时间:2023-03-17 18:05:26
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇测绘技术论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
空间技术
卫星定位系统现在有美国的GPS和俄罗斯的GLONASS两种,这两种卫星定位系统在世界上的相关的领域都得到了比较广泛的应用,它们的出现是空间技术的重大突破,所以目前它在市场的环境中占有很大的比重。差分GPS技术虽然它的技术还处于一种起步的阶段,还不太成熟,但是它将GPS三维坐标测定的技术与测绘定位技术进行了有效的整合,这样的方式可以有效地实现了测绘定位的动态扩展,同时它以动态定位的方式有效地取代了传统的那种事后处理的方式。
于此同时测绘技术所达到的精确度也有了很大程度的提高,它可以达到亚毫米级。目前这些技术在某些行业已经得到了比较广泛的应用,相信在不久的未来,这些技术可以通过手表式GPS传统得以广泛使用。随着卫星定位技术的不断进步,GSP定位系统一定会有比较光明的前景,相关的应用范围也会不断地扩大,未来它一定会社会的发展和各个行业的进步提供更具价值的服务。
信息技术
GIS作为一种比较新的学科领域,已经成为了很多的学科进行跨学科研究的重要的方向,同时也是建立基础平台和空间的信息分析与显示的最重要的手段与方式,它以计算机科学、空间科学、测绘遥感科学、环境科学等为基础。它的技术有很大的优势,它不仅可以有效地对相关的数据和信息进行收集,分析,管理与保存,同时可以显示与信息输出于一体的数据流程,除此之外,它还具备一种智能的提示功能,同时还具备信息的预测功能和进行辅助决策功能的能力。现在,GIS已经发展得越来越成熟,作为一种比较前沿的学科,它已经在社会管理和发展的各个行业比如测绘行业、农林业、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理等方面都有着越来越广泛的应用,它的作用已经越来越显现出来。
遥感技术
遥感(RS)技术由于大面积的、高效的同步观测功能,以及较强的时效性特点,同时它的数据综合性强,同时考虑到花费相对较少,所以现在它作为一种新的空间技术已经在一些领域已经得到了很广泛的应用,它一般是在多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星对地进行观测工作时得到应用,于此同时可以有效地取得一些基础的地理信息。
3S集成技术
3S(GPS、GIS、RS)技术的有效结合,可以进行优势互补,它是未来发展的一个重要的方向,也是未来发展必然的趋势,GPS与RS将为GIS提供一些定位的信息以及相关的一些区域信息,而GIS可以对相对应的一些空间进行有效的分析,这样就可以有效地取得GPS和RS所提供的很多的数据中提取一些有用的信息,之后进行综合的集成,最后得到的信息就可以有效地为科学的决策提供重要的依据。比如在我国,三峡工程、南水北调工程等这些工程因为施工的时间周期比较长,同时比较复杂,这时3S技术将会为其提供更加有效的数据采集、分析与决策的工具。
未来新技术发展方向
一、数字化技术在原图处理中的应用
(一)原图数字化处理
在建立各种GIS系统时,需要对原有地图进行数字化处理,对于原始地图,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法,手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机,数字化仪及相关软件,是较早的一种数字化输入方法,输入速度较慢,劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像,然后通过矢量跟踪,确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级,其作业方法越来越趋于自动化,它是一种省时,高效的数据输入方法。GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置,由于它测定的是三维空间位置的数字,因此不需作任何转换,可直接输入数据库,目前主要是应用RTK(RealTimeKinematics-实时动态)技术,它是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式,通过将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测,将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上,再通过基准站电台发射出去;流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时,也接收由基准站电台发射的信号,经解调得到基准站的载波相位观测量,流动站的GPS接收机再利用0TF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度,最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量可以不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点,便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标,利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时,也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。下面简单介绍MAPCAD软件的原图数字化处理作业流程。
(二)数字化原图作业流程
由于MAPCAD软件扫描矢量化输入方法具有图像清晰、编辑方便、易于转换等特点一般外设精度都能满足,所以地形图的精度主要取决于人工跟踪精度和输出设备精度,而人工跟踪精度主要取决于作业人员的技能掌握熟练程度和工作态度,所以必须在加强作业人员基本技能培训上下工夫,要求工作人员严格按矢量化方案作业,确保图件的精度和质量高于国家现行数字化测图规范所规定的数字化精度和质量。在工程测量实践中,要做好地形图外业测点与数字化图缩放相结合、符号图层的划分子图、线型符号库的设计等工作保证满足工程进度的同时又节约项目经费,设计出的数字地图简单易用、美观整洁、易于使用地形图的工作人员判读。
二、数字化绘图
(一)数字化绘图的特点
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容,数字化绘图克服了手工绘图存在的许多弊端,如工作量大,作业艰苦,作业程序复杂,烦琐的内业数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一等缺点,符合现代飞速发展的工程需要。目前,数字化成图技术主要有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法,主要设备是全站仪、电子手簿等,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高的成图效率。具有以下的特点:
1.一测多用:如在一些综合性较强的工程中需要对同一地形图绘制不同比例尺的地形图,过去的平板测图方法则需要重复工作,而数字化测图则可以同时根据完成的地形图绘制不同比例尺的多个地形图,因为往往小比例尺包含了大比例尺地形图测图范围。仅需先测大比例尺图范围,再补充小比例尺测图范围即可满足各不同专业人员对不同比例尺的地形图的需要。
2.精度高:数字化成图系统在外业采集数据时,利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标,并自动存储,在内业数据处理时,完全保持了外业测量的精度,消除了人为的错误及误差来源,而且外业工作省略了读数、计算、展点绘图等外业工序,减少了作业人员,外业工效大大提高,时间缩短,直接生产成本大幅度下降。
3.劳动强度:小数字化成图的过程,减轻了作业人员的劳动强度,使生产周期大大缩短,能及时满足用户的要求。
4.便于保存管理及更新方便:数字化产品既可以存储在软盘上,也可以通过绘图仪绘在所需的图纸上,线条、线划粗细均匀,注记、字体工整,图面整齐、美观。且便于修改,能更好地保证图形的现势性和不变形性,避免重复测绘造成的浪费,增加地形图的实用性和用户的广泛性。
(二)外业数据的采集
在采集数据时,数据采集人员要准确应用地物代码,以免在内业成图时出现错误;在观测开始时,相关工作人员需严格按照要求应对测站点进行检查,跑尺人员应严格按照自动成图的要求作业,确保能完整地描述地形地貌的特征点,必须通过绘制草图来表明各个地物碎部点的属性及相互关系,测量坎子时,要量取坎子比高,坎下也要进行地形点采集。当一个测区完成后,如果有必要可把数据备份。
(三)绘制内业数据处理
无论是工程进程各阶段的测量工作,还是不同工程的测量工作,都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段,并对测量成果进行处理和分析。
三、工程测量中的数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。就摄影测量本身而言,从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术;而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看,它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术,也就是在“室内”重建地形的三维表面模型,然后在模型上进行测绘,从本质上来说,它与原来的摄影测量没有区别。因而,在数字摄影测量系统中,整个的生产流程与作业方式,和传统的摄影测量差别似乎不大,但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。
目前通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业使用专门的航测软件处理,进行的航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低,不受气候及季节的限制等优点。特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大,如果一个测区较小,它的成本就显得较高。但可以说是今后数字测图的一个重要发展方向,未来社会要求的是可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。并且随着全数字摄影工作站的出现,加上GPS技术在摄影测量中的应用,使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。
【关键词】工程测绘 技术应用测绘发展发展趋势现状
中图分类号:TB2文献标识码: A 文章编号:
一.引言
社会发展需要工程建设的大力支持,做好工程测绘是对工程建设质量和效果的保障。工程建设前期的测量与测绘工作,可以有效降低工程的施工难度,保证工程建设顺利进行。随着当代科学技术的进步,微电子技术、激光技术、计算机技术、空间技术和网络通信技术的快速发展,直接推动着工程测绘技术的进步,各个学科的科学技术得到提升,这也要求传统的工程测绘技术发生变化。同时,近些年来,大规模的经济建设和国防建设脚步的加快,各种高规格、严要求的工程建设也越来越多,面对新的任务和要求,工程测绘技术的应用要求也越来越严,任务也越来越重。
二.工程测绘技术的现状。
1.新技术在工程测绘中起显著作用。
20世纪80年代以来,出现了光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、电子水准仪和数字水准仪、激光扫平仪、激光准直仪等先进的地面测量仪器。传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等作业方法得以改变,测绘技术开始走向现代化、自动化和数字化。
先进技术设备的出现,改变了以往的操作模式。光电测距三角高程测量代替了三、四等水准测量。三边网,边角网和测距导线网取代了三角网。设备和技术的更新,弥补了传统测绘作业中难以解决的问题。在传统测绘中,难以攀登的山峰或无法到达的测量点,在测绘中很难直接进行测量,无需棱镜的测距仪的出现,彻底解决了这个难题。在传统的测量和绘图中,是通过人工在野外进行手动测量,通过计算机进行数据处理和计算、绘制图表,绘图用时较长,工序繁杂且对操作人员技术要求高,电子经纬仪等仪器的出现和GEOMAP系统的问世,很好的解决了这个难题,将野外数据采集工作也计算机数据处理工作和绘图设备结合在一起,形成了一个完善的多功能自动绘图系统。
GPS全球卫星定位技术、GIS地理信息系统和RS遥感技术等其他科学被利用到测绘工程中,测绘技术和各学科相互交叉、渗透,测绘工程中产生新的综合性信息采集、处理、监控管理系统。
GPS定位是通过高空的24颗卫星,由地面控制系统和用户接收装置组成,具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点。在工程测绘中,GPS定位技术的应用使的测量范围大大延伸。利用GPS技术和水准测量资料可精化大地水准面,在进行城市、矿山等控制网时不需要造标观测,在工程测绘中及灵活又方便,同时使用成本相对较低。
GIS地理信息系统是在20世纪60年代中后期发展起来的,是利用计算机存贮、处理地理信息的工具和技术。将各种资源信息和环境的参数按空间分布地理坐标,输入规定的格式和分类编码,进行处理、存贮、输出,即可满足应用需要。通过对诸多要素的分析和对数据的处理,可方便的将数据转换成为图形、图像、数字等多种形式。
RS遥感技术是指从远距离、高空等平台上,利用可见光、微波、红外等探测仪器,采取摄像、扫描、信息感应,通过信息传输和数据处理,从而识别地面物质的性质和状态的现代化技术系统。通过遥感技术为城市和郊区的土地利用、土地覆盖、植被、水、土壤、岩石等提供了获取空间信息的可能。高分辨率卫星遥感对测绘产品形式和地图更新有极大的促进作用。
信息技术保障工程测绘技术得以实施。在信息技术中,计算机技术是核心内容,计算机技术的应用促使工程测绘技术朝向数字化和自动化、智能化方面发展。电子经纬仪、全数字摄影测量系统、地图自动设计和电子制版系统等都是计算机技术在工程测绘中的应用。GIS地理信息系统就是计算机技术在工程测绘中的典型应用,通过计算机替代传统的人工分析和计算,既能保证数据结果的准确度,又能节省测绘时间,提高测绘效率。
有多平台和多仪器支持的工程测绘系统是传统测量结合计算机技术后的改变,是通过运用工程测绘技术,利用现代计算机网络系统,对建筑区域的地质、建筑物以及施工采用的机械设备、建筑材料等进行勘测设计和管理而构成的系统。工程测绘技术可对工程具体施工中的项目设计和测绘信息进行综合,为施工工程提供及时可用的信息。
2.现阶段工程测绘技术存在的不足之处。
长期以来,国家对于测绘技术的投入不是很充足,对硬件设备和软件系统的购置都较少。测绘的体制一直未有改善,加上基础信息资源不足,信心化标准进程缓慢,数据库建设重复,数据共享的机制也不健全。在工程测绘技术中,技术储备不足,在理论研究和技术进步中,重视力度不够。在遥感图像处理技术和软件上的投入不够,目前国内采用的遥感图像处理软件都是来自国外开发的,国产的遥感图像处理软件同国外软件差距太大。
三.工程测绘技术的发展趋势和方向。
目前,工程测绘技术是朝向数字化、自动化和智能化方面发展。随着现代科学技术的日新月异,各专业的深入研究和拓展,未来的工程测绘技术将呈现高水平,大规模,拥有具有高度精密的新技术和新设备,测绘成果更准确、更精密的发展趋势。在测绘数据采集中,实现自动化和实时化,数据结果实现自动化和数字化;对测量数据的管理实现科学化、信息化、标准化;数据传输实现网络化、安全化;测绘硬件实现人性化、智能化、经度化。
2011年12月27日,我国自主建设、独立运行的兼容其他国家的卫星定位卫星-北斗卫星导航系统正式开始试运行。依靠国外硬件设备的时代即将结束,国内的定位技术和测绘技术将真正实现国产化。有了这一个硬件支持,提高了数据交换的效率,对工程测绘使用成本也起到降低的作用。同时,由于国产卫星的加入,在测绘终端上,设备的国产化程度将提高。届时将涌现一批适合我国实际使用情况和使用环境的更加人性化的设备,这对提升工程测绘效率和保证测绘结果的可靠性提供了保障。
工程测绘技术成熟后,将被逐渐导入其他领域,如人体科学测量、显微测量、显微图像处理等方面。测绘技术中数据处理的数学、物理模型建立、分析和辨别会成为工程测量专业教育与应用的重要内容。
在保持科学严谨的情况下,传统的测量和绘制技术要从一维、二维、三维变成四维,不仅仅在空间上发生改变,同时对地域和测绘手段上都将发生变化。现代工业自动化流程的加入,三维工程测绘技术将得到进一步的发展。
四.结束语
伴随着测绘科学技术的不断进步,现代工程测绘也开始走向自动化、智能化,测绘设备技术含量高,测绘手段也得到了提升,测绘结果准确度也越来越高。新技术的加入,促进了测绘技术的快速发展,同时对测绘技术信息化程度要求也较高。数据的整合、信息的共享,都将促使测绘手段和测绘技术走向先进、准确、完善。
参考文献:
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[5] 郝鹏,高素平,郭志芳,杨静 试论现代测绘技术在工程测量中的应用 [期刊论文] 《科技情报开发与经济》2011年29期
【关键词】GPS测绘误差定位精度 WGS84
中图分类号:P2文献标识码: A 文章编号:
一.引言。
随着我国对建筑行业的工程质量和工程设施安全要求的不断提高,相对的对其建筑前的设计和在建筑施工过程中也提出了更高的要求。尤其以GPS技术在测绘学的领域中起到了革命性的变革。,GPS测绘技术在科学技术的突飞猛进的现实面前是最好的映射。随着时代的发展与进步,计算机技术作为相对社会高科技的结晶,在社会生活中各个领域都起到了相当重要的地位。
二.对GPS的认识。
GPS全球卫星定位技术、GIS地理信息系统和RS遥感技术等其他科学被利用到测绘工程中,测绘技术和各学科相互交叉、渗透,测绘工程中产生新的综合性信息采集、处理、监控管理系统。
GPS的工作原理是通过高空的24颗卫星,由地面控制系统和用户接收装置组成,具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点。在工程测绘中,GPS定位技术的应用使的测量范围大大延伸。利用GPS技术和水准测量资料可精化大地水准面,在进行城市、矿山等控制网时不需要造标观测,在工程测绘中及灵活又方便,同时使用成本相对较低。再者GPS技术在测绘应用中的特点也是很明显的,譬如定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、全天候作业、观测站间无需通视、操作简单、经济效益好。
这样的发展,使得GPS技术在工程测量、地形测绘、竣工测量及工程机械控制中都得到了广泛的应用从现在形式不难发现,GPS定位系统在测绘中的应用朝着高精度、多功能、和集成式的方向迅速发展,当然GPS也将广泛地应用于众多的行业,甚至进入更高端的科学领域,促进人类文明的高度发展。
三.影响GPS测绘存在误差的主要因素。
1.信号误差
美国政府从其国家利益出发,通过降低广播星历精度,在GPS基准信号中加入高频抖动信号等方法,人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。
2.卫星星历误差
在进行GPS定位时,计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是通过各种类型的星历提供的,但不论采用哪种类型的星历,所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异,这就是所谓的星历误差。
3.卫星钟差
卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间的误差。
4.卫星信号发射天线相位中心偏差
卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。
5.电离层延迟
由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为电离层延迟。电磁波所受电离层折射的影响与电磁波的频率以及电磁波传播途径上电子总含量有关。
6.对流层延迟由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为对流层延迟。电磁波所受对流层折射的影响与电磁波传播途径上的温度、湿度和气压有关。
7.控制网布设不合理或起算数据利用不合理引起的误差。
8.GPS控制部分人为或计算机造成的影响。
9.由于GPS控制部分的问题或用户在进行数据处理时引入的误差等。
10.数据处理软件的影响。
11.数据处理软件的算法不完善对定位结果的影响。
四.提高GPS定位精度的有效办法。
1.硬件的改进
2.采用合适的GPS接收机作业
当基线边长大于10 km时,采用双频接收机。双频接收机的优点是:
①可以基本消除电离层延迟对点位坐标的影响,点间距离可达100 km;
②在快速静态和动态测量中观测时间比单频机短。当基线边长小于10 km时,可以采用单频接收机。
3.作业前对GPS接收机进行鉴定
4.作业方法和手段的改进
5.选点的要求
选点的要求:
①点位应便于接收设备的架设和操作,视野开阔,被测卫星的地平高度角应大于15 °。
②应尽量消除多路径影响,防止GPS信号通过其他物体反射到GPS天线上,因此应避开强反射的地面,避开强反射环境,如山谷、山坡、建筑物等。
③避开强电磁波干扰,设站应远离雷达站、电台、微波中继站等。
综上所述,GPS接收机常存在钟误差、通道间的偏差、锁相环延迟、码跟踪环偏差、天线相位中心偏差等,所以必须先了解仪器性能、工作特性及其可能达到的精度水平。它是制定GPS作业计划的依据,也是GPS定位测量顺利完成的重要保证,所以对GPS测量仪器必须先进行作业前的检验,没有检验的仪器是不能用于作业的。
五. 南方GPS的单点校正。
由于在实际测量工程中控制点个数不足,不能正常求取GPS的转换参数,往往无法满足工程的精度要求, 因此GPS单点定位精度的提升成为解决一直问题的重要手段。
GPS的点校正是建立在GPS接收机采集的WGS-84数据与地方控制位置之间的关系,采用一系列的数学转换定义此关系。
将WGS84位置转换到格网坐标的数学转换是:
1.基准转换:即从WGS84唯独、精度和椭球高度坐标转换到相对于地方测图格网椭球的纬度、经度和椭球高度坐标;
2.地图投影:是从地方椭球纬度和精度坐标转换到地方测图格网的北向和东向的坐标到WGS84高度的大地水准面模型,得到海水平面上的近似高程。
GPS在启动基准在的时候必须获取一个当前基准站所架设点位的WGS84经纬度坐标才能正常的发射,而转换参数的计算也必须使用WGS84坐标,WGS84坐标的获取有两种方式:一种是由基准站直接读取当前测出的经纬度坐标(GPS坐标每一秒刷新一次,每一次读取的坐标都设有差异,误差在1至2米之间);一种是事先布设好静态控制网,从静态处理结果中获取。由于WGS84经纬度获取的相对不确定性使得在求解转换参数时必须首先确定一组公共控制点的WGS84经纬度坐标,这组坐标一旦确定以后每次启动基准站时都要使用这一组WGS84经纬度坐标,否则使用转换参数时的显示坐标和实际施工做标间就会存在一个固定偏差,这个偏差是由所取的基准站WGS84经纬度坐标和用来计算转换参数的WGS84经纬度坐标之间的差异产生的。
南方的RTK自动启动基准站时取的坐标是基准站开机并达到状态以后自动取得的WGS84经纬度坐标,这样就会出现上述的固定偏差,工程之星软件通过一个公共已知点求出的转换参数来克服这个固定偏差,工程之星软件中把这个过程称为“校正”,因此南方GPS的单点校正精度得到了很大提高,其精度在一定范围内可以满足一般测量要求。
单点校正的特点是:距离已知点越近精度越高,一般的控制范围为3-5公里。因此在使用单点校正的时候要注意工作地点不要距离控制点过远,对精度要求高的测量工程尽量避免使用。
六.结束语
GPS控制布网灵活,操作简单,有利于提高工作效率,降低生产成本,提高测量速度和工作效益。GPS控制只要观测数据可靠,平面起算数据和高程起算数据设置合理,能得到较好的平面精度和高程精度。静态GPS作业,基线较长时要适当延长观测时间,以取得良好的观测数据。基于GPS技术的特点,相信在我国今后的发展中,GPS技术将运用到社会生活的各个领域当中,为我国在基础建设中绘制宏伟的蓝图,是我国赢得经济、社会、人文发展的共赢,实现经济效益最大化。
参考文献:
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[5]刘超 高井祥 张敬霞 利用序列平均的高精度GPS基线解算模型 [期刊论文] 《武汉大学学报:信息科学版》 ISTIC EI PKU2012年4期
关键词:测绘新技术,3S
随着现代测绘新技术的出现,无论在学科理论,或在技术体系,以及应用范围上都取得了重大的发展,甚至可以说是重大的变革,从而也将彻底地改变传统测绘的方式。当前测绘产业以“3S”技术为特征,现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境,解释一些自然现象,解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。工程测量技术服务领域主要包括:农业、林业、水利、交通 、城市建设等行业,随着计算机和网络技术的结合 、测量仪器的数字化和智能化,使得数字化测绘技术得到了广泛的应用,3S以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化,测量新技术的服务范围也进一步扩宽,才能更好的为社会服务。论文格式,3S。。
一、现代测绘新技术(3S)的发展概况
(一)全球定位系统技术(GPS)的发展
GPS是美国从上世纪七十年代开始研制,于九十中期年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距,具有在三维空间范围内进行全方位实时导航与定位。随着精度从最初的百米范围内提高到1米以内,现在的GPS已经民用化。随着GPS系统的不断创新改进,硬、软件的不断完善,GPS的应用领域正在不断地扩宽,目前,各种体积小、精度高类型的GPS问世,更加方便的用于野外测量。GPS技术作为测绘发展更新的新技术,已经成为大地测量的先进技术手段,也是最具潜力的全能型技术。GPS定位技术与常规地面测量定位相比,除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。
(二)遥感技术(RS)的发展
遥感技术包括:卫星遥感和航空遥感,其中航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实际中得到了广泛的应用,卫星遥感影像测图也取得较好的效果,运用遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已广泛的应用。航空遥感最先在军事上应用,1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来,很多国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波:从单波段发展到多波段、多角度、多极化;从空间维扩展到时空维;从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。
(三)GIS(地理信息系统)技术的发展
地理信息系统起源于上世纪六十年代在土地和交通方面的地理信息研究。地理信息系统(GIS)作为多个学科、多种技术交叉结合的产物,GIS的提出到现在不到50年的时间。特别是在与民生和经济息息相关的行业,如商业、城市规划、物流、交通、人口普查、疾病分析等领域,GIS技术的运用更是得到空前的发展,地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统,其发展和应用对测绘科学的发展意义重大,是测绘新技术的重大发展和跨越。当前GIS深入到了各行各业乃至千家万户,成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。论文格式,3S。。
二、测绘新技术(3S)在工程测量、林业、水利,高新农业等方面的应用
(一)在工程方面
在工程项目中,可以运用GPS准确的定位,以便准确的找到工程项目的位置,例如地形复杂或山区的土地开发整理项目的准确定位控制点,矿区的范围的界定等。利用遥感技术(RS)在矿山测量中应用遥感资料,可获取矿区实时、动态、综合的信息源,对矿区环境进行监测,为矿区环境保护提供决策支持。利用GIS建立数据管理库,对项目进库后综合管理,以GIS为平台,以3S测量技术为数据获取的途径,可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统,作为工程测量可持续发展的决策支持系统。
(二)在林业方面
3S技术主要在林业方面有三大应用:森林资源调查;森林资源动态监测;森林资源灾害监测利用遥感技术(RS)对林地资源的分布、生长状况及其变化进行调查和估测分析。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据,通过GIS技术进行相关数据的实时更新,并对这些数据进行空间分析,可得到林地的动态变化情况。
(三)在水利方面
“3S”技术可以及时有效的防洪减灾,可用于灾前预测、灾中监测和灾后评估;“3S”技术防治水土流失调查预测和水土保持规划,可运用“3S”技术可以监测水蚀、风蚀等多种类型的土壤侵蚀区的侵蚀面积、数量和强度发展的动态变化。可以对水资源实时动态监测和科学管理,水资源实时动态监测在水利信息化中非常重要,因为只有掌握瞬时变化的供水和需水等有关信息,才能科学、准确地进行水资源的配置及调度;“3S”技术在水利工程的勘察设计中得到了充分运用。“3S”技术在水利工程的维护管理中也能发挥重要作用,如南水北调的选线,在DEM的基础上,进行地质情况分析,并结合GIS中的有关地质环境数据库实现合理的选线分析。在水利工程规划设计中也广泛运用“3S”技术。如在水库的规划设计中,利用GIS建立的库区DEM,可以直观、快速、准确地计算出各种库容和淹没面积及开挖土石方量;结合其他GIS专题数据可以进行大型水库淹没区实物量、灌溉区有效灌溉面积和水库淤积量的估算。(四)在高新农业中
运用GPS技术对高新农业信息进行空间定位; RS影像技术可获取区内农作物生长环境、生长状况和空间变化的影像信息,便于区内状况的分析; GIS技术可以建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库;对作物生长苗情、的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。3S技术它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息,将信息技术与农艺、农机有机地结合起来,最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配,获取高产量和最大经济效益,同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源,有利于农业的可持续发展。
三、测绘新技术(3S)的集成应用
测绘新技术3S集成应用,取长补短是自然的发展趋势,三者之间的相互作用形成了'一个大脑,两只眼睛'的框架,即和向提供或更新区域信息以及空间定位,进行空间分析,以从提供的大量数据中提取有用信息,并进行综合集成,使之成为科学决策的依据。实际应用中,较为多见的是两两之间的结合,常见的两两结合有以下几种方式:
RS与GIS集成:遥感数据是GIS的重要信息来源,GIS则可作为遥感图像解译的强有力的辅助工具。GIS作为图像处理工具,可以进行几何纠正和辐射纠正,图像分类和感兴趣区域的选取;遥感数据作为GIS的重要信息来源,可以进行线和其他地物要素的提取,DEM数据的生成,以及土地利用变化和地图更新。
GIS与GPS集成:定位、测量、监控导航。
GPS+RS集成:几何校正、训练区选择以及分类验证,提供定位遥感信息查询。
GPS+GIS集成:定点查询专题信息,提供或更新空间点位。
GIS+RS集成:几何配准、辅助分类等,提供和更新区域信息。论文格式,3S。。
四、结语
随着数字化测绘技术的提高, GPS、RS技术在各行各业的广泛应用, GIS技术的不断成熟, 现代工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展。大力开展数字化3S测绘技术的应用与研究将是测绘行业立足者提升自身竞争实力和创造经济效益的首要任务。
【关键字】数字城市,建设项目,管理,GIS开发管理,测绘工程管理
中图分类号:F291.1 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
近年来,数字城市建设已经成为了一种趋势,在城市经济发展和人民生活水平的提高上具有重要的作用。数字城市建设的项目管理是进行数字城市建设的关键,加强数字城市建设的项目管理决定着数字城市建设的成败。在数字城市建设项目中,GIS开发管理和测绘工程管理占据着重要的地位,如何做好这两方面的管理工作将影响着整个数字城市建设项目的管理。因此,笔者就主要在GIS开发管理以及测绘工程管理者两方面进行分析和论述,来探讨数字城市建设项目的管理工作,希望能够具有一定的研究性。
二.数字城市建设的实施与目标
建立国家、省和城市人民政府三级基础地理信息共建共享机制。国家测绘地理信息局在政策、标准、总体设计、航空摄影、公共平台建设、国家基础测绘成果使用及系统集成等方面予以支持;负责组织项目竣工验收。省级测绘行政主管部门指导项目建设工作;负责项目进度与质量的管理和监督;在基础资料提供、技术设计以及项目组织协调等方面给予支持。城市人民政府负责项目的组织实施和落实项目主要经费;负责项目建设和成果的推广应用;负责建立地理信息公共平台的长效运行机制,对平台的管理、维护与更新提供相应的保障。通过数字城市地理空间框架建设形成权威、标准、统一的城市地理信息公共平台,并开发五个以上示范应用系统。
以某市为例,经过建设,“数字太原”共完善了一个数据库、新建了一个平台,建成三套数据集,开发了五个示范应用系统,具备了数据浏览查询、专题数据加载、查询统计与空间分析、二次开发、数据交换等功能,成为太原市统一的、权威的、通用的基础地理信息平台。
今年,某市在完善环保监测、基准地价查询、药监信息服务、人防信息、数字城管、数字公共服务等系统的基础上,又积极开始建设地质灾害预警、警用地理信息平台、数字物联网等系统。目前,某市在已经开发l0多个领域20多个政府部门的应用系统的基础上,又有18个部门提出了应用需求计划。预计到2013年底,太原市将实现数字成果应用全覆盖,将全面提高宏观决策、公共服务、应急处置能力。
三. GIS技术的开发管理及应用
地理信息是国家重要的战略性信息资源,在政府管理决策、信息资源共享、改善人民生活等方面发挥着越来越重要的作用。出于数据安全的需要,摆脱对国外地理信息软件的依赖,国家大力扶持发展具有自主知识产权的地理信息软件,为服务于数字城市建设,国家已从几十家国内地理信息软件生产企业中认定了14家企业。但国外先进的地理信息软件也值得我们学习和借鉴,如Esri公司最近的ArcGIS10实现了五大飞跃,即在协同GIS、三维
GIS、云GIS、一体化GIS、时空GIS五个方面实现了实质性的跨越。
从2006年起,国家测绘地理信息局协同地方和部队测绘部门,历时5年完成了国家1:50 000地理信息数据库的更新,新版数据库成果可直接用于数字城市建设;省级测绘行政主管部门在1:10 000及1:5 000地理信息数据方面可为城市地理信息公共服务平台、电子政务应用服务及各行业信息系统提供有力的数据支持。公众版国家地理信息公共服务平台―― “天地图”(www.ti―anditu.cn)已开通,它是中国区域内数据资源最全的地理信息服务网站,将从根本上改变我国传统地理信息服务方式,全面提升信息化条件下国家地理信息公共服务能力,“天地图”各省、市节点建设也陆续完成。随着测绘地理信息事业的深入发展,我们应积极引进和培养复合型人才。
1.测绘与城市规划、国土资源管理等的复合人才,有助于推动测绘业务的拓展,增强测绘服务的针对性;
2.地理信息技术与电子通讯、计算机网络、电子政务等开发
技术的复合人才,适应GIS市场开发的多方面需求。
四.测绘工程管理中RS技术的管理及应用
目前,地形图更新多采用航空摄影测量方法进行,该种测图方法与以往的全野外测图相比效率有了大幅度提高,但因其投资大,成图周期长,因而不能满足城市建设迅速发展的需要。无人机不仅应用于应急救急,而且应用于监测地理国情、实时测绘、动态监测,无人机航摄系统的应用开辟了一条提高数据获取能力、水平的重要途径。为此,“十二五”期问,国家测绘局将大力推进无人飞机航摄系统推广。
同时,高分辨率遥感技术的发展与应用,也为快速、准确、经济地更新大比例尺地形图带来新契机。美国对地观测公司(Earth Watch)于2001年成功发射了Quick Bird遥感卫星,为多光谱成像(1个全色通道、4个多光谱通道),成像幅宽l6.5 km×16.5 km,其全色影像的空间分辨率达到0.61 m,是目前世界上分辨率最高的商业遥感影像。与航空摄影测量相比,Quick Bird具有拍摄面积大(每景影像近300 km ),数据成本低(全色影像数据20美:TrJkm ),成图周期短的特点。
由中国测绘科学研究院承担的“高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid”通过了国家测绘局组织的专家鉴定。随着科技的进步,大大地降低了涉足摄影测量与遥感专业的门槛,最常用的三种数字摄影测量工作站如JX一4C,VirtuoZo NT,MAPMATRIX报价都在8万元一l0万元,一般的测绘部门应将这一专业逐步搞起来,为数字城市建设大显身手。
五.结束语
数字城市建设项目的管理对于数字城市建设具有十分重要的作用,同时加强GIS的开发管理以及测绘工程的管理对于数字城市建设项目管理具有关键性的作用。本文笔者对于GIS开发管理以及测绘工程管理进行了分析,希望对于数字城市建设具有一定的借鉴作用。
参考文献:
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[2]仇保兴 中国城镇化发展与数字城市建设 (被引用 1 次)[期刊论文] 《城市发展研究》 PKU CSSCI -2011年8期QIU Baoxing
[3]孙艳 数字城市建设的瓶颈与创新发展 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年12期
关键词:水利水电工程;工程测量数据处理技术;数字摄影测量;GPS定位
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
0.引言:科学技术的新成就,电子计算机技术等新技术的发展与应用,以及测绘技术和科技的不断发展,工程测量技术近年来发生了很大的变化;水利水电工程施工测量技术的面貌日新月异。
1.全站仪测量放样技术
全站仪替代光学经纬仪和电磁波测距仪的应用.足地面测量技术进步的重要标志之一。全站仪具有测量精度高,仪器的集成化、自动化和智能化程度高等优点,为施工测量提供了极大的方便。已大量应用于各类工程的施工测量中。电子全站仪自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差,自动记录存储、实时测量三维坐标、与双向数据通讯功能,为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。目前全能型和智能化方向发展的电脑型全站仪都带有丰富的软件,可以直接进行坐标放样、导线测量、程序测量、悬高测量、道路放样、对边测量、面积测量、高程传递、参考线放样,故能提供高速高精度的观测成果,又能高效地完成多种测量作业。带马达驱动和程序控制的全站仪可以结合激光、通讯及CCD技术,能实现测量的完全自动化,被称作自动化测量器械。为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件。
2.数据库技术与GIS技术
测量工作者如何更好更好地为工程建设服务,其最有效的方法是利用数据库技术或GIS技术建立数据库或信息系统。其同的是把大量的测量数据或信息进行科学的存储.建立三维数字地形模型,提高测量数据利用率,减少重复劳动,以便于检索、分析、分发和利用。实现管理和服务的科学化、现代化。将GIS应用于水利水电工程建设,虚拟显示施工总布置三维全景,直观反映各组成部分空间上和时间上的相互关系并实现各种信息可视化查询、分析、统计计算,实现建筑物施工全过程动态仿真演示。以信息的数字化、直观化、可视化为出发点,直观清晰地描述复杂工程建设的施工动态过程,为全面、准确.快速地分析掌握工程施工全过程提供有力的分析工具,实现工程信息的高效应用与科学管理。
3.GPS定位技术
随着GPS的出现和不断发展完善,测绘定位技术发生了革命性的变革。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度、大范围的GPS技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的三维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。水电工程施工区域大,控制点传算工作量大,精度衰减快;高山峡谷之中,山脉蜿蜒曲折,造成上点和通视困难;河流阻隔,致使交通不便,前后视须迂同前进。利用GPSRTK技术进行碎部点测绘与放样不需要与基站保持通视,也无需进行后视作业,误差不累加,精度分布均匀,精度衰减每公里只有lmm。10--15km的作业半径不需要设置过渡控制点,更长距离的测绘可通过设置中继电台转发电测波解决。大幅度地提高工作效率。
4.程序型计算器辅助计算技术
程序型计算器(如CASIO fx-4800P/fx-4500PA)以其功能强大、经济实惠、方便携带的特性受到了各行各业工程技术人员的欢迎,尤其是测绘方面的技术人员进行工程放样计算的有力工具。水利水电工程庞大而复杂。工程细部的放样往往牵涉到几十个公式的数学计算,尤其是在施工现场,严寒、酷暑、噪音、灰尘很难让人时刻保持清醒的头脑,计算的速度和结果的正确性大打折扣,严重影响放样的质量和效率。利用编程计算器事先编制好所需放样部位的计算程序,在施工现场最多只需输入测点三维坐标X,Y,Z的数据即可迅速计算出所需要的放样数据,结果准确率大大提高。全站仪实现了测点坐标的随测随得,编程计算器实现了放样数据的即输即得,大大加快了工程放样的速度。
5.数字化测绘技术
大比例尺地形图和工程图的测绘,是工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一.难以适应飞速发展的现代化工程建设的需要。把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成―个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。实现大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供图纸,也可提供电子数据,为专业设计自动化建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。数字化成图技术住现代工程中的应用不仅提高了工作效率,并保质保量提交成果。仅内业制图部分可节约经费50%,节约时间60%。
6. AtuoCAD辅助设计技术
计算机辅助没计(Computer Aid Design简写CAD)足20世纪80年代初发展起来的一门新兴技术型应用软件。如今在各个领域均得到了普遍的应用。它大大提高了工程技术人员的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp语言,可以编制一些常用的计算程序,得到定制的计算结果。在水利水电工程上有许多体形复杂的计算,尤其是各种不同体形衔接处的相交线,需要用空间解析几何的方法解算。单靠计算器手工计算,非常繁琐,工作量大,准确性也不好保证,用AutoCAD建立数字化模型,执行点坐标查询功能就可以了。也可以对所编写的程序的计算结果进行正确性验证。AutoCAD的特性提供了测量内业资料计算的另外一种全新直观明了的图形计算方法。另一方面是各种工程横断面、纵断面网的绘制,以及断面面积的计算和其它一些需要的图纸的绘制。从而大大减轻我们内业的工作强度和工作量。.
7.数字摄影测量技术
摄影测量技术由于可以提供实时的三维空间信息,无需接触被测物体,以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点,具有广泛的应用前景。随着全数字摄影测量系统的应用,摄影测量的产品将从影像图、线划图向数字化系列产品――4D产品转化。产品应用与服务领域更广,并为建立各类专业信息系统和基础地理信息系统提供可靠的数据保障。在水利水电工程。利用数字摄影测量技术可以迅速获取制作大比例尺影像图、地形图、立面图、等值线图和断面图图库,建立DTM(数字地面模型)和DEM(数字高程模型)模型数据库,建立并永久保存高分辨率建基面三维影像数字地面模型数据库。检查陡坡地段的开挖质量和工程竣工部位的形体资料,记录工程在施工过程中各个项目地理地貌信息,形成各种数字信息产品,并可通过网络方便快捷、及时地提供给各个部门使用。
8.工程测量数据处理技术
随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,工程测量领域技术的发展趋势和方向是:测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。
9.结束语
科学技术的新成就,电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用,以及测绘科技本身的进步,为工程测量技术进步提供了新的方法和手段;水利水电工程施工测量技术的面貌也发生了深刻的变化。施工测量的速度与准确度得到了空前的提高。
参考文献
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