李洪早

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局二總隊(duì)，貴州 六盤(pán)水 553001）

1 工程測(cè)量中的測(cè)繪新技術(shù)

1.1 數(shù)字化成圖手段

大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪是工程測(cè)量工作的重要內(nèi)容,常規(guī)的成圖方法的野外工作十分艱苦,同時(shí)還有繁瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長(zhǎng),產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)的需要。上世紀(jì)90年代以來(lái),數(shù)字化成圖技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。它具有精度高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、更新方便、便于保存管理及應(yīng)用、易于發(fā)布等特點(diǎn),目前有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法,主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等,其特點(diǎn)是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。根據(jù)使用編碼或者是畫(huà)草圖來(lái)描述記錄連接關(guān)系和地圖實(shí)體的地理屬性,可以分為有碼和無(wú)碼作業(yè)。無(wú)碼作業(yè)比較方便、可靠,同時(shí)由于無(wú)碼作業(yè)采用草圖的方式,使得數(shù)據(jù)采集工作直觀,并且可以減輕測(cè)站觀測(cè)人員的壓力。

由于歷史條件局限的原因,之前我們的地形圖測(cè)繪成果基本上是以紙質(zhì)資料保存的。因而,要對(duì)原有的紙質(zhì)地形測(cè)繪資料進(jìn)行數(shù)字化的編輯采用、建立數(shù)據(jù)庫(kù)保存時(shí),需要對(duì)原有紙質(zhì)地形圖進(jìn)行數(shù)字化處理。紙質(zhì)成果轉(zhuǎn)為數(shù)字化成果,在建庫(kù)工作中占據(jù)了相當(dāng)大的工作量,各工程測(cè)繪部門(mén)都投入相當(dāng)大的人力和財(cái)力。對(duì)于已有紙制地圖,若其現(xiàn)勢(shì)性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數(shù)字化儀將其輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)編輯、修補(bǔ)后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖。當(dāng)前有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化兩大類儀器,手扶跟蹤數(shù)字化儀工藝流程為:①硬件連接②分圖形定向③數(shù)據(jù)采集④圖形編輯⑤圖形輸出。掃描儀數(shù)字化儀的工作流程為:①原圖掃描②圖形糾正③圖形定向④原圖矢量化⑤圖形編輯⑥圖形輸出。利用掃描矢量化技術(shù)進(jìn)行地圖數(shù)字化是提高數(shù)字化質(zhì)量與速度的必由之路,針對(duì)大比例尺地形圖大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動(dòng)提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。

1.2 3S技術(shù)

1.2.1 全球衛(wèi)星定位技術(shù)

隨著GPS定位技術(shù)的不斷改進(jìn),軟、硬件的不斷完善,長(zhǎng)期使用的測(cè)角、測(cè)距、測(cè)水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù),正在逐步被一次性確定三維坐標(biāo)的高速度、高精度、費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)單的GPS技術(shù)所代替。隨著GPS接收機(jī)的改進(jìn),廣域差分技術(shù)、載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分(RTK)技術(shù)的發(fā)展,加之美國(guó)SA(SelectiveAvalibility,選擇可用性)技術(shù)的解除,使得GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測(cè)量等領(lǐng)域有了更為廣泛的應(yīng)用。

常規(guī)性GPS測(cè)量測(cè)量技術(shù)的迅猛發(fā)展給工程測(cè)量帶來(lái)了革命性的變革,而采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位的RTK(RealTimeKine-matics)技術(shù)更是是GPS發(fā)展的一個(gè)里程碑,RTK技術(shù)的出現(xiàn),極大的提高了工程測(cè)量外業(yè)作業(yè)的效率。

RTK(RealTimeKinematics)測(cè)量是將GPS接收機(jī)安裝在已知點(diǎn)上對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè),將采集的載波相位觀測(cè)量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上,再通過(guò)基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射出去;流動(dòng)站在對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)并采集載波相位觀測(cè)量的同時(shí),也接收由基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射的信號(hào),經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量：流動(dòng)站的接收機(jī)再利用OTF(求解整周模糊度)技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量和流動(dòng)站的載波相位觀測(cè)量來(lái)求解整周模糊度,最后求出厘米級(jí)精度流動(dòng)站的位置。它可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn),僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn),便可以高精度、快速地測(cè)定界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo),利用測(cè)圖軟件可以在野外一次生成電子地圖,然后通過(guò)繪圖儀、打印機(jī)等設(shè)備輸出各種比例尺的圖件或是直接將觀測(cè)成果輸入到地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。因此,RTK近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于圖根控制測(cè)量,地籍、房地產(chǎn)測(cè)繪及施工放樣等工作中。

1.2.2 GIS技術(shù)

GIS(地理信息系統(tǒng))是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)信息科學(xué)、測(cè)繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興邊緣學(xué)科。從20世紀(jì)60年代至今只有短短的40多年的時(shí)間,已經(jīng)成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺(tái)成為地學(xué)空間信息料示的基本手段與工具。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)不光在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程,還在于它的空間提示、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和輔助決策功能。目前,GIS不僅發(fā)展成為一門(mén)較為成熟的技術(shù)科學(xué),而且已經(jīng)成為一門(mén)新興的產(chǎn)業(yè),在測(cè)繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃士地管理、區(qū)域開(kāi)發(fā)與國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。采用電子平板測(cè)繪模式、內(nèi)外一體化測(cè)圖GlS數(shù)據(jù)庫(kù)、掃描矢量化及全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量等技術(shù),為專業(yè)信息系統(tǒng)提供及時(shí)、準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的基礎(chǔ)空間信息,以建立各類專業(yè)信息系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。

1.2.3 RS技術(shù)

RS(RemoteSensing),即遙感技術(shù)。遙感技術(shù)包括傳感器技術(shù),信息傳輸技術(shù),信息處理、提取和應(yīng)用技術(shù),目標(biāo)信息特征的分析與測(cè)量技術(shù)等。RS技術(shù)具有大面積的同步觀測(cè)、時(shí)效性強(qiáng),數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性具有教高的優(yōu)勢(shì),得到快速的普及,多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對(duì)地觀測(cè)獲取基礎(chǔ)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(lái)獲取,為應(yīng)用于工程測(cè)量領(lǐng)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。

1.2.4 3S集成技術(shù)

3S技術(shù)的結(jié)合,技術(shù)的結(jié)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,是一個(gè)自然的發(fā)展趨取長(zhǎng)補(bǔ)短,是一個(gè)自然的發(fā)展趨勢(shì),三者之間的相互作用行成了“一個(gè)大腦,兩只眼睛”的框架,即GPS與RS為GlS提供區(qū)域信息及空間定位信息,而GlS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用的信息并進(jìn)行綜合集成,使之成為科學(xué)的決策依據(jù)。

隨著GPS、GIS、RS技術(shù)近年的迅猛發(fā)展,尤其是“3S”集成技術(shù)的出現(xiàn),使我國(guó)的工程測(cè)量的發(fā)展與應(yīng)用邁上新的臺(tái)階。隨著國(guó)家數(shù)字化測(cè)繪的進(jìn)一步發(fā)展和3S技術(shù)在工程測(cè)量上的進(jìn)一步應(yīng)用,3S技術(shù)必將在工程測(cè)量領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。

1.3 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影像與攝影測(cè)量的基本原理,應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法。航空攝影測(cè)量是大面積、大比例尺地形測(cè)圖、地籍測(cè)量的重要手段與方法,可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產(chǎn)品。全數(shù)字?jǐn)z影工作站的出現(xiàn),GPS技術(shù)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用使得攝影測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。隨著全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用,攝影測(cè)量產(chǎn)品已經(jīng)從影像圖等向4D產(chǎn)品轉(zhuǎn)化(GIS數(shù)字高程模型DSQ,數(shù)字正射攝影圖DLG,數(shù)字線劃圖DRG,數(shù)字柵格圖),為建立各類專業(yè)的信息系統(tǒng)和基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)提供了可靠的數(shù)據(jù)保證。

2 對(duì)工程測(cè)量發(fā)展的展望

我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng),各項(xiàng)重大工程建設(shè)的蓬勃開(kāi)展,為工程測(cè)量發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)的同時(shí)也提供了良好的機(jī)遇。同時(shí),伴隨著測(cè)繪新技術(shù)的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代工程測(cè)量必將朝著測(cè)量?jī)?nèi)外作業(yè)一體化,數(shù)據(jù)獲取及處理自動(dòng)化,測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為智能化,測(cè)量成果和產(chǎn)品數(shù)字化,測(cè)量信息管理可視化,信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展,其發(fā)展特點(diǎn)可概括為精確、可靠、快速、簡(jiǎn)便、連續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測(cè)、實(shí)時(shí)。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的進(jìn)步,現(xiàn)代工程測(cè)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了僅僅為工程建設(shè),不僅涉及工程的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)幾何與物理量測(cè)定,而且包括對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析,甚至對(duì)物體發(fā)展變化的趨勢(shì)預(yù)報(bào)。

[1]彭德江，陽(yáng)云安.河道工程測(cè)量中“3S”技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技資訊，2009-03-03.