工程測量的數(shù)字化測繪技術探析

鄭國林

【摘要】數(shù)字化測繪技術在工程測量中的應用越來越普遍，作為工程測量人員要了解其特點和優(yōu)勢，熟悉其基本的技術內(nèi)容，了解它在實際應用中的基本情況，把熟悉和掌握數(shù)字化測繪技術作為一項基本功。

【關鍵詞】測繪技術;數(shù)字化;工程測量

在信息技術飛速進步的背景下，數(shù)字化技術的應用越來普遍。目前在工程測量領域數(shù)字化技術的應用價值被日益看好，許多工程測量單位爭先恐后地把數(shù)字化技術與測繪技術有機融合，形成傳統(tǒng)測繪手段無可比擬的一種全新測繪技術，即數(shù)字化測繪技術。它將替代傳統(tǒng)的測繪手段，越來越廣泛地應用于工程測量。了它解優(yōu)勢，熟悉目前比較成熟的一些相關軟件的運用與操作方法，并能科學地應用于工程測量的實際中去，這是每一位測繪人員的一項基本專業(yè)技能。

一、工程測量中數(shù)字化測繪技術的優(yōu)勢

（一）提高精確度，減少誤差率

數(shù)字化測繪技術的最大優(yōu)勢就是大幅度提高了工程測量測繪圖的精確度，不僅圖片本身的清晰圖大大提高，而且圖片的放大、縮小、計算、儲存等變得極為方便。在運用數(shù)字化測繪技術時，電子測速儀將會對測量的地質、地形和地勢形成三維坐標，進行精確定位和合理的自動保存。在數(shù)字化測繪的各個環(huán)節(jié)都將用數(shù)字化替代人工化，大大減少了各個環(huán)節(jié)的誤差。如避免了人工化測繪的展點和方向性誤差;對于測量結果的數(shù)字化傳輸和復制環(huán)節(jié)也可避免出現(xiàn)人工誤差;同時彌補了人工化狀態(tài)下容易受到外界干擾這一缺陷。

（二）過程自動化，體現(xiàn)靈活性

應用于實際施工中的數(shù)字化測繪技術，實際上就是利用現(xiàn)代信息技術和網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)工程測繪各個節(jié)點的智能化、自動化。在數(shù)字化技術條件下，工程測繪的數(shù)據(jù)采集、存儲、計算、選擇以及測繪結果的公布都可以實現(xiàn)自動化處理。這樣不僅可以減少許多人工勞力，而且解決了一些由于地形復雜，人工較難完成的測繪難題。

數(shù)字化測繪技術在具體的測繪過程中體現(xiàn)了較高的靈活性。它可以根據(jù)不同用戶的不同需要，對測繪過程中所采集的各種信息進行要素分類，并對不同的用途進行價值分析。對于測繪結果可以根據(jù)需要利用計算機進行靈活處理，實現(xiàn)遠距離傳輸。數(shù)字化測繪技術有效地利用了多媒體的交互功能、呈現(xiàn)功能和動態(tài)表現(xiàn)功能，使得測繪結果的呈現(xiàn)方式更加靈活多樣。

（三）成本節(jié)約化，效率最大化

工程測繪一般都是一個勞動量非常大的項目，傳統(tǒng)的測繪工作需要測繪人員帶著笨重的測繪工具，到達實地一點一點地進行測繪。對其測繪的結果也要依靠^工進行處理，這不僅費力，同時也十分費時。完成一項工程測繪工作的人力和時間成本普遍較高。而數(shù)字化測繪技術把一切復雜的過程都變得十分簡單。利用數(shù)字化測繪技術所采集的信息更加詳細、豐富和精確，能夠滿足客戶的多方面需要。利用計算機處理和展示測繪信息，能為客戶提供更加全面和形象的測繪結果。

二、測繪人員應熟知的幾項數(shù)字化測繪技術

（一）全站型電子測距儀

全站型電子測距儀簡稱全站儀，它是目前一些精密工程測量中常規(guī)的多功能測量儀。全站儀對于整個測站點的不同角度、不同距離、不同測高可以一次性完成，并對數(shù)據(jù)進行自動記錄和存儲，使得測繪操作簡單化，工程圖的繪制更加精確化，所提供的測繪結果更加完整性。全站儀與RTK實時定位技術以及GIS信息系統(tǒng)的有效結合，使得外業(yè)數(shù)據(jù)的采集全程數(shù)字化，高度自動化和全息化。能夠對相關信息進行有效的編碼和處理，繪制出多種測量草圖。使用全站儀也為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理提供了方便，人們可以根據(jù)需要讀取相關的數(shù)據(jù)，利用計算機進行工程草圖繪制等處理。由于全站儀能夠充分采集豐富的地里信息，能夠對測繪點各個編碼信息自動相互連接，使得繪制出的地形圖坐標更為精確，提供的數(shù)據(jù)更加完整和精確。

（二）數(shù)字化攝影測量技術

數(shù)字化攝影測量技術，是計算機信息處理技術與影像處理技術的完美結合。該技術經(jīng)過多年的發(fā)展，目前已形成了較為成熟。其主要優(yōu)勢在于所提供的測繪結果真實可靠、信息量豐富、形象直觀、精確度高，而且運行成本低。因此該項技術被廣泛應用于城市建設、室內(nèi)建筑等工程的測繪中。目前數(shù)字化攝影測量技術的工具性開發(fā)也比較多，其性能和工作效率也越來越高。例如，朗視集團開發(fā)的Lens photo，是一項多功能、自動化的近景攝影測量技術，可以利用無人機進行操作，在內(nèi)業(yè)處理上全程自動化，能快速地生成清晰度、精密度較高的大比例尺地形圖，而且能夠按照用戶需求自動生成DEM和DOM。

（三）3s技術

所謂3s技術，就是指GPS技術、GIS技術和RS技術。GPS技術就是大家熟知的全球定位系統(tǒng)。定位準確、測速快、精度高、使用便捷是GPS技術的顯著特點。此項技術使用領域十分廣泛，而且已經(jīng)十分成熟。就工程施工而言，目前此項技術主要用于道路、橋梁和隧道工程的測繪，是現(xiàn)階段工程測繪的重要輔助性技術。

GIs技術的全稱是地里信息系統(tǒng)。之所以稱它為系統(tǒng)，那就表明它是一項綜合性的技術。真是多學科的整合顯示了GIS技術的獨特優(yōu)勢。目前在工程測量中，借助GIs技術能夠對工程測量中的內(nèi)外業(yè)各節(jié)點進行有效的綜合處理。

RS技術即遙感技術系統(tǒng)。此項技術利用了電磁波原理，能夠實現(xiàn)遠距離測量和識別。RS技術是多門現(xiàn)代技術綜合，就工程測量而言，該項技術系統(tǒng)幾乎能完成從地形測繪，數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲和分析等各個環(huán)節(jié)的工程測量工作。特別適合在地域較寬廣、綜合性較強的工程測量中運用。

三、數(shù)字化測繪技術在工程測量中的具體應用

（一）工程測量中的信息采集和處理

數(shù)字化信息采集和處理是數(shù)字化測繪技術在工程測量中應用的主要內(nèi)容。工程測量中的數(shù)字化信息采集和處理包括數(shù)據(jù)的獲得、集合、加工、記錄、讀取、存儲和顯示。在工程測量中無論采用何種技術，首先都得進行數(shù)據(jù)采集和處理。工程測量中的數(shù)字化測繪技術充分利用了信息化技術的數(shù)據(jù)采集和處理優(yōu)勢，為各類工程信息的規(guī)劃提供測繪依據(jù)。利用3s技術對測繪數(shù)據(jù)進行定位、采集和分析等有效的數(shù)據(jù)化處理，如在蘭溪市長樂村的明清古建筑群修復保護工程的測繪中，我們通過數(shù)字化測繪技術多視角地采集長樂古建筑群的相關數(shù)據(jù)，包括整體外形、內(nèi)部結構、三維坐標、大樣圖等。在具體操中利用數(shù)字化攝影測繪技術繪制測繪草圖。從建筑個體的空間、結構關系人手，運用三維掃描攝影技術，結合計算機數(shù)據(jù)處理，繪制三維真實的影像圖，為長樂明清古建筑群的開發(fā)利用、修復保護提供翔實的直觀的影像資料和相關數(shù)據(jù)。

（二）工程測量中原圖的數(shù)字化處理

原圖的數(shù)字化處理是當前工程測量中常用的一項技術。數(shù)字化處理原圖可以大大增強原圖處理效果，同時節(jié)約時間成本。首先，從外業(yè)測點的原圖處理來看，運用數(shù)字化測繪技術可以方便地在原圖基礎上獲得數(shù)字地圖，而且借助數(shù)字化技術的智能自動地實現(xiàn)修復原圖的某些缺陷，增加其數(shù)據(jù)描述。數(shù)字化測繪技術在原圖處理中具有高度的靈活性和快速的應變性。如在地籍測量中，假如地面建筑物的地籍發(fā)生了變更，只需要輸入變更信息，就立刻生成了新的圖樣?？傊瓐D的數(shù)字化處理，不僅提高了原圖處理的效果，而且有效地控制和節(jié)約了人力和時間成本。

其次，從矢量數(shù)據(jù)處理來看，運用數(shù)字化測繪技術，使得矢量數(shù)據(jù)能夠準確無誤地表現(xiàn)地理實體的空間位置，極大地提高了各項數(shù)據(jù)的精密度?？臻g數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)是工程測量中地理數(shù)據(jù)的兩個關鍵數(shù)據(jù)，利用計算機處理空間數(shù)據(jù)，可以從點、線、面三個維度準確無誤地給出空間定位。原圖的數(shù)字化處理還能將用來描述制圖現(xiàn)象的質量和數(shù)量特征的一系列屬性數(shù)據(jù)進行清晰和形象表達，何處是山崗、河流，何處是道路、村落，一目了然。

（三）工程測量中數(shù)字化測繪技術的整體應用 數(shù)字化測繪技術實際上并不是孤立一項技術，而是以信息技術發(fā)展為核心的多種現(xiàn)代技術的融合。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，它在工程測量中的應用不斷呈現(xiàn)基礎化、綜合化的趨勢。首先，從外業(yè)測點到內(nèi)業(yè)處理，數(shù)字化測繪技術在各個測繪節(jié)點普遍應用，形成了全面完整的數(shù)字化測繪信息數(shù)據(jù)庫，方便對各項數(shù)據(jù)的檢索，加工利用。其次，方便了對測繪信息的整體處理和整體規(guī)劃。人們不僅可以綜合利用相關信息，提高工程測量的準確度，進而提升整個工程的質量，而且可以利用這些數(shù)據(jù)進行現(xiàn)實和未來的整體規(guī)劃。

結語

數(shù)字化測繪技術作為一門新興技術，不僅改變了測繪工作的技術手段，更改變了測繪人員的觀念。作為工程測量人員，必須站著時代發(fā)展的高度，以高瞻遠矚的目光來認識數(shù)字化測繪技術在工程測量中的應用價值，并在實踐中不斷完善和發(fā)展此項技術。