張 爍

（河北省地質(zhì)調(diào)查院，河北 石家莊 050000）

信息技術(shù)在為大眾生活帶來便利的同時(shí)，也為地形測(cè)量測(cè)繪工作帶來了新的發(fā)展模式，傳統(tǒng)的測(cè)量測(cè)繪方式對(duì)測(cè)量人員的技術(shù)水平和測(cè)量設(shè)備要求極高，一旦測(cè)量測(cè)繪出現(xiàn)誤差就會(huì)影響整體的建設(shè)結(jié)果。然而運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行測(cè)量測(cè)繪工作不僅能夠切實(shí)保證測(cè)量測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，還能夠節(jié)省人力物力，從地形測(cè)量、施工測(cè)量、竣工測(cè)量、控制測(cè)量和變形監(jiān)控多個(gè)角度進(jìn)行測(cè)量測(cè)繪工作，提高了測(cè)量結(jié)果的科學(xué)性和精確性。

1 地形測(cè)量與測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化的測(cè)量測(cè)繪技術(shù)得到飛速發(fā)展，地形測(cè)量與測(cè)繪技術(shù)日趨成熟和完善，其測(cè)量思想主要是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，融入了信息技術(shù)，使測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化，測(cè)量過程自動(dòng)化、信息化發(fā)展。地形測(cè)量與曾會(huì)技術(shù)本質(zhì)就是對(duì)地形或地勢(shì)等地質(zhì)條件進(jìn)行測(cè)量和分析的一種技術(shù)，主要用于城市規(guī)劃和土地分配等方面，提供各種標(biāo)準(zhǔn)比例的測(cè)量圖，為建設(shè)工作提供指導(dǎo)。在原本測(cè)量測(cè)繪技術(shù)體系中，受到施工人員技術(shù)水平和設(shè)備水平等因素的影響，導(dǎo)致應(yīng)用程度不徹底，無法發(fā)揮出測(cè)量測(cè)繪技術(shù)的全部?jī)r(jià)值和作用。隨著時(shí)代的進(jìn)步，這種產(chǎn)生于數(shù)十年前的技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)階段的生產(chǎn)建設(shè)需求，因此測(cè)量測(cè)繪技術(shù)逐漸朝著信息化方向發(fā)展，逐漸取代了傳統(tǒng)的測(cè)量測(cè)繪技術(shù)。隨著傳統(tǒng)測(cè)量測(cè)繪方式淡出歷史舞臺(tái)，新型技術(shù)和設(shè)備的需求不斷加大，3S 技術(shù)得到了飛速發(fā)展。目前我國(guó)普及程度比較大的測(cè)量測(cè)繪技術(shù)是3S 技術(shù)，即衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS 和遙感技術(shù)RS，三種技術(shù)各有千秋，巧妙地將地形數(shù)據(jù)的采集，評(píng)測(cè)和傳輸通過信息技術(shù)進(jìn)行融合，基本滿足現(xiàn)階段的測(cè)量測(cè)繪需求，在很大程度上促進(jìn)了地形測(cè)量測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展[1]。

1.1 GPS衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)

衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)（GPS，Global Positioning System）即全球定位系統(tǒng)，該技術(shù)的研發(fā)始于20 世紀(jì)70 年代的美國(guó)，歷時(shí)20 余年，建立出完善的測(cè)量測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)。利用衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)對(duì)海、陸、空的三維定位于導(dǎo)航，是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的地形測(cè)量測(cè)繪技術(shù)。目前我國(guó)GPS 領(lǐng)域最高成就當(dāng)屬北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)，GPS技術(shù)擁有極高的抗干擾能力，在測(cè)量測(cè)繪工作中能夠在最大程度上減少外界因素的干擾。使用GPS 技術(shù)對(duì)地形進(jìn)行測(cè)量測(cè)繪時(shí)，能夠?qū)y(cè)量結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄和上傳，精準(zhǔn)的進(jìn)行全地形測(cè)量，因此GPS 技術(shù)受到業(yè)內(nèi)人員的廣泛追捧，也為我國(guó)地形測(cè)量測(cè)繪工作作出了一定的貢獻(xiàn)。

1.2 GIS 地理信息系統(tǒng)

地 理 信 息 系 統(tǒng)（GIS，Geographic Information System 或 Geo-Information system）起源于20 世紀(jì)90 年代初，是一項(xiàng)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形功能來處理地形數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。他的優(yōu)勢(shì)在于能夠通過不同顏色和形狀表示出不同的地質(zhì)和地貌，為地形測(cè)量與測(cè)繪技術(shù)提供數(shù)據(jù)源參考，并利用數(shù)據(jù)庫(kù)將測(cè)量測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，極大程度上推動(dòng)了測(cè)量測(cè)繪工作的信息化水平。此外隨著信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新和完善，GIS 技術(shù)中也融入了職能系統(tǒng)和集成系統(tǒng)等先進(jìn)的信息技術(shù)，使GIS 技術(shù)成為地形測(cè)量與測(cè)繪中不可或缺的一部分。

1.3 RS 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)（RS，Remote Sensing）出現(xiàn)于20 世紀(jì)60 年代，其主要是利用衛(wèi)星技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地形狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，使測(cè)量測(cè)繪人員精準(zhǔn)掌控地形地勢(shì)的動(dòng)態(tài)變化，并根據(jù)測(cè)量工作的實(shí)際需求，繪制出動(dòng)態(tài)圖紙，減少工作人員因地形不熟悉需進(jìn)行的額外工作，提高測(cè)量測(cè)繪工作的效率。除此之外，遙感技術(shù)還能夠?qū)⒏鶕?jù)工作需要，將地形圖像裁剪為波段不相同的圖像，節(jié)省人力物力的支出。在測(cè)量測(cè)繪工作中信息技術(shù)的應(yīng)用還能夠建立出信息交互的平臺(tái)，收錄測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)果，同時(shí)對(duì)開展過測(cè)量工作的地區(qū)地形進(jìn)行記錄，作為后續(xù)工作的參考和依據(jù)。數(shù)據(jù)和工作經(jīng)驗(yàn)交流的過程也是工作能力提升的過程，有利于推動(dòng)我國(guó)地形測(cè)量與測(cè)繪行業(yè)的健康發(fā)展。

3S 技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用中，三者各自發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)作用，其工作流程大致如下：遙感技術(shù)為地理信息系統(tǒng)的信息源，地理信息系統(tǒng)為遙感技術(shù)提供技術(shù)手段支出，主要包括圖形處理和數(shù)據(jù)處理。地理信息系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)對(duì)地形狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，需衛(wèi)星地位導(dǎo)航技術(shù)為其提供補(bǔ)測(cè)和補(bǔ)繪手段。綜上所述，三種技術(shù)的結(jié)合使用能夠?yàn)榈匦螠y(cè)量與測(cè)繪工作提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和圖形參考，提高監(jiān)測(cè)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性[2]。

2 地形測(cè)量測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，地形測(cè)量測(cè)繪系統(tǒng)逐漸朝著自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化發(fā)展，測(cè)量測(cè)繪技術(shù)在3G 技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐漸融入了集成技術(shù)和軟件技術(shù)，三維可視技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用也在很大程度上推動(dòng)了地形測(cè)繪技術(shù)的先進(jìn)性發(fā)展，使測(cè)量測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性得到了根本保障?，F(xiàn)階段的3G技術(shù)中雖能完全滿足通信的需求，但在地形測(cè)量預(yù)測(cè)繪方面，3G 技術(shù)還存在一些弊端。3G 技術(shù)的三大運(yùn)營(yíng)商是移動(dòng)聯(lián)動(dòng)和電信，其通話通能中利用時(shí)分同步碼分多址和寬帶碼分多址進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，在長(zhǎng)期的實(shí)用過程中已經(jīng)形成較為完善的運(yùn)行體系。但3G 技術(shù)的圖像傳輸能力還不夠完善，但現(xiàn)階段還沒有一項(xiàng)技術(shù)能夠完全取代3G 技術(shù)的傳輸功能和地位，因此工作人員在實(shí)際的應(yīng)用中，還需不斷地創(chuàng)新和優(yōu)化，在原有的基礎(chǔ)上，提高其圖像傳輸能力，進(jìn)一步推廣3G 技術(shù)在地形測(cè)量與測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。GPS、GIS 和RS 技術(shù)在應(yīng)用的過程中，還衍生出了一種新型的技術(shù)，即全球數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地形狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此廣泛受到測(cè)量人員的青睞[3]。

地形測(cè)量與測(cè)繪相關(guān)軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的創(chuàng)新和優(yōu)化切實(shí)保障了測(cè)量數(shù)據(jù)的安全性和精準(zhǔn)性。信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享，為查詢工作提供了便捷，緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)和地形情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。測(cè)量軟件的應(yīng)用能夠在很大程度上減少測(cè)量測(cè)繪工作中，人力物力資源的支出，減少不必要的工作流程，推動(dòng)監(jiān)測(cè)工作的便捷化、規(guī)范化發(fā)展。

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，人工智能逐漸登上了歷史舞臺(tái)，人工職能能夠基本取代測(cè)量測(cè)繪過程中的人員工作。此外專家系統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用程度也不斷加大，利用計(jì)算機(jī)模擬專家的思維和意識(shí)，為地形測(cè)量測(cè)繪工作提供專業(yè)性指導(dǎo)，提高了工作的科學(xué)性和依據(jù)性，推動(dòng)地形測(cè)量測(cè)繪技術(shù)的智能化、自動(dòng)化發(fā)展[4]。

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)（DPS）和專家系統(tǒng)技術(shù)（ES）與上述的衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)組成了新型的5S技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量測(cè)繪過程的全程監(jiān)控，使工作流程規(guī)范化發(fā)展，增加了數(shù)據(jù)處理過程的科學(xué)性。對(duì)地形狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并加以科學(xué)的推斷。上述技術(shù)的協(xié)同發(fā)展，使地形測(cè)量測(cè)繪工作的開展有理可依有據(jù)可循。

3 地形測(cè)量預(yù)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

3.1 增加數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

傳統(tǒng)的測(cè)量測(cè)繪工作中，主要是以人工操作方式為主，即便應(yīng)用專業(yè)化的設(shè)備，其精準(zhǔn)性和數(shù)據(jù)的精確度也很難得到保障，測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差，會(huì)對(duì)后續(xù)工作造成很大程度的影響，嚴(yán)重降低測(cè)量的工作效率。除此之外，這種測(cè)量模式極易受到不穩(wěn)定因素的影響，例如惡劣天氣或員工自身狀況等不確定因素。因此需使用現(xiàn)代化信息技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，利用信息技術(shù)構(gòu)建出監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，此網(wǎng)絡(luò)一旦形成，穩(wěn)定性極高?；静粫?huì)受到天氣等外部因素的影響，不僅減少了測(cè)量工作的人力資源投入，還能夠切實(shí)保障數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和安全性[5]。

3.2 簡(jiǎn)化工作流程

現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用，使得地形測(cè)量測(cè)繪工作流程越來越完善，也在很大程度上簡(jiǎn)化了工作流程。地形測(cè)量的工作人員只需在室內(nèi)操作電腦軟件即可完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集和記錄，也降低了測(cè)量人員因外出測(cè)量發(fā)生安全事故的可能性。與此同時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)直接錄入進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)，后續(xù)的數(shù)據(jù)計(jì)算和分析等工作都由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行，并將精確的結(jié)果呈現(xiàn)在工作人員面前，現(xiàn)階段應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，極大程度上緩解了工作壓力，提高監(jiān)測(cè)工作的效率。

3.3 提高測(cè)量測(cè)繪工作的安全性

地形測(cè)量與測(cè)繪工作的開展，受到地形地貌因素的影響，監(jiān)測(cè)人員的人身安全會(huì)受到威脅。因此可以應(yīng)用信息技術(shù)在難易測(cè)量的地區(qū)設(shè)立自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站，利用衛(wèi)星技術(shù)，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)與工作人員之間的數(shù)據(jù)交互，實(shí)時(shí)的將當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)信息和氣候情況信息返回到計(jì)算機(jī)終端上。測(cè)量人員不需要外出測(cè)量，只需在室內(nèi)對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)即可，有效的提高了測(cè)量工作的安全系數(shù)，使測(cè)量人員的人身安全得到切實(shí)保障[6]。

4 測(cè)量方式的創(chuàng)新和優(yōu)化

4.1 測(cè)量平面坐標(biāo)的設(shè)置

為了形成統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，保證后續(xù)測(cè)繪工作的順利開展，完善的測(cè)量平臺(tái)坐標(biāo)系是非常重要的。坐標(biāo)系是測(cè)量工作開展的基礎(chǔ)和前提，因此需科學(xué)合理的進(jìn)行坐標(biāo)系的制定，嚴(yán)格遵循我國(guó)現(xiàn)行的多個(gè)三角控制點(diǎn)。其次在進(jìn)行測(cè)繪工作時(shí)，其范圍中經(jīng)常會(huì)有不確定測(cè)繪點(diǎn)的存在，因此在坐標(biāo)系制定時(shí)，還需嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇_定其起始方位角度，這個(gè)方向一般為地球正磁北。

4.2 數(shù)據(jù)采集方式

在進(jìn)行地形數(shù)據(jù)的采集時(shí)，需選擇視野開闊，交通便利的地方，自動(dòng)化勘察站點(diǎn)的選址也要遵循這個(gè)原理。并利用GPS 技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立站點(diǎn)之間的聯(lián)系，切實(shí)保證所設(shè)勘測(cè)站點(diǎn)精準(zhǔn)覆蓋所監(jiān)測(cè)地區(qū)。此外建立勘測(cè)站點(diǎn)之間的聯(lián)系還便于數(shù)據(jù)信息的采集，便于相似站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)對(duì)比。除此之外，還能夠讓工作人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)站點(diǎn)的故障情況，一旦整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的某一環(huán)節(jié)或某一監(jiān)測(cè)基站出現(xiàn)問題，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠在第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警，對(duì)故障發(fā)生地和故障原因進(jìn)行精確的定位。然后再由專業(yè)的維修人員進(jìn)行檢修處理，切實(shí)保障了數(shù)據(jù)信息采集的時(shí)效性，為地形測(cè)量與測(cè)繪工作的發(fā)展提供信息化技術(shù)保障。在對(duì)地形進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，經(jīng)常會(huì)受到建筑物和地形的影響，因此在測(cè)量的過程中，需確定多個(gè)點(diǎn)位作為參考標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下以三個(gè)為最佳，這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地形的精確再現(xiàn)。其次測(cè)量設(shè)備的距離不應(yīng)過遠(yuǎn)，把誤差控制在最小。若是對(duì)獨(dú)點(diǎn)地物進(jìn)行測(cè)量，則只需要一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)就可以滿足需求[7]。

5 結(jié)論

綜上所述，信息化技術(shù)的多樣化發(fā)展給地形測(cè)量測(cè)繪工作帶來了新的機(jī)遇，它完全打破了傳統(tǒng)的測(cè)量模式，完美的在測(cè)量中融入了自動(dòng)化、智能化的技術(shù)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量測(cè)繪模式的改革。突破了現(xiàn)有測(cè)量技術(shù)的靜態(tài)限制，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和測(cè)量信息的動(dòng)態(tài)獲取，為工程建設(shè)提供了重要參考依據(jù)。3S 技術(shù)作為地形測(cè)量測(cè)繪技術(shù)的核心部分，應(yīng)用程度將會(huì)越來越高，推動(dòng)自動(dòng)化智能化的測(cè)量測(cè)繪技術(shù)快速發(fā)展。