測(cè)量工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展探討

1、<p>　　測(cè)量工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展探討</p><p>　　摘要：本文探討了先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器、3S及數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的價(jià)值和意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：工程測(cè)量；應(yīng)用；3S </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：P2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　隨著傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)向數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，當(dāng)前工

2、程測(cè)量的發(fā)展可以概括為“六化”和“十六字”，所謂“六化”是：測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化，數(shù)據(jù)獲取及其處理的自動(dòng)化，測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為的智能化，測(cè)量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化，測(cè)量信息管理的可視化，信息共享和傳播的網(wǎng)絡(luò)化。 “十六字”是：連續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測(cè)、實(shí)時(shí)、精確、可靠、快速、簡(jiǎn)便。 </p><p>　　1.先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器在工程測(cè)量中的應(yīng)用 </p><p>　　20世紀(jì)80年代以來(lái)，常規(guī)的

3、光學(xué)儀器逐漸被電子儀器所替代。光電測(cè)距儀﹑精密測(cè)距儀﹑電子經(jīng)緯儀﹑全站儀﹑電子水準(zhǔn)儀﹑激光準(zhǔn)直儀等各種地面測(cè)量?jī)x器的迅速發(fā)展，成倍地提高了工程測(cè)量外業(yè)工作的效率和精度。傳統(tǒng)的三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)﹑邊角網(wǎng)﹑測(cè)距導(dǎo)線網(wǎng)所替代；具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測(cè)距儀用于施工放樣測(cè)量；免棱鏡的全站儀解決了難以攀登和無(wú)法到達(dá)的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量工作；電子速測(cè)儀為細(xì)部測(cè)量提供了理想的儀器；精密測(cè)距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。 </p><p

4、>　　全站儀的應(yīng)用，是地面測(cè)量技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。全站儀，即全站型電子速測(cè)儀（Electronic Total Station），是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測(cè)量功能于一體的測(cè)繪儀器系統(tǒng)，全站儀測(cè)量可以利用電子手簿把野外測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄下來(lái)，通過(guò)接口設(shè)備傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，利用“人機(jī)交互”方式進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理和圖形編輯，還可以在全站儀基礎(chǔ)上集成步進(jìn)馬達(dá)、CCD影像傳感器

5、構(gòu)成的視頻成像系統(tǒng)，并配置智能化的控制及應(yīng)用軟件，形成所謂的“測(cè)量機(jī)器人”，它能對(duì)一系列目標(biāo)自動(dòng)測(cè)量，為測(cè)圖和工程放樣向數(shù)字化方向發(fā)展開(kāi)辟了道路。 </p><p>　　2.3S技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用 </p><p>　　“3S”技術(shù)是遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）這三種技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。 </p><p>　　GPS是20世紀(jì)70年代

6、由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，于1994年全面建成。近年來(lái)，隨著GPS定位技術(shù)的不斷完善，GPS接收機(jī)已逐漸成為一種通用的定位儀器，在工程測(cè)量中取得廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　RTK（Real - time kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法是一種新的常用的GPS測(cè)量方法， RTK能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度，

7、它采用載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。它的出現(xiàn)極大地提高了工程測(cè)量外業(yè)作業(yè)效率。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，RTK技術(shù)已由傳統(tǒng)的1+1或1+2發(fā)展到了廣域差分系統(tǒng)WADGPS，有些城市建立起CORS系統(tǒng)，大大提高了RTK的測(cè)量范圍；在數(shù)據(jù)傳輸方面也有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，由原先的電臺(tái)傳輸發(fā)展到現(xiàn)在的GPRS和GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸，大大提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率和范圍；在儀器方面，現(xiàn)在的儀器不僅精度高而且更簡(jiǎn)潔、容易操作。 </p>

8、;<p>　　遙感是以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，在上世紀(jì)60年代初發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)。最初為航空遙感，自1972年美國(guó)發(fā)射了第一顆陸地衛(wèi)星后，標(biāo)志著航天遙感時(shí)代的開(kāi)始。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，成為一門(mén)實(shí)用的，先進(jìn)的空間探測(cè)技術(shù)，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星是對(duì)地觀測(cè)獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種比例尺地形圖都可以利用遙感影像來(lái)獲取，為工程測(cè)量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比

9、例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。 </p><p>　　地理信息系統(tǒng)今天已經(jīng)逐漸成為一門(mén)相當(dāng)成熟的技術(shù)，并且得到了極廣泛的應(yīng)用。尤其是近些年，GIS更以其強(qiáng)大的地理信息空間分析功能，在GPS及路徑優(yōu)化中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理與決策等所需信息的技術(shù)系

10、統(tǒng)。 GIS與工程測(cè)量有著密切的關(guān)系，工程測(cè)量為GIS中的空間實(shí)體提供各種不同比例尺和精度的定位數(shù)據(jù)；電子速測(cè)儀，GPS全球定位技術(shù)，解析或數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站，遙感圖像處理系統(tǒng)等現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的使用，可直接、快速和自動(dòng)地獲取空間目標(biāo)的數(shù)字信息產(chǎn)品，為GIS提供豐富和更為實(shí)時(shí)的信息源，并促使GIS向更高層次發(fā)展。 </p><p>　　3S技術(shù)的結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是一個(gè)自然的發(fā)展趨勢(shì)，三者之間的相互作用形成了“一個(gè)大腦

11、，兩只眼睛”的框架，GPS為RS和GIS提供區(qū)域信息及空間定位信息，而GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用的信息并進(jìn)行綜合集成，使之成為科學(xué)的決策依據(jù)。 </p><p>　　3.數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用 </p><p>　　數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，使大比例尺測(cè)圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪是工程測(cè)量的重要

12、內(nèi)容和任務(wù)，GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類(lèi)圖件的自動(dòng)繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖，也可提供軟盤(pán)，為專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，建立專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。 </p><p>　　數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基

13、于數(shù)字影像和攝影測(cè)量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對(duì)象以數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的學(xué)科。航空攝影測(cè)量是大面積、大比例尺地形測(cè)圖、地籍測(cè)量的重要手段和方法，可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產(chǎn)品。全數(shù)字?jǐn)z影工作站的出現(xiàn)，加上GPS技術(shù)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用，使得攝影測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。隨著全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，攝影測(cè)量產(chǎn)品已經(jīng)從影像圖向4D產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，為建

14、立各類(lèi)專(zhuān)業(yè)的信息系統(tǒng)和基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)提供了可靠的數(shù)據(jù)保證。 </p><p><b>　　4.展望 </b></p><p>　　伴隨著測(cè)繪新技術(shù)的不斷進(jìn)步，工程測(cè)量將在以下方面將得到顯著發(fā)展: </p><p>　?。?）測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展,其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一

15、步增強(qiáng)。 </p><p>　　（2）在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中，將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)，并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問(wèn)題。 </p><p>　?。?）大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的三維測(cè)量、幾何重構(gòu)及質(zhì)量控制以及由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化流程生產(chǎn)過(guò)程的控制,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量查驗(yàn)與監(jiān)控的數(shù)

16、據(jù)與定位要求越來(lái)越高，將促使三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。 </p><p>　?。?）工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、三維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量。 </p><p>　　（5）多傳感器的混合測(cè)量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。如GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人集成，可在大區(qū)域乃至國(guó)家范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)控制網(wǎng)的各種測(cè)量工作，GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目，在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工管理一體化方面發(fā)