用廣泛,既降低了工作量,還提高了作業精度,實現了數字化的要求。
2、自動化
在地形測圖中大比例尺地形圖的測繪是工作的重點任務,而數字測繪技術剛好可以在大比例尺地形圖測繪中發揮作用。數字測圖是通過利用計算機的各種軟件來進行計算!連接!識別和調用圖式符號的自動化,然后準確的繪制出規范、合理、美觀的數字地形圖。并可以通過計算機軟件將測繪出的數據制作成模型,能清楚的觀察到其模型的特點,對于地形和地貌的特征和要素等一目了然,讓施工人員更容易讀懂測繪出的地形圖。同時降低了地形圖的出錯率,并可以自動的提取所需要的數據坐標和高程等信息,方便、快捷。
數字化測圖可以利用分圖層的形式來進行圖幅的管理和保存,這樣可以減少負載量,方便的對圖幅進行變更和修改,保持圖幅的現勢性和可靠性,隨時對其進行更改,提高了工作效率。
施工案例
案例一:定向測量在北京地鐵復八線中的應用北京地鐵復八線的中間段全長12.7千米,東西走向由復興門至八王墳。其中地上線接近2千米,地底線十千米左右。地下線處地質情況復雜,有多層地下水分布,施工面臨防水的挑戰。這種情況下,進行豎井定向采用全站儀、垂準儀和陀螺經緯儀組成的聯合作業方法可以提升圖形清晰度,縮短占用井筒時間。而且采用雙投點-雙定向的方法的好處是對數據的檢核條件進行了優化,也令測量定向精度有所提高。測量中所使用的陀螺經緯儀(型號gak―1)的一次定向中誤差理論值為±20毫米′,實際作業時自動校對其定向邊陀螺方位角誤差可達到±8′。在工作推進中他們引進操作簡便的智能陀螺經緯儀定向系統,保證了定向成果的可靠性。
3、全球定位技術
全球衛星定位系統技術是在上個世紀70年代開始發展的,主要運用于海洋、陸地和航天等領域,隨著全球定位系統技術的發展和進步,逐漸被運用于測繪技術中。定位技術和定位理論的不斷改變,使得測繪技術也有了革命性的變革。目前使用的GPS接收機的重量和體積逐漸變小,便于操作,且質量越來越好。在現代化的測繪技術中,全球定位系統技術逐漸成為了主要的測繪技術之一,能夠通過測角、測水準和測距的方式來快速的為客戶提供所需要的三維坐標和其他數據。實現高效率、高精度和高速度的測量水準,并逐漸將測量領域擴展到宇宙空間,測量方式也實現了實時動態化。
施工案例
案例二:北京地鐵四號線GPS控制網測量四號線的建設難點在于北京南站一段地處交通樞紐,車多客流量大,施工地有限且干擾大。車站周圍建筑物布局集密存在民工互擾問題。采用盾構就要求施工配合度較高,因此必須加大工程測量的幅度。為滿足盾構施工的需要,要對已提供的一級GPS控制點、精密導線及精密水準點進行檢測,保證各級控制點相鄰點的精度分別小于±10mm,±8mm和±8mm(l為線路長度,以km計)(精密水準路線閉合差)作為盾構測量工作的起算依據。
四、工程測繪的信息化發展趨勢
隨著國民經濟的快速發展,信息化進程也不斷加快,推進信息化技術,是工程測繪工作中必須可少的。傳統的工程測繪技術主要包括了航空攝影測量、大地測量、工程測量、海洋測量、地圖印刷和制造以及測繪儀器的生產和制造技術等。目前出現的高科技的信息化測繪技術主要是指空間定位、衛星和航空遙感、地理信息技術和地面的一體化測量技術等。該現代化的測繪技術主要是通過當前的通信技術、系統技術和測繪技術配套,對地理信息的產生!收集、整理、檢測、傳遞、儲存、識別等,并對這些信息進行應用,滿足測繪工作的需要。當前的測繪技術信息化主要是通過各種先進的信息技術,深人的利用和開發地理信息的數據和資源,實現現代化,其中涵蓋了測繪技術的數字化,測繪產品的數字化和信息服務的網絡化。未來的測繪工程,必然要利用信息技術,實現測繪的現代化和科學化。
結束語
現代測繪技術中多學科經過交叉融合,逐步的形成了新型的信息化測繪技術手段,其主要以數字化測繪作為體系依托,快速更新、獲取地理空間信息,實現一體化的信息管理,使得系統在進行數據處理的過程中向著智能化方向發展,這種生產的網絡化使得地理信息在空間上逐步的融合,使得技術產品同測繪信息社會化。使得測繪服務在形式上更加的多元靈活,因此信息化測繪是測繪技術后數字化時期的必然發展趨向。
參考文獻
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