摘要:主要對測繪新技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。首先,通過闡述工程測繪概述為基礎(chǔ),介紹各種新技術(shù)。接著,探討了這些新技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用,包括激光掃描、無人機(jī)測繪和衛(wèi)星定位等。通過對這些新技術(shù)的應(yīng)用案例的研究,發(fā)現(xiàn)它們在精度、效率和成本方面都具有明顯優(yōu)勢。最后,對測繪新技術(shù)的未來發(fā)展進(jìn)行展望,認(rèn)為隨著科技的進(jìn)步和應(yīng)用需求的不斷提高,測繪新技術(shù)將會得到廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:測繪工程新技術(shù)應(yīng)用研究精度
中圖分類號:TU198
ResearchontheApplicationofNewSurveyingandMappingTechnologiesinSurveyingandMappingEngineering
YANGCaixiong
GansuWaterConservancyandHydroelectricPowerConstructionBureauCo.,Ltd.,Lanzhou,GansuProvince,730046China
Abstract:Thispapermailystudiestheapplicationofnewsurveyingandmappingtechnologiesinsurveyingandmappingengineering.First,itintroducesvariousnewtechnologiesbasedonanoverviewofengineeringsurveyingandmapping.Then,itdiscussestheapplicationofthesenewtechnologiesinsurveyingandmappingengineering,includinglaserscanning,unmanned aerialvehiclesurveyingandmappingandsatellitepositioning,andfindsthattheyhaveobviousadvantagesintermsofaccuracy,efficiencyandcoststhroughthestudyoftheirapplicationcases.Finally,itprospectsthefuturedevelopmentofnewsurveyingandmappingtechnologies,andbelievesthattheywillbewidelyusedwiththeprogressofscienceandtechnologyandthecontinuousimprovementofapplicationdemand.
KeyWords:Surveyingandmappingengineering;Newtechnology;Appliedresearch;Precision
隨著科技不斷發(fā)展,測繪技術(shù)也在不斷創(chuàng)新,測繪工程作為一門重要的工程學(xué)科,扮演著獲取空間地理信息和制作地圖的重要角色,傳統(tǒng)測繪方法已無法滿足現(xiàn)代社會對精確的測繪需求,所以研究測繪新技術(shù)成為當(dāng)前測繪領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。測繪工程中常用的測量方法包括全站儀、全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem,GPS)、攝影測量等,但這些傳統(tǒng)方法在實(shí)際應(yīng)用中存在各種局限性,如全站儀要在測量點(diǎn)上設(shè)置測站,無法進(jìn)行大范圍連續(xù)測量;GPS測量受到信號遮擋和多路徑效應(yīng)的影響,精度有限;攝影測量有較高的設(shè)備和技術(shù)要求,成本較高。因此,研究和開發(fā)新的測繪技術(shù)成為必然選擇,以提高測繪工程的精度。
近年來,激光雷達(dá)、衛(wèi)星測繪、無人機(jī)測繪等新技術(shù)在測繪領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,并取得了許多成果。這些新技術(shù)出現(xiàn)為測繪工程帶來實(shí)質(zhì)性變化,其具有測量速度快、精度高、成本低等優(yōu)點(diǎn),能滿足現(xiàn)代社會對高精度地理空間信息的需求。例如:在城市規(guī)劃中,激光雷達(dá)能快速獲取城市地形數(shù)據(jù),為城市設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);在土地測繪中,衛(wèi)星測繪可以快速獲取大范圍的土地利用信息,為土地管理和決策提供科學(xué)依據(jù);在環(huán)境監(jiān)測中,無人機(jī)測繪能高效獲取污染源的分布情況,為環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。然而,盡管測繪新技術(shù)在實(shí)踐上都取得一定的成果,但仍然面臨各種問題。因此,工作人員進(jìn)一步研究測繪新技術(shù)是當(dāng)前測繪領(lǐng)域的重要課題,通過深入研究和探索,有效解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,提高測繪工程的效率和精度,為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提供更好的支撐。隨著科技不斷進(jìn)步,測繪新技術(shù)將不斷涌現(xiàn),為測繪工程帶來更多的創(chuàng)新[1]。
1工程測繪概述
1.1工程測繪的基本步驟
工程測繪是一種應(yīng)用于工程建設(shè)領(lǐng)域的測量技術(shù),其通過精確測量物體形狀、位置、尺寸等屬性,為工程項(xiàng)目建設(shè)提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),有效確保工程項(xiàng)目順利進(jìn)行[2]。目前,工程測繪過程通常包括以下幾個步驟:首先是勘測前準(zhǔn)備工作,主要包括收集相關(guān)資料、確定測量方法、儀器設(shè)備選擇;其次是實(shí)地測量,通過使用各種測量儀器,測量物體相關(guān)數(shù)據(jù),以獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù);再次是數(shù)據(jù)處理,整理測量得到的原始數(shù)據(jù),經(jīng)過計(jì)算、解譯等環(huán)節(jié),生成可用于工程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)模型;最后是成果報告和數(shù)據(jù)交付,將測繪結(jié)果通過圖表形式提交給相關(guān)人員使用。
1.2工程測繪的作用
工程測繪應(yīng)用范圍非常廣泛,涉及土木工程、建筑工程、交通工程等領(lǐng)域。在土木工程中,工程測繪用于確定地形地貌、土地利用狀況、地下管線位置,為工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);在建筑工程中,工程測繪用于確定建筑物的位置、高度、平面布置,為建筑建設(shè)提供參考;在交通工程中,工程測繪用于測量道路的幾何特征,為交通規(guī)劃提供支持;在水利工程中,工程測繪用于確定河流水位和水質(zhì)狀況,為水資源管理提供依據(jù)。
1.3工程測繪技術(shù)分析
工程測繪的技術(shù)手段也在不斷創(chuàng)新,傳統(tǒng)工程測繪主要依靠全站儀、GPS導(dǎo)航儀等測量儀器,但隨著激光掃描技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)全面應(yīng)用,進(jìn)一步提高工程測繪精度。激光掃描技術(shù)能快速獲取大范圍的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),為工程施工提供詳細(xì)的空間信息;遙感技術(shù)通過衛(wèi)星獲取大范圍的地理數(shù)據(jù),為工程規(guī)劃提供全面的背景信息;地理信息系統(tǒng)能集成各種地理數(shù)據(jù),為工程決策提供支持[3]。
2測繪新技術(shù)在測繪工程的應(yīng)用
2.1數(shù)字化水下地形測量技術(shù)
數(shù)字化水下地形測量技術(shù)是近期測繪領(lǐng)域的重要技術(shù),其能在水下環(huán)境中高效獲取地形數(shù)據(jù),幫助工程師全面了解水下地形特征,為工程規(guī)劃提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資源。在進(jìn)行數(shù)字化水下地形測量前,要準(zhǔn)備好相應(yīng)的設(shè)備,主要包括水下聲吶儀、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等。水下聲吶儀是進(jìn)行水下地形測量的核心設(shè)備,能通過發(fā)射、接收聲波等設(shè)備測量水下地形的高程;GPS則用于記錄測量點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo),有利于工作人員進(jìn)行后續(xù)處理。
同時,在操作過程中,由于水下地形測量環(huán)境通常為湖泊、河流、海洋等水域,要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的測量區(qū)域,綜合考慮天氣、潮汐、水流等因素影響,以保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。還要通過事先收集相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù),制訂合理的測量計(jì)劃,并采取相應(yīng)的措施,合理控制誤差。在進(jìn)行數(shù)字化水下地形測量時,要嚴(yán)格遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測量方法進(jìn)行操作。首先,要選擇合適的測量船只,安裝水下聲吶儀裝備,根據(jù)測量計(jì)劃進(jìn)行航線規(guī)劃和航速設(shè)置。在實(shí)際測量過程中,要保持船只的穩(wěn)定性,控制好聲吶儀發(fā)射和接收參數(shù),以獲取清晰的測量數(shù)據(jù)。在完成測量工作后,要處理測量數(shù)據(jù),生成水下地形圖,并進(jìn)行全面的質(zhì)量驗(yàn)證[4]。
2.2原圖數(shù)字化測繪技術(shù)
原圖數(shù)字化測繪技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的測繪技術(shù),能將紙質(zhì)原始地圖轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化處理。
(1)在進(jìn)行原圖數(shù)字化測繪技術(shù)操作前,要準(zhǔn)備好相關(guān)設(shè)備和軟件,設(shè)備要使用高分辨率的數(shù)碼相機(jī),獲取原始地圖的圖像信息;軟件使用專業(yè)的圖像處理軟件,如Photoshop、AutoCAD等,進(jìn)行圖像處理。
(2)在進(jìn)行原圖數(shù)字化測繪技術(shù)操作時,要注意保持原圖的完整性,確保圖像清晰度,保持原圖的正確比例,注意避免原圖表面有灰塵,以免影響圖像質(zhì)量。
(3)要進(jìn)行圖像的預(yù)處理,主要包括圖像裁剪、去噪、修復(fù)等環(huán)節(jié)。裁剪是指根據(jù)需要,將原圖中有效信息部分進(jìn)行剪切,以減少文件大小,提高處理效率;去噪是指消除圖像中的雜點(diǎn),提高圖像的清晰度;修復(fù)是指修補(bǔ)原圖中的破損部分,使圖像更加完整。
(4)在原圖數(shù)字化測繪技術(shù)操作時要進(jìn)行圖像的矢量化處理,即是將圖像中的線條、文字等轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù),并保持圖像的準(zhǔn)確性,有利于工作人員進(jìn)行深入分析[5]。
2.3遙感技術(shù)
遙感技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用極為廣泛,主要涉及土地利用與覆蓋調(diào)查、地形測量、環(huán)境監(jiān)測等諸多方面。通過遙感技術(shù),能獲取大范圍的地理信息,快速了解目標(biāo)區(qū)域的地貌、植被、水資源分布等情況,為測繪工程規(guī)劃提供重要數(shù)據(jù)支持。在進(jìn)行遙感技術(shù)操作時,有如下要點(diǎn)需要注意。
首先,正確選擇合適的遙感數(shù)據(jù)是關(guān)鍵。根據(jù)測繪工程的需要,選擇不同分辨率、不同頻段的遙感影像數(shù)據(jù)。例如:在進(jìn)行土地利用調(diào)查時,選擇高分辨率的遙感影像數(shù)據(jù),以獲取更精確的地物信息;在進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測時,選擇高光譜遙感影像數(shù)據(jù),以獲取更全面的環(huán)境信息。其次,遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理。由于遙感影像數(shù)據(jù)受到大氣、地表反射等因素的干擾,需要工作人員進(jìn)行預(yù)處理,以提高數(shù)據(jù)的可用性。常見預(yù)處理操作包括大氣校正、輻射定標(biāo)、幾何糾正等。通過預(yù)處理,能有效消除數(shù)據(jù)中的噪聲和偏差,提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。再次,遙感技術(shù)的數(shù)據(jù)解譯與分析。在進(jìn)行遙感影像解譯時,要根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的特征和測繪工程的需求,選擇合適的解譯方法,如目視解譯、數(shù)字解譯、專題解譯等。通過數(shù)據(jù)解譯與分析,能從遙感影像中提取出所需的地物信息,并進(jìn)一步進(jìn)行地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem,GIS)數(shù)據(jù)的制作。最后,精度驗(yàn)證。在測繪工程中,精度是一個關(guān)鍵指標(biāo),直接影響工程的可靠性。因此,在進(jìn)行遙感技術(shù)操作時,利用地面控制點(diǎn)采集、檢查點(diǎn)驗(yàn)證等方法進(jìn)行精度驗(yàn)證,以評估數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性[6]。
2.4激光掃描技術(shù)
激光掃描技術(shù)是近年來測繪領(lǐng)域中新興的一項(xiàng)技術(shù),它以其高效、精確和快速的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種測繪工程中。激光掃描技術(shù)是一種通過激光束進(jìn)行測量物體表面三維坐標(biāo)的測繪技術(shù),不同于傳統(tǒng)的測量方法,激光掃描技術(shù)能快速獲取大量的測量數(shù)據(jù),并在不接觸目標(biāo)物體的情況下進(jìn)行測量。
在進(jìn)行掃描前,通過事先進(jìn)行現(xiàn)場勘測,明確掃描的范圍和目標(biāo)物體的特征。根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的激光掃描設(shè)備,包括激光掃描儀、三腳架、相關(guān)軟件。確保設(shè)備質(zhì)量能滿足測繪要求。接下來,將激光掃描設(shè)備安裝在合適的位置,并根據(jù)需要進(jìn)行掃描參數(shù)的設(shè)置。但值得注意的是,在掃描過程中,要保持設(shè)備的穩(wěn)定性,并確保掃描區(qū)域的光照條件適宜,再將掃描得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入相關(guān)軟件進(jìn)行處理,生成三維模型、地形圖[7]。三維激光技術(shù)觀測的原理為:假設(shè)B點(diǎn)是儀器架設(shè)的位置,利用三維激光波束就可以直接測得找準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo),公式為:
式(1)中:S是測站與目標(biāo)點(diǎn)間斜距;α為縱向掃描角;θ為橫向掃描角;X、Y、H分別表示三維激光波束測量的三維坐標(biāo)。
3結(jié)論
綜上所述,隨著科技不斷發(fā)展,測繪新技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用已經(jīng)取得顯著的成果。本文通過對測繪新技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究,得出了以下結(jié)論。
可見,測繪新技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢,通過對新技術(shù)的研究,可以提高測繪的精度和效率,拓寬測繪的應(yīng)用領(lǐng)域,推動測繪行業(yè)的發(fā)展。因此,我們應(yīng)該進(jìn)一步加大對測繪新技術(shù)的推廣,不斷提升測繪工程的水平,為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
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