數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中應(yīng)用

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摘要：在現(xiàn)代科技發(fā)展的今天，我國的測繪技術(shù)已經(jīng)有了飛速發(fā)展。目前，數(shù)字化測繪技術(shù)已經(jīng)被大量使用。城市化進(jìn)程對我國城市地下管道的監(jiān)測工作產(chǎn)生了一定的影響，采用數(shù)字化技術(shù)不僅可以解決城市地下管道的信息化測量問題，而且還可以推動(dòng)城市的信息化工作。本文從數(shù)字測繪技術(shù)的角度出發(fā)，著重闡述數(shù)字測繪技術(shù)在工程測量領(lǐng)域的應(yīng)用，以促進(jìn)數(shù)字化測繪技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；測繪技術(shù)；工程測量

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測繪技術(shù)得到了飛速發(fā)展，這對于我國城市的地下管道建設(shè)具有重要意義。在地下管道工程中，測量精度也得到了極大的提高。在目前的發(fā)展趨勢中，數(shù)字測繪技術(shù)在工程建設(shè)中得到了廣泛的運(yùn)用，極大地促進(jìn)了我國城市地下管道建設(shè)的發(fā)展，提高了城市的水平以及質(zhì)量。

一、數(shù)字測繪技術(shù)的概述

數(shù)字測繪是以數(shù)字測繪為依據(jù)的，其原理和技術(shù)都在某種水平上得到了最優(yōu)，這對測量工具、測量技術(shù)有著很大的幫助。人們的出行、建筑等都要對其進(jìn)行定位，而空間定位的發(fā)展則是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的。作為當(dāng)前的發(fā)展趨勢，信息化的測繪技術(shù)可以為人類的生活和生活帶來多方面的信息服務(wù)。而且，隨著國家的改革進(jìn)程，對測繪系統(tǒng)的要求也越來越高，完善的測繪信息系統(tǒng)對于我國的經(jīng)濟(jì)體制和發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。但目前，在我國的測繪系統(tǒng)中，仍存在巨大的發(fā)展?jié)摿筒蛔悖虼耍訌?qiáng)對測繪信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，我國必須在當(dāng)前的世界形勢下，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)，只有這樣，企業(yè)才能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展需要，真正適應(yīng)客戶的發(fā)展需要。

二、數(shù)字化測繪技術(shù)的重要性

隨著測繪技術(shù)的發(fā)展，各種行業(yè)（如礦山測量、濕地保護(hù)、水利工程等）的互用，大大降低了測繪工作者的工作量，提高了工作效率；還可以節(jié)省直接的生產(chǎn)費(fèi)用。數(shù)碼制品可以用軟磁盤或用繪圖儀器繪制，并在需要的圖形上繪制，并要保證線的粗細(xì)一致，注記、字體要工整，圖面要達(dá)到整齊美觀的效果，另外，要易于改動(dòng)，確保圖案的時(shí)代感和不可塑性。為了減少因反復(fù)繪制而帶來的無謂資源消耗，提高了地圖的可操作性和使用范圍。例如，目前，GPS是對地球動(dòng)力精準(zhǔn)定位的一種主要技術(shù)方法，GPS的觀測在全世界范圍內(nèi)具有舉足輕重的地位，它可以為衛(wèi)星系統(tǒng)提供精確的地殼活動(dòng)信息；可用于地質(zhì)方面各種類型的災(zāi)情預(yù)報(bào)；GPS的精確性和光譜解析度與VLBI相當(dāng)，它可以監(jiān)控地球的旋轉(zhuǎn)，從而了解地球的深層構(gòu)造和動(dòng)態(tài)，以及全球的變遷。地理信息系統(tǒng)已成為一種高效的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析與預(yù)報(bào)手段。因此，數(shù)字地球最重要的作用是要處理21世紀(jì)人類所面對的各種生態(tài)問題，建立一個(gè)可觀察、分析、模擬、預(yù)測的全球性資訊體系，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。在科技進(jìn)步和對地球的重要問題進(jìn)行了深入探索之后，各種高科技產(chǎn)品被不斷發(fā)明，并廣泛運(yùn)用于各領(lǐng)域。利用現(xiàn)代科技如：遙感、GIS、GPS等，利用數(shù)字手段獲取、處理和分析數(shù)據(jù)，從而制定出一套行之有效的方法，從而提高人類對地球的了解和認(rèn)知。目前的數(shù)字化測量技術(shù)與常規(guī)的測量技術(shù)相比，既節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力，同時(shí)也提高了測量精度，避免了由于復(fù)雜的資料而造成的常規(guī)計(jì)量方法的錯(cuò)誤與危險(xiǎn)。

三、數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）具有更高的精準(zhǔn)度

傳統(tǒng)的測圖技術(shù)，受技術(shù)限制，在實(shí)際應(yīng)用中會產(chǎn)生一些視覺上的偏移和物理上的問題，而且在數(shù)據(jù)傳送方面也有較大的缺點(diǎn)，從而導(dǎo)致資料丟失和錯(cuò)誤發(fā)生。而且由于常規(guī)的測繪技術(shù)所涉及的資料十分復(fù)雜，因此在建設(shè)項(xiàng)目的初期階段要花費(fèi)很多的時(shí)間和精力。而現(xiàn)階段的測設(shè)技術(shù)，不但可以使資料精度得到改善，還可以減少測量的偏差，并且與常規(guī)方法相比，被測對象的誤差可以被限制在小于3mm的范圍內(nèi)，這對于建筑學(xué)來說，是一個(gè)很大的進(jìn)步。另外，以目前的制圖技術(shù)，在繪制和傳送資料時(shí)，不會被任何的物理、可視等因素所干擾，從而為建筑的建造工作提供了可靠的資料，這樣一來就極大地提高了測繪的準(zhǔn)確度，從而提升了工作效率。

（二）具有較高的智能化技術(shù)

當(dāng)今社會，最流行的就是人工智能，如何將人類的腦力勞動(dòng)降到最低，從而提高工作的效率，是各行各業(yè)都在探索的問題。比如現(xiàn)在的數(shù)字測繪技術(shù)，就是人工智能領(lǐng)域的一大特色。利用測繪技術(shù)獲取的資料可以直接輸入計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出正確的數(shù)據(jù)，然后再進(jìn)行整理、篩選出有用的信息。在繪制過程中，可以根據(jù)數(shù)據(jù)來計(jì)算所需的圖形，減少繪制錯(cuò)誤，提高精度，降低時(shí)間，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（三）圖形屬性更加豐富

目前的測繪技術(shù)，因?yàn)榕c計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度融合，使它擁有了更多的數(shù)據(jù)和存儲能力。數(shù)字化的測繪系統(tǒng)可以儲存各種圖像，并擁有非常系統(tǒng)的圖庫。在繪制過程中，點(diǎn)的編碼繪制，都會使用不同的圖形和符號，不同的代碼所對應(yīng)的符號也各不相同，不過，這些符號都可以根據(jù)測繪的需求來使用，從而加快繪制過程。總之，在目前的時(shí)代，數(shù)字測繪技術(shù)的運(yùn)用極大豐富了測繪的屬性，可以很好地結(jié)合測繪上的坐標(biāo)，從而使測繪工作更加便捷、智能化。

（四）對信息源（GIS）的應(yīng)用

GIS是我國地理空間技術(shù)、地理科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、新技術(shù)領(lǐng)域中的一門新興學(xué)科。地理信息系統(tǒng)在發(fā)展數(shù)字測繪技術(shù)方面具有舉足輕重的地位，二者互為補(bǔ)充，互相成就。GIS為測繪技術(shù)的發(fā)展提供了更為精準(zhǔn)的地理坐標(biāo)及地理環(huán)境。或許在未來，這兩種技術(shù)也將有效融合在一起，為數(shù)字化測繪技術(shù)提供更多可能。

四、數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）內(nèi)外業(yè)一體化的測圖特點(diǎn)

數(shù)字化測繪技術(shù)能夠有效克服測繪量大、精度高、數(shù)據(jù)復(fù)雜等問題；這些工作的繁雜和變化對確保測繪數(shù)據(jù)的精確度具有重要意義。目前國內(nèi)的電子制圖技術(shù)主要分為兩種：平面制圖和外在制圖。該方法測量效率高，圖形處理精度高，采集數(shù)據(jù)完備，在測量流程、工作強(qiáng)度等方面有著明顯優(yōu)勢。通過對全站點(diǎn)設(shè)備及電子版測繪進(jìn)行城市地下管線的數(shù)字化繪制，可以提高工程質(zhì)量。

（二）圖表的編輯和加工

無論是什么工作，都必須保證最大限度地減少測量的錯(cuò)誤。因此，為了方便制圖工作者對所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，以保證工程制圖精度，在城市地下管道的信息工程制圖中，圖像的編輯和加工通常要求將全站儀器和電腦互相鏈接起來。首先對實(shí)測資料進(jìn)行預(yù)處理，然后對實(shí)測資料進(jìn)行再分段，最終得到具有高度直觀的平面型。在完成了基礎(chǔ)平面圖之后，由工程測量工作者根據(jù)實(shí)際地下管道的分布狀況，對不滿足要求的部分進(jìn)行修改，并在經(jīng)過校正之后，用計(jì)算機(jī)技術(shù)制作出數(shù)字標(biāo)高。

五、數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

（一）工程測量中數(shù)字測繪技術(shù)的適用范圍

在解決各種測繪技術(shù)問題時(shí)，必須對現(xiàn)有的城市地下管線信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化改造，以使其更好地滿足工程測量行業(yè)的需求。目前，數(shù)字測繪的輸入方法主要有：掃描矢量化、手扶跟蹤和CPS數(shù)據(jù)采集。掃描矢量化技術(shù)是通過對現(xiàn)有圖像進(jìn)行掃描，然后利用矢量的導(dǎo)航追蹤來確定物體的最終空間位置。雖然在精度上比不上GPS數(shù)據(jù)化測量，但是由于它更方便、更加節(jié)省時(shí)間成本，因此在許多工程測量工作者中得到了廣泛的應(yīng)用。手工追蹤的數(shù)字化測量方法比較傳統(tǒng)，但其工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此對工作的進(jìn)度有著不利的影響，使用的相對較少。GPS數(shù)據(jù)化技術(shù)能夠準(zhǔn)確地將測量信息輸入到信息化數(shù)據(jù)庫中，從而實(shí)現(xiàn)對地表圖形的準(zhǔn)確定位。

（二）將原始圖表進(jìn)行數(shù)字化

在工程測量中，利用數(shù)字技術(shù)對已有的圖形進(jìn)行處理，并利用數(shù)字技術(shù)對其進(jìn)行處理，使其更加精確。目前，對原始圖像進(jìn)行數(shù)字化處理的方法有兩種，分別是手持追蹤和掃描矢量化。由于掃描矢量化技術(shù)的高精度和高效率，因此在工程測量中常常采用該技術(shù)。然而，在實(shí)際工作中，掃描矢量化技術(shù)存在著一定的缺陷，必須對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚允乖紙D像的精度得到較好的改善，提高了工程測量的質(zhì)量。在工程測量中，利用數(shù)字化技術(shù)提高了測繪工作的質(zhì)量，如果是對精度要求較高的項(xiàng)目，則可以采取數(shù)字制圖技術(shù)，這樣才能更好地提高測量的精度，確保項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

（三）數(shù)字地面測繪

地面數(shù)字測繪技術(shù)是目前最常用的工程測量方法之一。地面測繪技術(shù)不但能提高數(shù)字化測繪精度，還能將數(shù)字化測繪技術(shù)與其他測量技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字化測繪過程中的控制點(diǎn)和誤差的降低。此外，數(shù)字地面測量技術(shù)主要是收集測繪數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、比較，最終生成圖形，輸出數(shù)據(jù)，存儲。而電腦的精確計(jì)算，不但可以保證測繪的準(zhǔn)確度，而且還可以大大提升測繪的準(zhǔn)確度，讓測繪的精度得到較大提升。因此，許多工程項(xiàng)目在建設(shè)之前，都會采用數(shù)字測繪技術(shù)，利用電腦進(jìn)行測量，不但可以節(jié)省人力，還可以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而節(jié)約了各種成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

（四）數(shù)字地球

在當(dāng)今社會，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，信息化技術(shù)已遍及世界各地，并已成為時(shí)代的標(biāo)志，在工程測量中的應(yīng)用也日益增多。數(shù)字地球?qū)?shù)字技術(shù)和信息處理技術(shù)相結(jié)合，使該技術(shù)更加科學(xué)，并且也使該技術(shù)具有較高的實(shí)用性，且在多次實(shí)踐中也取得了很好的效果。數(shù)字地球可以根據(jù)自己的綜合特性，對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，滿足當(dāng)今的發(fā)展趨勢，并對工程測量進(jìn)行數(shù)字化處理。要確保數(shù)字地球應(yīng)用系統(tǒng)的自身特性，并與各部門共同努力，收集和傳輸?shù)馁Y料要在很短時(shí)間里將其歸類。在處理資料時(shí)應(yīng)在電腦內(nèi)建立專用資料庫，如資料需要調(diào)整，應(yīng)以原始資料為依據(jù)；通過建立相應(yīng)的模板，對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化和集成，使用戶在最短時(shí)間內(nèi)獲取所需要信息，以節(jié)省人力物力資源。

（五）航空測量數(shù)據(jù)制圖

航測數(shù)字測繪的應(yīng)用，首先要建立地面模型，再利用航拍技術(shù)獲得有關(guān)地籍?dāng)?shù)據(jù)。航空攝像技術(shù)在工程測量中的地位日益重要，在偏遠(yuǎn)、條件艱苦的地方，航空攝像技術(shù)是一種非常有效的方法，它主要是利用照相技術(shù)對目標(biāo)進(jìn)行拍照，并對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將照相技術(shù)與電子信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，使測量精度進(jìn)一步提高，為測繪項(xiàng)目的順利進(jìn)行提供保障。目前，航空測深數(shù)字化成圖技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，是未來數(shù)字測繪技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。

（六）數(shù)字城市

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，數(shù)字化城市已經(jīng)發(fā)展到一定程度。數(shù)字化都市涵蓋的范圍廣，水平高。在工程勘察領(lǐng)域，運(yùn)用電腦技術(shù)可以獲得大量的重要資料，從而創(chuàng)造出具有較高價(jià)值的數(shù)據(jù)，從而推動(dòng)了都市的發(fā)展。

（七）GIS

在數(shù)字測繪技術(shù)中，GIS具有很好的數(shù)據(jù)儲存功能，可以很好地處理數(shù)據(jù)。利用GIS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以利用3D視覺技術(shù)進(jìn)行圖像的顯示，使其更好繪制。利用GIS技術(shù)，可以對項(xiàng)目信息進(jìn)行有效分析，并能對項(xiàng)目的實(shí)際情況作出預(yù)報(bào)，為以后的項(xiàng)目建設(shè)決策打下基礎(chǔ)。此外，由于GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，將GIS技術(shù)運(yùn)用到項(xiàng)目測繪中，可以更好地進(jìn)行城市用地的規(guī)劃和經(jīng)營。

（八）遠(yuǎn)程技術(shù)

目前，遙感技術(shù)作為一種比較成熟的技術(shù)，經(jīng)過了幾年的發(fā)展，技術(shù)水平不斷提高，但由于受現(xiàn)代信息化的制約，目前我國的遙感技術(shù)尚未完全推廣。經(jīng)對其進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和比較，結(jié)果表明，利用遙感技術(shù)對用戶界面能量進(jìn)行激活，可以準(zhǔn)確地對所需的工程測量資料進(jìn)行準(zhǔn)確掃描，可以節(jié)省費(fèi)用。把數(shù)字技術(shù)和遙感技術(shù)相融合，可以在數(shù)據(jù)生成（由遠(yuǎn)程技術(shù)）的情況下，進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工（數(shù)據(jù)化技術(shù)），從而方便了工程測量。總之，將各種高技術(shù)手段應(yīng)用在工程測繪中，可以保證資料的準(zhǔn)確性，在實(shí)際應(yīng)用中取得明顯成效。

四、結(jié)語

從目前的數(shù)字測繪技術(shù)來看，當(dāng)前的數(shù)據(jù)采集技術(shù)被廣泛地用于項(xiàng)目的早期數(shù)據(jù)處理。而且，現(xiàn)在的測繪技術(shù)越來越先進(jìn)，能與多種資料處理體系融合。隨著數(shù)字測繪技術(shù)的發(fā)展，其發(fā)展趨勢必將是將越來越多的人工智能技術(shù)融入其中，而有了這個(gè)系統(tǒng)可以完成許多精確的測量。比如，在深海探測方面，人工智能可以幫助收集到很多人力無法獲得的數(shù)據(jù)，具有較高的科研價(jià)值。總之，雖然當(dāng)前的數(shù)字測繪技術(shù)在不斷發(fā)展，但它的出現(xiàn)已大大降低了人力、物力、時(shí)間、財(cái)政等成本。

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作者:吳云恩 單位:云南國土資源職業(yè)學(xué)院