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摘要:本文首先介绍了传统测图方法存在的弊端,并对数字化测绘技术的特点进行了分析,基础上,对数字化测绘技术在工程测量中应用进行了较为详细的探讨。
关键词:数字化测绘;测绘技术;工程测量;应用
0引言
近年来,当前测绘技术的取得了举世瞩目的发展,其中具有代表性的有全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术等,工程测量作为测绘技术应用的重要方面,也相应发生了巨大的变革,测量手段与方法正在经历深刻的变化,随着数字中国、数字城市等概念的相继提出以及数字化工程的启动,对数字化测绘技术在工程测量的应用提出了更高的要求,与此同时,工程测量的服务领域得到了进一步的延伸,并朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向快速发展。
1测图的基本原则
一切地图图形都可以分解为点、线、面三种图形要素,其中点是最基本的图形要素。一句话,测量的基本工作是测定点位坐标。在准确测定点位的基础之上,一组有序的点可连成线,而线可以圃戚面,最后再借助一些特殊符号、注记来表示。如独立地物可以由定位点及其符号表示,线状地物由各种线划、符号或注记表示,等高线由高程值表达其意义。
2传统测图方法存在的弊端
(1)工作模式
传统的测图模式通常是利用传统的测量设备,如经纬仪、平板仪以及水准仪等,测出点的平面坐标、高程,或者测量点的水平角、竖直角以及距离,从而确定点位,绘图员在这些数据的基础上,通过手算或者口算得出三维坐标,最后根据坐标(或角度及距离)将点绘制到图纸上。跑尺再根据实际地形向绘图员报告测的是什么点(如房角点),这个(房角)点应该与哪个(房角)点连接等等,绘图员则当场依据展绘的点位关系用图式符号将地物(房屋)描绘出来。这样不仅大大增加了野外作业时间,也增加内业编辑工作量,而且操作过程中出错率的多少也在所难免。
(2)测图精度
图解测图方法的精度受较多因素的影响,如地物点的平面位置会受到展绘误差和测定误差的影响,此外测定地物点的视距误差和方向误差以及地形图上地物点的刺点误差等都是潜在的影响因素,因此图解测图的精度受到了一定的限制。据调查统计,实际的图上误差可达±0.47mm。经纬仪视距法测定地形点高程时,即使在较平坦地区(0°~6°)视距为150米,地形点高程测定误差也达±0.06米,而且随着倾斜角的增大高程测定误差会急剧增加。虽然普及了红外测距仪和电子速测仪,测距和测角的精度也得到大大提高,但是沿用白纸测图的方法绘制的地形图却体现不出仪器精度的提高。也就是说无论怎样提高测距和测角的精度,图解地形图的精度变化不大,浪费了应有的精度,这就是白纸测图致命的弱点。
3数字化测绘技术的特点
数字化测图技术实质是一种全解析、机助成图的方法。与传统测图技术相比,具有显而易见的优势和广阔的发展前景,是地形测绘发展的技术前沿。数字地形图最好地(无损地)体现了外业测量的高精度,也就是最好地体现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。它不仅适应当今科技发展的需要,也适应了现代社会科学管理的需要,如工程测量、地籍测量、管网测量、房产测量等等,既保证了高精度,又提供了数宇化信息,可以满足建立各专业管理信息系统的需要。
3.1自动化程度高
数字测图是经过计算机软件自动处理(自动计算、自动识别、自动连接、自动调用图式符号等),自动绘出精确、规范、美观的数字地形图。另外,数字测图出错(读错、记错、展错)的概率小,能自动提取坐标、距离、方位和面积等。
3.2测图精度高
采用数字测图技术在距离300m以内时测定地物点误差约为±2mm,测定地形点高差约为±18mm。测量数据作为电子数据格式可以自动传输、记录、存储、处理和成图,在全过程中原始数据的精度毫无损失,不存在传统测图中的视距误差、方向误差、展点误差,很好地反映了外业测量的高精度,获得高精度(与仪器测量同精度)的测量成果。
3.3图形属性信息丰富
进行数字测图时不仅要测定地形点的位置(坐标),还要知道所测的点的属性是什么,当场记下该测点的编码和连接信息,显示成图时,利用测图系统中的图式符号库,只要知道编码,就可以从库中调出与该编码对应的图式符号成图。因此,数字测图时所采集的图形信息,它包括点的定位信息、连接信息和属性信息,易于检索。
3.4图形编辑方便
数字化测图的成果是分层存放,不受图面负载量的限制,从而便于成果的加工利用,采用地面数字测图能克服大比例尺白纸测图连续更新实地房屋的改建扩建、变更地籍或房产时,只须输入有关的信息,经过数据处理就能方便地做到更新和修改,可以始终保持图面整体的可靠性和现势性。
4数字化测绘技术在工程测量中应用
4.1数字化测图的主要内容
4.1.1原图数字化
数字化地形图的应用越来越广泛,但数字化地形图的完成需要消耗较多的人力、物力以及时间,因此当一个地区需要用到数字地形图,但却因为经费困难或受到时间等原因的限制时,便可以采取原图数字化的方法。原图数字化能够充分利用现有的地形图,仅需配备计算机、数字化仪或扫描仪、绘图仪再配以数字化软件就可以开展工作,并且可以在很短的时间内获得数字化成果。它的工作方法有两种:手扶跟踪数字化及扫描矢量化,其中后一种的精度、效率更高。
但是,利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响,加上数字化过程中所产生的各种误差,因而它的精度要比原图的精度差。而且它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌,现时性不是很好。所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。为了充分利用该法得到数字地图,可通过修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,通过调整,可在一定程度上提高原图的精度。而随着地图的不断更新,实测坐标的增加,地图的精度也就会相应地得到提高。
4.1.2地面数字测图
有一些地区还没有符合要求的大比例尺地图,这时可以直接采用地面数字测图技术,也被称为内外业一体化数字测图,是当前我国各测绘单位使用最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相对于邻近控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。
4.2数字化测绘技术在数字地球中的应用
简而言之,数字地球是指将经济和社会发展的全方面的信息,集合、加载于一个统一的地理坐标框架中,这些信息采用数字形式进行存储于服务器,任何机构或个人只要获得相应的权限,便可通过网络实现对信息的访问,因此足不出户便可以获取自己所需要的信息,真正地实现“秀才不出门,仍知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程,技术复杂,涉及部门多,没有任何一个部门或团体能单独承担,它需要地球科学、信息科学、空间技术和众多应用部门的配合。测绘作为地学和信息学的重要组成部分,在国家空间数据基础设施建设中具有不可替代的地位,空间基础信息的获取、处理,向信息高速公路提供内容丰富、形式多样的信息货物等工作已历史地落在测绘工作者肩上。可以说,数字地球始于测绘。我国测绘部门从20世纪80年代初期开始,对传统测绘技术进行了大规模的数字化改造。
总之,数字测绘技术在工程测量中应用广泛,精确且使用,并且数字测绘技术也在日新月异地发展,广大测绘工作者要更新思维、坚持学习,做数字化的测绘工作者。
5结语
近年来,随着信息技术、计算机技术以及网络技术等飞速发展,测绘新技术不断涌现,极大地推动了现代工程测量的发展。总的来看,当前工程测量正朝着测量内外作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展。
参考文献:
[1]马保军.测绘新技术在工程测量中的应用分析[J].黑龙江科技信息,2010,6.
[2]周伟浩.工程测量中新测绘技术应用探究[J].中国新技术新产品,2010,3.
[3]杨晓明,王军德,时东玉.数字测图(内外业一体化)[M].测绘出版社,2001(9)
关键词:数字化测绘;测绘技术;工程测量;应用
0引言
近年来,当前测绘技术的取得了举世瞩目的发展,其中具有代表性的有全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术等,工程测量作为测绘技术应用的重要方面,也相应发生了巨大的变革,测量手段与方法正在经历深刻的变化,随着数字中国、数字城市等概念的相继提出以及数字化工程的启动,对数字化测绘技术在工程测量的应用提出了更高的要求,与此同时,工程测量的服务领域得到了进一步的延伸,并朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向快速发展。
1测图的基本原则
一切地图图形都可以分解为点、线、面三种图形要素,其中点是最基本的图形要素。一句话,测量的基本工作是测定点位坐标。在准确测定点位的基础之上,一组有序的点可连成线,而线可以圃戚面,最后再借助一些特殊符号、注记来表示。如独立地物可以由定位点及其符号表示,线状地物由各种线划、符号或注记表示,等高线由高程值表达其意义。
2传统测图方法存在的弊端
(1)工作模式
传统的测图模式通常是利用传统的测量设备,如经纬仪、平板仪以及水准仪等,测出点的平面坐标、高程,或者测量点的水平角、竖直角以及距离,从而确定点位,绘图员在这些数据的基础上,通过手算或者口算得出三维坐标,最后根据坐标(或角度及距离)将点绘制到图纸上。跑尺再根据实际地形向绘图员报告测的是什么点(如房角点),这个(房角)点应该与哪个(房角)点连接等等,绘图员则当场依据展绘的点位关系用图式符号将地物(房屋)描绘出来。这样不仅大大增加了野外作业时间,也增加内业编辑工作量,而且操作过程中出错率的多少也在所难免。
(2)测图精度
图解测图方法的精度受较多因素的影响,如地物点的平面位置会受到展绘误差和测定误差的影响,此外测定地物点的视距误差和方向误差以及地形图上地物点的刺点误差等都是潜在的影响因素,因此图解测图的精度受到了一定的限制。据调查统计,实际的图上误差可达±0.47mm。经纬仪视距法测定地形点高程时,即使在较平坦地区(0°~6°)视距为150米,地形点高程测定误差也达±0.06米,而且随着倾斜角的增大高程测定误差会急剧增加。虽然普及了红外测距仪和电子速测仪,测距和测角的精度也得到大大提高,但是沿用白纸测图的方法绘制的地形图却体现不出仪器精度的提高。也就是说无论怎样提高测距和测角的精度,图解地形图的精度变化不大,浪费了应有的精度,这就是白纸测图致命的弱点。
3数字化测绘技术的特点
数字化测图技术实质是一种全解析、机助成图的方法。与传统测图技术相比,具有显而易见的优势和广阔的发展前景,是地形测绘发展的技术前沿。数字地形图最好地(无损地)体现了外业测量的高精度,也就是最好地体现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。它不仅适应当今科技发展的需要,也适应了现代社会科学管理的需要,如工程测量、地籍测量、管网测量、房产测量等等,既保证了高精度,又提供了数宇化信息,可以满足建立各专业管理信息系统的需要。
3.1自动化程度高
数字测图是经过计算机软件自动处理(自动计算、自动识别、自动连接、自动调用图式符号等),自动绘出精确、规范、美观的数字地形图。另外,数字测图出错(读错、记错、展错)的概率小,能自动提取坐标、距离、方位和面积等。
3.2测图精度高
采用数字测图技术在距离300m以内时测定地物点误差约为±2mm,测定地形点高差约为±18mm。测量数据作为电子数据格式可以自动传输、记录、存储、处理和成图,在全过程中原始数据的精度毫无损失,不存在传统测图中的视距误差、方向误差、展点误差,很好地反映了外业测量的高精度,获得高精度(与仪器测量同精度)的测量成果。
3.3图形属性信息丰富
进行数字测图时不仅要测定地形点的位置(坐标),还要知道所测的点的属性是什么,当场记下该测点的编码和连接信息,显示成图时,利用测图系统中的图式符号库,只要知道编码,就可以从库中调出与该编码对应的图式符号成图。因此,数字测图时所采集的图形信息,它包括点的定位信息、连接信息和属性信息,易于检索。
3.4图形编辑方便
数字化测图的成果是分层存放,不受图面负载量的限制,从而便于成果的加工利用,采用地面数字测图能克服大比例尺白纸测图连续更新实地房屋的改建扩建、变更地籍或房产时,只须输入有关的信息,经过数据处理就能方便地做到更新和修改,可以始终保持图面整体的可靠性和现势性。
4数字化测绘技术在工程测量中应用
4.1数字化测图的主要内容
4.1.1原图数字化
数字化地形图的应用越来越广泛,但数字化地形图的完成需要消耗较多的人力、物力以及时间,因此当一个地区需要用到数字地形图,但却因为经费困难或受到时间等原因的限制时,便可以采取原图数字化的方法。原图数字化能够充分利用现有的地形图,仅需配备计算机、数字化仪或扫描仪、绘图仪再配以数字化软件就可以开展工作,并且可以在很短的时间内获得数字化成果。它的工作方法有两种:手扶跟踪数字化及扫描矢量化,其中后一种的精度、效率更高。
但是,利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响,加上数字化过程中所产生的各种误差,因而它的精度要比原图的精度差。而且它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌,现时性不是很好。所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。为了充分利用该法得到数字地图,可通过修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,通过调整,可在一定程度上提高原图的精度。而随着地图的不断更新,实测坐标的增加,地图的精度也就会相应地得到提高。
4.1.2地面数字测图
有一些地区还没有符合要求的大比例尺地图,这时可以直接采用地面数字测图技术,也被称为内外业一体化数字测图,是当前我国各测绘单位使用最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相对于邻近控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。
4.2数字化测绘技术在数字地球中的应用
简而言之,数字地球是指将经济和社会发展的全方面的信息,集合、加载于一个统一的地理坐标框架中,这些信息采用数字形式进行存储于服务器,任何机构或个人只要获得相应的权限,便可通过网络实现对信息的访问,因此足不出户便可以获取自己所需要的信息,真正地实现“秀才不出门,仍知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程,技术复杂,涉及部门多,没有任何一个部门或团体能单独承担,它需要地球科学、信息科学、空间技术和众多应用部门的配合。测绘作为地学和信息学的重要组成部分,在国家空间数据基础设施建设中具有不可替代的地位,空间基础信息的获取、处理,向信息高速公路提供内容丰富、形式多样的信息货物等工作已历史地落在测绘工作者肩上。可以说,数字地球始于测绘。我国测绘部门从20世纪80年代初期开始,对传统测绘技术进行了大规模的数字化改造。
总之,数字测绘技术在工程测量中应用广泛,精确且使用,并且数字测绘技术也在日新月异地发展,广大测绘工作者要更新思维、坚持学习,做数字化的测绘工作者。
5结语
近年来,随着信息技术、计算机技术以及网络技术等飞速发展,测绘新技术不断涌现,极大地推动了现代工程测量的发展。总的来看,当前工程测量正朝着测量内外作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展。
参考文献:
[1]马保军.测绘新技术在工程测量中的应用分析[J].黑龙江科技信息,2010,6.
[2]周伟浩.工程测量中新测绘技术应用探究[J].中国新技术新产品,2010,3.
[3]杨晓明,王军德,时东玉.数字测图(内外业一体化)[M].测绘出版社,2001(9)