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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摄影测量技术论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
【Abstract】In the process of the construction of digital city, 3D spatial data has been widely used in overall planning of the city ,municipal construction and city traffic. Based on this, this paper firstly introduces construct methods commonly used of three-dimensional modeling, then taking a digital city construction project as an example , studies the 3D modeling based on the digital photogrammetry.
【Keywords】digital photogrammetry; 3D modeling; digital city
【中图分类号】P232 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)04-0185-02
1 引言
城市化进程的加快促进了数字城市的建设与发展,人们逐渐加强对三维建模精确性与实效性的重视。三维建模为数字城市建设提供科学的数据基础,具有很强的直观性。
2 三维建模的构建方式
作为建设数字城市三维地理信息系统的关键,保证三维模型具有良好的精度,并且提高建模效率对于三维地理信息系统作用的发挥、保证建设周期具有重要意义。通常使用的建模方式包括如下几种。
2.1 航空摄影测量
使用该技术,能够创建立体环境,实现三维模型数据的位置、高度、形状信息的快速与准确获取。然后结合外业纹理采集与正射影响屋顶信息能够进行精细三维模型的构建。完善的DEM与DOM数据生产技术路线能够进行三维场景中地形数据的快速与准确重建,将城市风貌展现出来。
2.2 机载激光雷达扫描
使用该方式能够实现城市建筑与地表模型的快速获取,但是获取到的数据量具有一定的规模性,提升了数据的处理难度,需要采取相对麻烦的人工措施才能将其中有益的信息提取出来。另外,该种方式的三维建模中不能将建筑物色彩与纹理呈现出来。[1]
2.3 使用二维资料
立足于建筑规划的图纸,提取其中的二维资料,使用合适的软件如AutoCAD等进行三维模型数据的建立。该种方式进行数据收集时需要进行大量工作,并且不能保证数据具有时效性。另外,针对建筑物顶部存在的纹理盲区,也需要进行大量工作才能获取高程数据。与机载激光雷达扫描方式一样,不能将建筑物色彩与纹理呈现出来。
3 基于数字摄影测量技术的三维建模
3.1 基于数字摄影测量技术的三维建模优势
获取、处理与分发数据均为数字形式,并且能够通过计算机实现摄影测量中全部流程;数字摄影测量技术能够帮助设计人员进行目标建筑物的几何空间与高程数据的快速构建,并且精度高、快速成像;地面建筑能够实现达到cm级别的空间几何精度,降低数据更新的难度,能够在规模较大的工程项目中应用,能够为建设数字城市与地球建立基础的数据框架;相较于使用计算机制作动画与景观模拟,基于数字摄影测量技术的三维建模能够在目标建筑物具有的实际地理坐标下进行真实三维景观模型的构建[2]。在该种模型中,建筑物中各元素之间的空间相对位置与实际情况是一一对应的,并且能够对其中的任意点测量三维坐标,能够达到测绘要求的精度级别。
3.2 基于数字摄影测量技术的三维建模方式
论文将某数字城市的三维建模方式作为实际进行分析,该城市基于数字摄影测量技术的三维建模技术线路如图1所示。
3.2.1 航空摄影测量
论文所举的项目实例中使用DMC进行航空摄影,能够取得相关影像资料,与实地比例为1∶5000,地面的分辨率为0.06m。使用航天远景技术中的软件对获取的影像资料、外业像控资料进行空三加密处理,从而获取三维建模中需要的外方位元素c加密点的具体坐标。
3.2.2 DEM的建立
DEM即为数字高程模型,是进行数字城市建设中不可或缺的信息之一。在该项目中使用航天远景技术中的相关软件在经过空三加密的数据基础上进行立体模型的自动生成,并对相对与绝对定向精度进行检查,生成5m格网的数字高程模型文件。按照作业指导手册上相关规定在匹配窗口中编辑等视差曲线或者等高线,保证其中全部曲线与地面相贴紧,最后能够生成数字高程模型,并检查、处理其接边。
3.2.3 DOM的生成
DOM即为数字正射影像图。数字摄影测量技术能够纠正、镶嵌与裁切正射影像。将数字高程模型与数字正射影像图进行叠加,能够得出数字三维景观。在该项目中,先对数字高程模型进行接边处理,然后对其进行纠正,再使用航天远景技术进行进一步的处理,再进行裁切。
3.2.4 TDOM的生产
TDOM即为真正射影像图,属于DOM中的一种。相较于普通的数字正射影像产品,在三维建模中使用的全部背景图纠正了所有建筑物的中心投影,避免出现投影差。使用数字摄影测量技术,能够实现立体环境下几何特征的收集。在进行三维建模背景图的制作中将摄影测量系统采集的关于建筑物的矢量数据作为数学基础,通过该数据再次对正射影像的数据进行纠正,能够将建筑物投影差消除[3]。
3.2.5城市真实三维景观模型的构建
制作基础模型。将建筑物的分类标准作为标准,采集平面几何与高程数据,精度要求为平面几何位置小于50cm,高程精度小于80cm。然后使用合适的软件进行三维模型的生成;提取屋顶纹理。按照相关要求处理原始影像后,在功能合适的软件帮助下匹配影像与基础模型,保证精度的合格,然后软件能够对屋顶的纹理进行自动提取;采集外业纹理。按照相关规范要求,对一定范围中全部的外业纹理进行采集。使用相机对所有建筑物的外部轮廓进行记录;制作三维模型。在该项目的信息系统中,将三维模型分为地形、建筑、道路、植被、市政基础设施等模型类型,从精度上分为精细与标准两种级别的模型。在该项目中三维建模规模很大,要求建模具有较高的效率与质量较好的数据;整合城市的三维场景。使用相关工具软件,优化与DOM、DEM与精细场景,能够进行城市三维场景的整合[4]。
4 结语
论文通过使用项目实例对基于数字摄影测量技术的三维建模进行研究,证明该种建模方式具有很强的优势。在使用该种技术的过程中,仍然存在很多亟待解决的问题,需要行业中人员进行持续探索。
【参考文献】
【1】赵丽梅.基于数字摄影测量技术的三维建模方法探讨――以数字沈阳三维建模为例[J].中国高新技术企业,2015(2):19-20.
【2】黄榕,林涔涔,武佳,等.基于摄影测量技术的三维仿真模型建模方法研究[J].福建建筑,2016(10):107-109.
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
1. 陈向平 浅议水利工程施工的几种施工测量技术[期刊论文]-轻工设计2011(3)
2. 王立业 浅谈水利水电工程中的测量技术[期刊论文]-中华民居2011(10)
3. 邓国义 浅谈水利水电工程的施工测量方法与要求[期刊论文]-科技信息2010(31)
【关键词】: 数字摄影 信息化测绘 信息化
中图分类号:P2文献标识码: A 文章编号:
随着数字摄影测量不断的发展与进步,整个测绘领域已有逐渐向信息化测绘发展的趋势,但是目前我国信息化测绘领域还存在一定理论和技术上的障碍,目前我国正处于数字化测绘向信息化测绘发展的关键时期,经国务院批准基础测绘中长期规划纲要提出:到2020年我国要形成以基础地理信息获取空间化实时化、处理自动化智能化、服务网络化社会化为特征的信息化测绘体系,信息化测绘是数字化测绘发展的必然结果。现在就数字摄影测量谈一下信息化测绘的相关问题。
一 数字摄影测量技术
1概念:数字摄影测量技术是在DGPS/IMU组合导航技术和LIDAR激光雷达扫描技术基础上建立的一种数字测量手段。
2相关技术
2.1航空数码相机:这种技术的优点在于可通过不增加飞行成本而大幅度提高重叠度影像获取、匹配及三维重建的精度。
2.2无地面控制的卫星影像对地定位技术:这种技术已经广泛的应用到高空间分辨率卫星影像几何处理中,有广阔的应用前景。
2.3数码城市建模中数字摄影测量技术:这一技术是利用低空飞行为传感载体,将安装到旋转平台上的数码相机拍到的航带城区影像进行整体处理,生成城市立体影像拼图。这样一来大大降低劳动量同时减少一些由于地理复杂带来的误差。
二 信息化测绘技术
1内涵:信息化测绘没有改变测绘的本质,数字化测绘是信息化测绘的基础,离开了数字化测绘就没有信息化测绘,二者密不可分,也就是说,信息化测绘不是替代数字化测绘,而是数字化测绘的新一轮发展,是数字化测绘的发展的必然结果。
2信息化测绘技术组成
2.1智能化移动测量技术
智能化移动测量技术是结合了空间同步、自动提取及传输移动实时信息等技术,作用在于整个测绘过程中对于热点数据的采集。由于采取多项技术结合,能够实现地理信息服务的社会化、实时化和大众化。
2.2地理信息动态更新技术
地理信息动态更新技术有及时更新时态增量、地物变化信息以及数据保存等作用。由于这项技术的更新速度快、信息搜索及时以及能处理庞大复杂数据等优势使得整个信息化测绘的效率大大提高。
2.3数字化地图技术
数字化地图技术实现了纸制地图的数字化处理,是将能满足条件的纸制地图利用数字化地图处理仪处理后将产生的相关信息数据输入电脑中,生成相应的数字地图。这种地图具有保真、便捷等特性。
2.4全球定位系统技术
该技术为地面上GPS使用提供精确实时、高精度的三维坐标及相关信息,该技术广泛的应用到运输导航、城市建设及航空航天等
2.5数字摄影测量技术
数字摄影测量技术以数字影像和摄影测量为基础,结合计算机技术和数字影像匹配等技术广泛应用到大比例尺地形测量中,是信息化测量技术的基础。
3信息化测绘的核心
信息的集成和管理是信息化测绘的核心,在测绘领域,由于空间信息获取速度快、信息获取量大以及空间测绘产品多样,如各种比例尺的4D产品(DOM、DRG);还有各类更新信息乃至专题信息,如何将这些原始影像高度集中管理是一个十分复杂的问题。
4传统观念突破是信息化测绘发展的关键
随着信息测绘的发展,数字真影测量技术的流程、组织奖发生深刻的变化,如数字摄影测量中影像的“控制点库”建立有一定的作用及意义,但随着真正的信息化测绘技术的到来,新影像与已有正射影像直接匹配,这样一来“控制点库”的作用就不太大啦,因此不能只停留在传统的理念上来考虑数字摄影测量问题。
三 数字摄影测量技术对信息化测绘的积极作用
1数字摄影测量技术保障信息化测绘的科学实施
随着数字测绘技术水平的不断提高,整个测绘体系正朝着信息化测绘方向发展。发展的过程中数字摄影测量技术也在不断的发展成全数字化与计算机结合,覆盖面积更广,应用范围更大得技术体系。在信息化测绘技术将成为未来主流的大趋势下,完善的数字摄影测量技术将不断的有力的保障信息化测绘的科学实施。
2数字摄影测量理论的完善有利于信息化测绘体系的建立
科技不断进步使得数字摄影测量理论不断自我完善。数字摄影测量理论是数字摄影测量技术的基础,而数字摄影测量技术是信息化测绘技术的基石,信息化测绘技术则是信息化测绘的核心内容,总之,数字摄影测量理论的完善将会为信息化测绘体系提供一个科学可靠的理论平台,在对各种测绘技术中和整理后,信息测绘体系将会有建立起一个扎实可靠的理论基础,符合了我国信息测绘的可持续发展。
3传感器进步为信息化测绘提供技术手段
近些年来随着传感器的不断进步已经突破数字摄影测量依靠控制点进行测量的传统模式,这样一来将大大的提高传感器捕捉信息的及时性与准确性,从而减少控制点的复杂性造成的误差和其他一些不利的影响,传感器不断进步下衍生出的各种传感技术将为信息化测绘技术提供先进的技术手段,促进了信息化测绘的发展进程。
总结:数字摄影测量技术与信息化测绘二者密不可分,数字摄影测量技术是信息化测绘发展的基石,数字摄影测量技术也是数字摄影测量技术发展的必然产物,综上所述:信息化测绘解放整个测绘工作的劳动力,提高测绘效率应用前景广发,但是我国的测绘体系有数字化测绘向信息化测绘发展过程中还有很多问题亟待解决,在这过程中需要克服种种困难,资源利用最大化,才能推动信息化测绘体系的不断发展与完善,实现真正意义上的信息化测绘。
参考文献
[1] 张祖勋,张剑清,张力.数字摄影测量学发展的机遇与挑战[J].武汉测绘科技大学学报,2000,25(1):7-11
[2] 王金鑫,叶海翔,田高力,孙晓兵,当代摄影测量的发展与定位[A].全国测绘科技信息网中南分网第二十一次学术信息交流会论文集[3],2007年.
【关键词】CASS;数据转换;VLISP
引言
随着摄影测量技术的飞速发展,原来只能使用数字化测量技术才能达到精度的1:2000和1:1000地形图,现在都可以通过航空摄影测量来实现。使用航测的好处是成图快,成本低,不受条件限制等优点。
1.数字摄影测量工作站数据采集格式
使用JX4 DPS数字摄影测量工作站采集 1:2000、1:1000的大比例尺数据,其模板和数据图层以及编码都是固定的格式,采集的数据都只是一些线划图和特定的符合,很难直接判读这些线划图和符号所代表的地物要素,不可以直接拿来使用,需要在专业的成图系统下进行编辑,实现其使用价值。
CASS地形地藉成图软件是基于AutoCAD平台技术的数字化测绘数据采集系统。广泛应用于地形成图、地藉成图、工程测量应用三大领域,且全面面向GIS,彻底打通数字化成图系统与GIS接口,使用骨架线实时编辑、简码用户化、GIS无缝接口等先进技术。自CASS软件推出以来,已经成长成为用户量最大、升级最快、服务最好的主流成图系统。CASS成图系统的最大特点是操作简单,易学。
传统的编辑方式使用鼠标选取每一个地物查看其图层,如果所在图层为“3102003”,则为居民地层,解决这个问题的方法有两个,其一就是先画一条居民地的边线,然后使用属性刷改变所编辑地物的图层及扩展属性。其二就是使用正确的命名重新画一个房屋。如果所在图层为“4401002”,则为大车路,解决的方法同上,区别在于大车路边线有虚实之分,而且大车路的节点比较多,重新跟踪一遍实现起来有很大难度。还有坎、栅栏、围墙、河流、地类界等线状地物实现跟踪都很繁琐。而且使用摄影测量工作站所采集的地物都不带扩展属性。
3.实现数据自动转换的方法
使用VLISP对摄影测量工作站采集的数据进行数据转换,使所采集的数据转为正确的图层、编码、线型并添加相应的扩展属性。节省了大量的数据跟踪或使用属性刷进行数据编辑的工作量。进行数据转换最关键的环节在于如何改变现状地物的线型及如何添加地物要素的扩展属性。初步采用CHPROP命令改变地物线型,使用APPEND和ENTMOD函数添加地物扩展属性。实现了数字摄影测量工作站所采集地物与南方CASS的居民地层、独立地物层、植被层、水系层、管线层等常用地物的一一对照。
3.1居民地层对照
(setq s1 (ssget "x" '((8 . "21100,21103"))))
(if s1
(progn
(setq n1 (sslength s1))
(setq i1 0)
(repeat n1
(setq a1 (ssname s1 i1))
(setq b1 (entget a1))
(setq b1 (subst (cons 8 "居民地及设施") (assoc 8 b1) b1))
(setq b1 (append b1 (list (list -3 (list "SOUTH" (cons 1000 "141121"))))))
(entmod b1)
;(command "recass" a1)
(setq i1 (+ i1 1))
)
)
)
3.2道路层对照
(setq s1 (ssget "x" '((8 . "41100"))))
(if s1
(progn
(setq n1 (sslength s1))
(setq i1 0)
(repeat n1
(setq a1 (ssname s1 i1))
(setq b1 (entget a1))
(setq b1 (subst (cons 8 "交通及附属设施") (assoc 8 b1) b1))
(setq b1 (append b1 (list (list -3 (list "SOUTH" (cons 1000 "161101") (cons 1040 1.435))))))
(entmod b1)
;(command "recass" a1)
(setq i1 (+ i1 1))
)
)
)
3.3水系层对照
(setq s1 (ssget "x" '((8 . "61120"))))
(if s1
(progn
(setq n1 (sslength s1))
(setq i1 0)
(repeat n1
(setq a1 (ssname s1 i1))
(setq b1 (entget a1))
(setq b1 (subst (cons 8 "水系及附属设施") (assoc 8 b1) b1))
(setq b1 (append b1 (list (list -3 (list "SOUTH" (cons 1000 "181101"))))))
(entmod b1)
(setq i1 (+ i1 1))
)
)
)
4.总结
通过VLISP语言获取摄影测量工作站采集数据,与南方CASS成图系统的地物编码一一对应,实现数据的自动转换。该方法在生产中得到了广泛的应用,提高了工作效率和质量,由于程序原代码较长,论文只截取了原代码的一部分,希望大家批评指正!
关键词:原图处理;数字化绘图;数字摄影测量技术
一、GIS技术的应用
(一)GPS数据
当前主要有手扶跟踪数字化和扫描大量化、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。扫描大量化是通过扫描仪输入扫描图像,然后通过大量跟踪,确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和大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(Real Time Kinematics-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。下面简单介绍MAPCAD软件的原图数字化处理作业流程。
(二)MAPCAD软件
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,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、GPS 数字化绘图
(一) 数字化成图
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)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。
(二)采集数据
采集数据时,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、摄影测量
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。
论文关键词:长输管道勘察测量技术
长输管道是是指产地、储存库、用户间的用于输送油、气介质的管道。管道运输与常规运输方式相比具有运输量大、运费低、自动化程度高、占地少、安全环保等优点,通过长距离、大管径的管道输送石油天然气已经成为一种通行的做法。
工程地质勘察的设备正向着运输和安装方便、钻进性能全面、钻进效率高方向发展,从国际到国内、从政府到企事业都在投入大量的资金和人力发展长输管道工程勘察技术。
一、国内工程地质勘察应用情况
1、工程钻探
我国上世纪七十年代采用了DPP-100型车装钻机。它是油压给进转盘式的车装钻机。该机全套设备都装在一部载重4吨的解放牌、东风牌汽车上,运输和安装比较方便,钻进性能全面,钻进效率高。为了满足设计和施工所需要的技术参数,除常规的工程钻探手段外,还要配合静力触探试验、动力触探试验、静力载荷试验等原位测试方法和手段。国内有多家专业工程钻机生产厂商,可以满足在任意地层条件下的钻探工作。大部分是油压给进转盘式钻机,包括车载和无动力小型钻机。欧洲常用的以链条为动力的小型钻机,我国并不多见。
2、取样和取土器
随着现代工业发展需要,工程钻探的工作量日益增加,钻孔深度不断增大。目前国内有成熟的取样器标准和规定,也由建设部指定生产厂商,但在实际勘察工作中,由于受到收费、工期以及工程项目操作不规范等多种因素的影响,大部分取样器采用的是敞口厚壁取土器,只能取到二级土样,在工程中借助经验提供土性指标。要想取到高质量的一级土样,目前不是技术问题,而是市场和管理问题。
3、静力触探试验
九十年代采用了国产新一代产品:LMC-C21D型静探微机,实现了静探微机化、自动化。采用不同的探头,可以获取锥尖阻力、侧壁摩擦阻力、孔隙水压力等力学指标。国内还有其他几个生产厂商,近几年还生产出了波速探头等新产品。此外原理相似的孔内静力试验装置,比如扁铲侧胀、旁压试验等都已经积累了足够的使用经验,设备和技术都是成熟的。
4、动力触探
圆锥动力触探试验:目前国内外所做的动力触探试验成果的应用基本上是建立在统计得出的相关关系上面,有时也用到经修正的理论计算结果,这些关系的应用都受到其统计数据范围和条件的限制。
二、国内工程测量应用情况
1、常规工程测量
常规的工程测量所使用的仪器由五十年代的光机型已转为电子型,在仪器更新换代的过渡阶段,光机型仪器还没有退出历史舞台,在一些工作中仍发挥着一定的作用,但更多的使用是“电磁波测距仪+经纬仪”及“全站仪”。
在管道中线和纵断面测量的数据采集过程中,普遍实现了计算机化,一般用PC—1500(或PC—E500)、电子手簿(数据采集器)进行半手工或自动数据记录采集,结束了历史上的人工记录。在地形图测绘上,普遍采用“全站仪”进行测量和记录,对各种地形要素的记录一般分为“无编码”和“编码”两种,最后成图一般均采用计算机自动制图方式。地图矢量化技术已于1997年得到应用,通过对小比例尺地形图或白纸图原图的扫描,最终实现了矢量化,使二维的白纸图可变成三维数字图,并可对图纸的伸缩和扫描造成的误差进行校准。
2、全球定位系统技术的应用
九十年代以来,GPS技术在管道测量中得到广泛的应用,该技术的应用不仅解决了因国家控制点被破坏而给坐标联测带来的困难,而且提高了测量精度和工作效率。目前GPS技术普遍应用在管道转点的坐标测量上。1990年12月管道勘察设计院首次引进WM101接收机标志着GPS技术在管道勘察中得到应用,先后完成了多条管道的转点坐标测量和轮南“轮一联—LN12”地区测图控制。1998年在苏丹穆格莱德石油发展项目的“黑格里格—苏丹港原油外输管道工程”的特定的地理环境中,在短短的两个月的时间内,利用GPS技术不仅施测了管道转点坐标,而且采用实时动态定位(RTK)技术实现了1200km的管线纵断面测量和部分站场、穿跨越地形测量,创下了管道测量史无前例的记录,为整个工程赢得了时间。
3、航空摄影及遥感技术
遥感技术(RS)已在长输管道选线和大型厂矿选址阶段应用非常广泛,作为非遥感技术专业的勘察单位能够熟练应用在工程中就达到目的,石油系统的勘察单位正在这方面积极探索,已具备了相当的实力,但距离工程需要还有一些差距。航空摄影测量(AS)技术由于受到工程建设周期短的制约,同时需要大量昂贵的设备和专业人材,所以该技术的应用远远地落后于国内铁路、公路的应用。在这方面的应用目前只能委托给其他单位进行。国内这方面的技术是成熟的,但石油系统独立完成的应用不多。
三、国外长输管道勘测技术状况
当今油气管道项目的勘察和规划设计中,运用全球定位系统、地理信息系统、遥感技术将成为规范化的措施。在宏观经济、资源评价、全球区域环境研究等领域采用GPS/GIS/RS已成为常规。最近许多油气勘探的成功事例,就是GPS/GIS/RS信息技术进行资源管理和地质评价的结果。
航空摄影测量目前正在向数字化发展,数字摄影测量是世界研究的重点。该项技术的构思是改变以往的胶片摄影为数字摄影或使地面影象数字化,通过计算机工作站实现目前常规航空摄影测量所做的工作。
四、分析与结论
从勘察技术方法在长输管道工程中的应用情况看,国内的长输管道勘察仍处于工程地质勘察层面,还不能达到岩土工程勘察要求的质量水平,与工程地质勘察相比,岩土工程勘察要求勘察与设计、施工、监测紧密结合,而不是彼此机械分割;要求服务于工程建设的全过程,而不仅单纯为设计服务,要求在获取系统而准确资料的基础上,对岩土工程方案深入论证。提出合理的具体的建议,而不是单纯的提供资料。一位岩土工程师,既能从事勘察,也能在岩土工程设计、施工、监测、监理岗位上工作。因而这种体制更贴近工程实际,更注重于解决工程问题。许多发达国家并不把工程勘察作为独立的行业来对待,而是工程咨询中岩土工程的一部分,所提供的服务包括地基、基础方面的评估、设计、施工、检测和监理等内容。若有机会和可能,应选择一些发达国家的同类公司进行考察,以获得详细的国外技术发展状况。
随着测量技术和计算机科学的发展,国内的长输管道测量技术已有了大幅的提升和改进。但与国外相比,航空摄影及遥感技术在长输管道测量中应用还不够成熟,缺乏GPS/GIS/RS(全球定位系统、地理信息系统、遥感技术)的综合应用。随着经济发展,劳动力成本的提高,在长输管道测量中引入国外先进技术,尽早建立长输管道数字化系统就显得尤为重要。
只有充分了解和掌握国内外长输管道勘察技术现状,找出我国长输管道勘察技术的薄弱环节,选定重点项目进行攻关和技术创新,才能实现我国长输管道工程勘察技术进步,使我国长输管道工程勘察技术处于世界领先地位。
参考文献:
关键词:数字化测绘;地质勘查;工程测量
Abstract: the 21 st century digital mapping technology is with the development of computer and network technology and intelligent measuring instrument and the rise of the emerging of surveying and mapping technology. Global positioning system GPS, geographic information system, GIS and remote sensing Rs and photogrammetry digital surveying and mapping and ground measurement advanced geological surveying and mapping model paper of the development of the technology, especially the tilt photography technology introduce, make engineering surveying the means and methods of produce profound changes.
Keywords: digital surveying and mapping; Geological exploration; Engineering measurement
中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:
0引言
随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,特别是全球定位系统技术全面用于大地测量定位,全数字化测图系统、影像扫描系统、全数字摄影测量工作站等数字化测绘技术装备以及地理信息系统基础软件和应用软件相继问世,实现了地理信息获取、处理、管理和分发服务全过程数字化,测绘生产力水平和生产效率大大提高。已经全面涉入了数字化测绘生产技术,具备了空间定位(GPS系统)、数据采集、外业一体化数字成图与建库等技术生产能力。从事控制测量、地形地籍测量、房产测绘工程与精密工程测量、航空摄影测量、地理信息工程、立体模型制作,服务领域涉及土地管理、水利工程、城市建设、房地产开发、公路与铁路交通、国防建设、基础测绘、地质找矿与矿山开发。作为一名测绘工作者,笔者简要谈一下对数字化测绘技术和地质工程测量发展应用的认识。
1数字测图的优点
大比例尺数字测图有力地冲击着传统的平板仪或经纬仪的白纸测图方法,大有取代白纸测图之势,这是因为数字测图具有诸多的优点。
1.1 测图用图自动化。传统测图方式主要是手工作业,外作业测量人员人工记录,人工绘制地形图,在图上人工量算所需要的坐标、距离和面积等等。数字测图则使野外测量自动记录,自动解算,使内业数据自动处理,自动成图,自动绘图,并向用图者提供可处理的数字地形图软盘,用户可自动提取图数信息。
1.2 图形数字化。用软盘保存的数字地形图,存储了图中具有特定含义的数字、文字、符号等各类数据信息,可方便地传输、处理和供多用户共享。数字地图不仅可以自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积等,还 省略 可以供工程、规划CAD计算机辅助设计使用和供GIS地理信息系统建库使用。数字地图的管理,既节省空间,操作又十分方便。
1.3 便于成果更新。数字测图的成果是以点的定位信息和属性信息存入计算机,当实地有变化时,只需输入变化信息的坐标、代码,经过编辑处理,很快便可以得到更新的图,从而可以确保地面的可靠性和现势性,数字测图可谓“一劳永逸”。
1.4 避免了因图纸伸缩带来的各种误差。表示在图纸上的地图信息随着时间的推移,会因图纸的变形而产生误差。数字测图的成果以数字信息保存,避免了对图纸的依赖性。
2数字化技术在矿区地质勘查中的应用
2.1数字化测绘工作方法。基础控制部分,D、E级GPS的布设及选点埋石:根据煤矿区视野开阔,通视良好的实际情况D级GPS网在三等三角点之间布设为点连式、边连式相结合的GPS网,每个点至少有4条基线与其相连。D级GPS点共布设点位50+,平均边长1.5km。E级GPS点的布设在D级cPS的基础上采用点连式的方法进行布设两已知点问最多布设5个三角形,边数不超过8条,共布设E级GPS点60+。D、E级平面控制网均采用GPs静态相对定位测量布网,网形大多由三角形单点连接,少部分三角形边连接。GPs控制点在测区内分布较均匀,网形合理,强度较高。
外业观测:数据采集利用美国三台阿什泰克M单频接收机标称精度5mm+2ppm。D进行观测,观测时段D级>~60min,E级>~45min,数据采集间隔10s,同步接收卫星频数最少为5颗,绝大部分为7-8颗,卫星高度角大于15°,接收机与卫星的图形强度良好。
数据处理:GPs外业数据处理和基线向量采用GPs接收机随机商用软件“Loucus轨迹处理软件”在笔记本电脑上采用独立基线平差方法进行。GPS网先在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差,其目的在于检核GPS网的内部符合精度,亦即处理由于多余观测而引起的网内不符值问题,本次作业所有基线向量无一剔除,顺利通过了检验,然后在基准点已知点的约束下进行二维约束平差,最后提供各点在高斯平面,第33度,带上的1954年北京坐标系坐标和1956年黄海高程系。高精度均符合量规范要求。
数字化测图的工作方法:由于测区的D、E级GPs点的密度能够满足地形图的测绘要求,因此本次测图直接在D、E级GPs点上进行。
2.2常规测图方法和数字化测图的精度比较
野外大比例尺数字化测图的全过程几乎都是用解析法进行的。虽然最后成果仍表现为图解的线划图,但与传统的平板仪测图相比,有着本质的差别。数字化测图不仅在效率上有很大提高,而且大大减轻了野外的劳动强度,更为突出的是地形图数学精度的提高。
3数字地图的发展与工程测量
随着信息技术的不断发展大比例尺数字测图和传统测图在概念上已出现很大的不同。传统大比例尺测图是以生产纸质地图为惟一目的。而数字大比例尺测图则不同,它是GIS乃至数字地球的重要数据源之一。不论是制图技术还是GIS的发展,数字地图越来越受到关注,数字地图不仅仅是测绘界的需要,也是数字化时代的要求。