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浅谈测绘新技术在工程测量中的应用何永祥

发表时间：2021/4/15 来源：《基层建设》2020年第32期作者：何永祥

[导读] 摘要：传统工程测量技术的服务领域主要包括建筑工程、水利工程、交通工程等行业，随着社会不断的发展，知识不断更新，计算机、网络技术的发展、测量仪器的智能化，数字化测绘技术得到了广泛的应用，现代科学技术和测绘新技术得到快速的发展，为国民经济建设服务的工程测量带来了严峻的挑战和极好的机遇。

        四川省天骏测绘有限责任公司
        摘要：传统工程测量技术的服务领域主要包括建筑工程、水利工程、交通工程等行业，随着社会不断的发展，知识不断更新，计算机、网络技术的发展、测量仪器的智能化，数字化测绘技术得到了广泛的应用，现代科学技术和测绘新技术得到快速的发展，为国民经济建设服务的工程测量带来了严峻的挑战和极好的机遇。而全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、摄影测量与遥感技术（RS）以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展，测量数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化，工程测量的服务领域也应进一步延伸，以满足不断提高的社会需要。文章是根据工作中的一些实践，简要介绍了测绘新技术在工程测量中的应用特点和一些要注意的方面。
        关键词：测绘新技术；工程测量；数字化绘图；测量技术；应用
        一引言
        工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用，是综合性的应用测绘科学与技术，它直接为工程建设服务。工程测量是一门应用科学，它是在数学、物理学、电子电工学等相关学科的基础上应用各种测量技术和手段解决工程建设中有关测量问题的学科。是研究工程建设在勘测设计、施工过程及运营管理阶段所进行的一切测量工作的学科。
        工程测量工作由于本身专业性较强，操作较为复杂，所以一般需要很多的测量人员相互配合才能完成，而且其中每一步要求都非常高，即使一个小环节的失误就可能会对整个工程的施工进度造成影响。现在我国的大部分工程施工单位已经认识到了工程测量工作的必要性，也开始重视工程测量施工管理，但是要彻底杜绝工程测量工作的失误，光有严格的管理是远远不够的，还需要单位积极对先进的测绘技术进行研究和应用，这样才能把测量误差降到最低，从而保障工程施工的稳定进行。在城市建筑工程测量工作中，因为地形情况较好，所以测量较为方便，这样测绘新技术的应用效果就很难体现出来，而对于水利、公路、铁路、隧道以及电力等工程的测量环境就非常艰难了，这样在测量放线工作比较困难时，测绘新技术的优势和作用就可以明显的体现出来了。通过实践而得；新测绘技术能够极大地提高作业效率、降低生产成本、提升成果质量、减少成果误差，已经得到大部分测量人员的一致好评及认可。目前加快测量工作设备投入，加快测绘新技术推广已经成为工程质量保障的重要工作，所以工程测量在整个工程中是不可或缺的，是非常必要的一个工作。
        二测绘新技术简介
        全球定位系统Global Positioning System（GPS）是利用卫星在全球范围内提供实时、全天候进行定位、导航服务的系统。全球定位系统（GPS）的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知起算数据，采用空间距离后方交会的方法，来确定待测点的位置。常规的GPS测量方法有；如静态、快速静态、动态测量，都需要事后进行解算才能获得高精度的结果，作为PGS新型技术RTK（Real - time kinematic，实时动态）载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，RTK操作方便、性能稳定、故障率低、可靠性高是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程测量、工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率，它已经成为测绘工程的重要应用技术。
        地理信息系统Geographic Information System（GIS）它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。是一门综合性学科；集信息科学、计算机科学、地理学、地图学、空间科学和测绘科学等多种学科为一体的交叉学科，实现了集地理数据描述、储存、管理、分析、查询、显示与成果输出于一体。同时，地理信息系统作为一种技术系统，借助强大的地理空间数据库，运用地理模型分析，提供空间的、动态的提示和预测为研究和决策服务提供依据。地理信息系统可以理解为空间数据和属性数据的综合体，对数据库的建设起到很大的作用。
        摄影测量与遥感技术RemoteSensing（RS）遥感是以航空摄影技术为基础，是对非接触、远离目标物体条件下进行的探测目标地物技术，通过传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录、测量和解译，从而获取地球表面自然物体和环境的可靠信息的科学和技术。摄影测量技术是通过摄影方式来获取目标物体的基本信息，目前已发展到数字摄影测量阶段。数字摄影测量是以航空影像为数据源，扩展计算机立体相关理论与算法，发展立体几何模型确定和精化的新方法，以及研究困难地区数字立体测图的新技术；研究近景（地面）摄影测量中的数字相机的快速检校新算法，数字影像精确匹配问题，以及在工业生产过程自动监测和土木工程建筑物（如桥梁和隧道）形变监测中的问题。通过遥感技术还可以对土地进行动态实时监测，可以利用遥感技术对土地动态、土地调查和土地的变更进行检测等等。伴随着计算机图像处理技术的不断成熟，通过遥感技术的动态监测功能对工程的测量必将带来极大的方便。遥感技术获取信息的速度快，周期短。获取信息受条件限制少。在很多地方，自然条件极为恶劣，人类难以到达，如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术，特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料，同时遥感影像上具有丰富的信息。
        三测绘新技术的优越性
        相比传统的测绘技术，新型测绘技术的优越性主要体现在以下几方面；
        首先，新型的测绘技术在测量数据采集和处理时自动化程度较高，而且正朝着实时化和数字化方向同步发展。

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        其次，数字化技术是通过计算机的模拟，在屏幕上直观生动地反映出地形、地貌特征及其属性信息。数字化测绘产品在使用维护和更新上具有方便快捷的特性，能够保持产品信息的现势性。而且，可以根据不同用户的需要，对产品的各种要素进行数据再加工，得到不同用途的图件，并对各种专题要素进行统计、汇总、叠加、分析、呈现等。
        最后，目前工程测量技术被广泛应用在建筑工程、交通工程、水利工程、电力工程等各个行业，人们对测量结果的精确度要求越来越高，由于新型测绘技术一般有较高的技术含量，在工程测量的过程中，受各种客观条件的影响较小，测量的数据结果比传统的数据测量精确度更好，在各个工程应用中呈现的效果最终也会更好。
        四测绘新技术在工程测量中的应用
        全球定位系统（GPS）技术在工程测量中的应用
        随着GPS定位技术的不断改进，软、硬件的不断完善，以其高精度、高效率、无通视要求、全天候、操作简便等特点，已全面取代了传统测角、测距、测水准的方法，实现了一次性确定三维坐标的定位。在我国，GPS定位技术的应用已深入各个领域，国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍应用，在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等等也已广泛使用。
        地理信息系统（GIS）技术在工程测量中的应用
        测量控制网的优化设计是工程测量中的一个重要环节。应用地理信息系统技术进行控制网优化设计，能够在现有的人力、物力和财力的条件下，使控制网具有最高的精度、灵敏度和可靠性，并且使控制网的成本最低。
        应用地理信息系统技术对测量控制网实施优化设计的步骤如下：
        输入观测值数据或直接在系统中读入图形数据，计算矩阵获得各点的精度总值以及相应的误差椭圆，若直接读入图形，则通过数字地形分析和空间分析功能进行通视性判断，控制网优化设计中实时计算出的设计方案均输出到屏幕供设计人员对网形及其精度指标检查、修改和调整，修改过程包括调整观测值、调整观测值的权和调整控制点的位置这三方面内容。反复调整到符合要求为止，最后打印输出控制网图和精度表。
        摄影测量及遥感技术（RS）在工程测量中的应用
        摄影测量技术具有高质量、高精度的特点，凭借此优势与计算机技术结合一起，为测量工作提供完全、实时的三维空间信息。同时摄影测量技术不与物体接触就能实现测量，在一定程度上能减少外业工作量，并获得最佳测量效果。目前来看，摄影测量技术在大比例尺地形地籍测绘、公路和长距离通讯等工程测量中使用的比较广泛。随着科学技术的发展，全数字摄影测量逐渐在工程测量中应用，尤其是在城市勘察工作中的应用，为现代化摄影技术带来了新技术和手段，这种全数字摄影测量不仅能为工程测量提供数字测量地图，也能为工程测量提供画线测量地图。在实际应用过程中，与高精度模拟测量和分析仪、坐标图仪结合在一起联网使用。结合后的摄影测量不仅能为工程测量提供更多图形，也能为其提供更多的数据，以保证工程测量工作顺利进行。
        五数字化成图技术与应用
        在传统的测绘工作中对大比例尺图形和工程图当然测绘是其最重要的内容，与此相比的现代数字化成图技术就不需要像传统测绘中的大规模野外作业，这样就很好的对作业环境以及出图效率进行了改善提高，一般意义上数字化成图技术是一种测绘便捷、劳动量小、精度高的测绘方法，是现代测绘新技术的重要组成。就现在来说数字化成图分两种模式一种是电子平板成图模式一种是内外一体化成图模式，其中内外一体化成图模式就是一种分工明确且精度高的数据收集方法，具有较高的成图效率。所以内外一体化成图模式在工程测量中应用较多。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。
        六测绘新技术在工程测量中的展望分析
        伴随着社会生产力的不断进步科学技术的不断发展，测绘技术也在社会经济领域不断发展，从现在测绘新技术的发展应用状况来看；工程测量技术正不断向管理可视化、测量结果数字化、系统智能化、数据获取处理自动化和内外一体化方向发展；这些发展方向的实现都是以测量数据精准度以及不断提高测量效率为依据的，因此测绘新技术的这一发展趋势不仅可以有效的提高测量效率和测量数据精准度，而且还可以为工程测量提供发展方向深化工程建设的施工基础，更好的促进工程测量的进步。
        七结论
        在一个工程建设中，工程施工的前提条件是工程测量，现代化的工程技术给工程的建设提供了基础保障，测绘技术就是现代化工程技术的重要组成部分。因为工程测量的重要性对随着数字化测绘技术的提高，GIS、RS技术的不断成熟、GPS技术在各行各业的广泛应用，现代工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展，大力开展数字化测绘技术的应用与研究将是测绘单位提升自身竞争实力和创造经济效益的首要任务。
        参考资料
        [1]杨宇青，杨秀锋，杨莎莎.测绘新技术在测绘工程测量中的应用分析[J].科技风，2021（07）：100-101.
        [2]高春怀.测绘新技术在建筑工程测量中的应用思路探究[J].四川水泥，2020（11）：214-215.