前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇測繪技術應用范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
中圖分類號:P2文獻標識碼: A
進入21世紀以來,我國科技發展速度不斷加快,并且科學技術在多個領域內都得到了廣泛的應用,尤其是在地籍測繪工作中,很多先進的測繪技術被研發出來,并且得到了廣泛的應用。我國的地籍測繪工作在先進測繪技術的推動下進入了一個全新發展的階段,也使之可以不斷滿足社會發展的需要。從現階段的發展情況來看,將先進的測繪技術應用到地籍測繪當中,對我國國土資源的管理工作上提供了巨大的幫助。
一、數字式測繪技術在地籍測繪中的應用
1、結合全站儀與電子記錄薄進行地籍測繪
通過結合起全站儀與電子記錄薄實施地籍測繪,對地籍中的要素數據可以有效的進行把握,在電子記錄薄上記錄數據采集軟件采集到的各項數據,之后再處理數據,將數據處理完之后轉變成一定格式的數據模式,按照文件繪制草圖,最后利用測圖軟件將測繪圖編輯出來。通過結合起這兩中方式實施測量,可以很好的實現距離和角度的自行計算,并且操作起來還比較簡單。但是硬件設備會對其使用會帶來一定的影響,如果測繪中天氣因素影響可視性工作,就會對測繪數據準確性上就會帶來一定的影響。
2、結合便攜式計算機與全站儀進行地籍測繪
對所測量的土地,全站儀能夠實時全方位的采集地籍要素數據,向電腦中傳輸收集到的數據,在對數據利用數據處理軟件進行處理時,將處理之后的數據轉變為地籍工作需要的圖形和符號。對采集到的這些數據利用電子計算機進行加工處理,對數據在處理之后需要進行備份,便于以后使用這些數據時對原始文件能夠及時的獲取。對現場的繪圖利用這種技術能夠非常快速的進行獲取,對測繪數據可以及時高效的獲取,但是也有一定的缺陷存在于該技術中,因為較高的費用存在于測繪中,加之有較差的適應力存在于野外測繪中,這樣應用時就會存在限制。
3、結合起全站儀與掌上電腦進行地籍測繪
在地籍測繪中利用這種測繪技術時,在傳輸數據的時候可以對藍牙進行應用,此外,在采集數據過程中,可以對全站儀前端的采集部分進行利用。近幾年來,隨著攜帶方便、體積較小的平板掌上電腦的不斷應用與普及,使得地籍測繪的電子化和智能化速度不斷提升。在地籍測繪工作中對掌上電腦進行應用的時候,不但能夠多格式的呈現出數據,對數據的可視化還能夠有效的予以實現,在實施測量的過程中對自由測站的功能上還能夠很好的予以實現。與別的測繪技術進行對比,有很少的經費存在于這種技術當中,并且有著較為簡單的操作方法,對現場同步生成圖片的功能上還能夠予以實現。因此,在地籍測繪中這種測繪技術得到了較為廣泛的推廣。然而,這種技術還在不斷的發展與探索中,很多方面還需要進一步來完善,針對應用過程中發生的問題有關技術人員需要立刻進行處理,確保測繪數據的完整性和精確性。
二、GPS測繪技術在地籍測繪中的應用
全球定位系統就是所謂的GPS,在一定的程度上代表著當前社會中的測繪技術。在當今的地籍測繪工作當中,與GPS技術是緊密相連的,對區域的整體需要利用GPS技術進行測量,將測量的精度進而提升上來。將GPS技術應用到地籍測繪工作中,主要在兩類信息數據采集中進行應用:第一,采集地塊中的地理坐標。第二種是采集地塊屬性數據。在測量的過程中對于地塊及其附屬位置需要特別的注意,確保記錄的過程中是準確無誤的。
和傳統的測量技術進行對比,有很明顯的優勢存在于GPS測繪技術當中,對整個測區可以利用電子通信技術進行控制,這是它的主要優勢所在,降低了測繪過程中的測量成本和工作人員的勞動強度。同時,有較高的定位精度存在于GPS測量技術當中,并且人眼視力對其的限制也比較小,并且在操作時候還比較方便,設備質量輕,體積小,移動作業的時候會非常的容易。還能夠二十四小時連續的作業,并且還可以將全球共享數據和三維信息準確的提供出來。它采集來的信息可以通過地面中的儀器自行接收然后儲存,防止了人工記錄過程中的數據遺漏和記錄失誤等問題的發生,將信息記錄的完整性極大的提升了上來。在同數據處理軟件進行配合對相應的數據進行分析,可以將測量數據的準確性很好的提升上來。
三、遙感測量技術和數字攝影測量技術在地籍測繪中的應用
遙感技術和數字攝影技術是現階段應用起來比較普遍的測繪技術,這種技術還處于不斷的研究與發展之中,它的發展前景上比較廣闊的。在航天航空攝影信息技術不斷進步與發展的前提下,對衛星遙感影像高分辨率圖像的采集上能夠很好的予以滿足,地理空間信息將會以其獲取的信息數據為主要的來源。在地籍測繪工作中應用遙感測量技術和數字攝影測量技術,在將籍線劃圖技術有效完成的基礎上,對土地資源還能利用衛星遙感實施動態的調查,對土地的具體應用情況進行了調查之后,能夠將精確的數據提供給地籍圖的及時更新。
四、掃描數字式測量技術在地籍測繪中的應用
對已存在的地籍圖或者地形圖等地籍要素利用掃描數字化技術實施數字化的處理,要按照兩種形式將界址點的坐標數據測算出來,也可以在電腦中將界址點的的坐標數據直接傳入進去,然后在疊加這兩種數據,利用一些處理數據的軟件將數據轉變為表冊和地籍圖。并且在地籍測繪中新出現了一種數字化掃描模式即為“準地籍測量”,換言之,就是在存有詳細標注的地籍臺賬中將具體標繪宗地界址線注釋上去,劃分街坊、街道編號及具體的調查區,一旦在調查地名、門派號碼、層數、房屋結構、宗地坐落時精度不符或者標識不清楚的時候,可以變更填補或者在之后的地籍測量中進行填補。但應該注意的是,利用這樣的方式進行地籍測量,對于測區中的地籍圖和測區內的地形圖有較高的要求與規定,有著較強的時效性,并且要有完整的目標點和控制點的設置。
結語:
各行各業在科學技術的推動下都能夠獲得了發展與進步,在地籍測繪工作中將高新技術應用進去,能夠將測繪工作水平很好的提升上來,并且對測繪工作人員的工作強度上還能夠大大的進行降低,提升工作效率,將測繪中的時間上予以縮短,并且還能夠有效的降低作業成本,將測繪工作的中的準確性提升上來,對國土資源進而進行更好的管理。應用現階段測繪技術獲取的種種數據,將地籍測繪數據庫構建起來,將精確的數據提供給國土資源管理,為我國地籍測繪工作的進一步發展具有非常重大的意義。
參考文獻:
[1]付世峰.測繪技術在地籍測量中的應用研究[J].現代商貿工業.2011(07).
【關鍵詞】測繪技術;土地測繪;應用;
1 引言
土地測繪是我國土地主管部門根據通過對我國土地數據進行測繪、整理,并以此作為我國土地規劃、管理重要依據的一項工作。隨著我國科學技術的不斷進步與發展,目前,地理信息系統、全球定位系統以及遙感技術等都已經應用到了我國的土地測繪工作中,并發揮著非常重要的作用。
2 現代測繪技術
2.1 遙感(RS)
遙感技術是指在沒有對目標物產生接觸,在遙感平臺上通過遙感器的使用對地面物體發射或者反射的電磁波信號在接受、記錄之后將其傳送到地面的一項技術。而當這部分信息傳輸到地面之后,則會經過信息處理以及實地驗證的方式最終服務于用戶。一般情況下,我們將上述全過程統稱為遙感技術。該技術具有著全天候、多光譜、信息豐富以及信息獲取周期短的優點,尤其是現今高分辨率遙感影像具有著空間分辨率高以及圖像清晰等特點,目前已經較為廣泛的應用在資源綜合規劃、自然災害防治、農作物估產、社會持續發展以及氣象觀測預報等工作中。
2.2 地理信息系統(GIS)
該系統是由計算機所組成的系統,主要用戶對空間數據在采集、管理、分析、建模以及顯示方面功能的顯示,以此對較為復雜的規劃、管理以及決策等問題進行解決。對象方面,該系統主要管理以及處理的對象主要是多種空間實體數據及關系。包括有圖形數據、屬性數據、定位數據以及遙感圖像數據等,主要用于對一定區域內分布的現象進行分析與處理,以此對較為復雜的規劃、管理以及決策問題進行解決。
2.3 全球定位系統(GPS)
GPS系統是由美國海陸空聯合研制的一種全天候、全球性、具有實時定位能力以及三級導航的衛星導航系統。該系統由空間部分、地面控制部分以及用戶裝置部分所組成,具有著精度高、全天候、全覆蓋、快速、高效等功能。目前,該技術在我國的很多領域都具有著較好的應用前景,除了用于武器以及交通工具的航道定位以外,還能夠用于全球授時、國界測定、航天器定位以及工程建設等。而隨著近年來該技術的不斷發展,在原有GPS技術的基礎上還發展出了GPS-RTK技術,該技術是是一種基于載波相位觀測值的實時動態定位技術,由實時數據傳輸部分、GPS信號接收部分以及實時數據處理部分組成,具有著作業時間短、工作效率高以及實時定位準確等功能,目前在我國的城市規劃、地質勘探以及資源調查等方面獲得了較為廣泛的應用。
3 現代測繪技術在土地測繪中的應用
3.1 土地利用調查
對于該項工作來說,其是在對我國土地利用現狀現有調查成果的基礎上通過航空攝影影像以及衛星等技術的應用,在遵照我國土地調查相關規定以及技術規程的基礎上通過最新國家行政區勘界成果,對目標調查區土地利用現狀所開展的全面實地調查,通過調查以期能夠建設期我國目前土地利用現狀數據庫以及影響數據庫,在達到土地利用數據、現狀以及圖件一致的情況下為我國國土資源管理工作的規范化、社會化以及信息化打好基礎。
在我國07年所開展的全國第二次土地調查工作中,其技術流程為:第一,通過現代遙感技術的應用對相關影像資料進行獲取,并完成基礎圖件以及正射影響的制作;第二,通過所獲得的遙感影像開展外業調查;第三,進行內業處理,完成相關信息的分析以及匯總統計;第四,對調查數據進行更新機制以及管理機制的建設;第五,在上述數據以及成果的基礎上逐步建立起土地利用動態監測體系。而在該項工作開展的過程中。GPS、GIS以及RS這幾項技術都為土地測繪工作提供了非常重要的技術支撐,共同形成了對土地更新調查數據的采集、分析、輸出以及更新,對土地測繪工作中工序多、精度低、數據分析難度大、工作量大以及成果輸出困難等問題進行了較好的解決。
3.2 土地規劃
土地利用規劃可以說是土地管理工作中非常重要的一項工作,在該項工作開展的每一個環節都具有非常多的信息,且該項工作覆蓋面非常廣,涉及到土地的數量、質量、價值以及位置等信息。在實際開展規劃與設計工作之前,需要能夠做好同土地相關信息的整理、收集以及處理分析等工作。通過對這部分信息的處理,不僅能夠幫助我們為后續相關地區的土地規劃工作提供重要的數據基礎,也能夠使我們在對土地質量、性質等進行明確的基礎上幫助我國土地的開發以及利用進行把握,以此明確不同類型用地的具體范圍。
在該項工作實際開展過程中,上述測繪技術在數據收集方面體現了非常強的準確性、高效率、實時性以及準確性等特征:RS技術能夠獲得非常理想的土地信息數字以及圖片結果,能夠以較為準確、及時的方式對土地信息進行反映;GIS技術能夠對土地利用空間信息系統進行建立,以此為土地利用規劃工作的開展提供重要的數據資料,且能夠在對現有土地利用情況進行分析、評價的基礎上對土地利用分析數據庫進行生成,而其所具有的可視化功能也能夠在同現今規劃設計中不同應用模型的結合性使用對規劃設計結果進行模擬分析與顯示,為我國后續規劃設計的優化與完善提供更為準確的信息。
3.3 土地勘測定界
地勘測定界是指根據土地征收、征用、劃撥、出讓、農用地轉用等需要以實時的方式對土地使用范圍、土地利用現狀以及界址位置進行界定,并在此基礎上對用地面積進行計算,在相關數據獲得后為行政主管部門的地籍管理以及用地審批工作提供準確、科學基礎資料的一項工作,其主要內容有土地測繪、權屬調查以及勘測定界報告編寫,而根據該項工作開展的順序,則可以將其分為外業調查、外業測量、內業整理以及歸檔這幾個階段。
在該項工作開展的過程中,無論是內業數據處理還是外業數據的采集,上述測繪技術都具有十分重要的作用。在外業工作開展時,可以通過GPS RTK技術的應用進行定位,將基準站中已知數據以及觀測數據發送給流動站,而當流動站對這部分數據進行獲得之后,則會在對GPS觀測數據進行采集的基礎上對差分觀測值進行形成,并通過相對定位原理方式的應用對流動站精度以及三維坐標進行計算。對于該計算方式來說,能夠有效的對土地勘測定界精度進行提升,且具有著觀測時間短、無需通視以及操作簡便等特征。而在內業處理工作中,則會以數據庫同GIS技術相結合的方式對土地勘測定界測量和土地征收數據進行管理,不僅具有著較好的優越性以及可行性,且能保證從外業到內業數據處理的一致性,以此在對內業數據處理自動化進行實現的基礎上提供更為準確的數據查詢。
3 結束語
土地測繪是我國土地管理工作的重要內容,也是土地相關數據提供的重要途徑。在上文中,我們對現代測繪技術在我國土地測繪工作中的應用進行了一定的研究,需要相關人員能夠充分把握技術重點,通過對上述技術的良好應用獲得更好的測繪效果。
參考文獻:
[1]宋永桂.土地測繪技術手段的變遷與測繪質量控制探討[J].廣東科技.2013(Z1):88-89.
[2]張鵬.土地測繪技術手段的變遷與測繪質量控制探討[J].黑龍江科技信息.2012(30):77-79.
關鍵詞:測量技術,數 字化,信息化
中圖分類號: TM930.9 文獻標識碼:A文章編號:
Abstract: this paper mainly introduces the traditional measuring the concept of learning and research objects, measurement of new technology global positioning technology GPS geographic information technology GIS remote sensing technology RS 3 S and digital photography in the measurement of the advantages and the new technology development in national economic construction of survey, design, construction and maintenance of the various stages of applications.
Keywords: measurement technique, number of words, information
隨著科學技術的飛速發展 ,計算機 網絡技術、衛星定位系統以及地理信息系統的運用使得現代測繪技術的作用領域不斷擴大。目前,世界上已有多個國家實現了現代數字測繪技術代替傳統的模擬測繪技術,數字化信息也正朝著網絡化的方向發展,這標志著數字化時代已經來臨。近年來,我國經濟社會信息化水平不斷提高,使得社會各個領域對數字化測繪產品的需求量也隨之增加,數字化基礎地理信息已經成為一種不可或缺的數字地理空間支撐條件。現在,我國正處于非常重要的發展時期,要進一步加強水利、交通、能源等基礎設施的建設 以及自然資源的開發利用,這對測繪技術提出更高的要求,同時也提供了更廣闊的發展空間。
1、傳統測量學
傳統測量學是研究如何測定地面點的平面位置及高程,如何將地球表面的地貌及其它信息測繪成圖,如何確定地球形狀和大小,并將設計圖上的工程構造物放到實地上的科學 它的任務與作用包括測繪與測設兩個方面 測繪是測定地球表面的自然地貌及人工構造物的平面位置及高程,并按一定比例尺縮放成圖,供國防工程及國民經濟建設規劃設計管理和科學研究用,測設是將設計圖上的平面位置和高程實地標設出來,作為施工的依據。
測量學按其研究的對象和應用范圍可分為以下幾門課程:
普通測量學,研究將地球表面局部的地貌及人工構造物測繪成大比例尺地形圖的基本理論和方法的科學,這是測量學的基礎。
大地測量學,研究地球表面區域的點位測定以及整個地球的形狀大小和地球重力場測定的理論和方法的。
科學攝影測量學,研究利用攝影和遙感技術獲取被測地表物體的信息,進行分析處理,繪制成地形圖和數字模型的理論和方法的。
科學工程測量學,研究工程建設在規劃設計、施工運行、管理等各階段經行的測量工作的理論和方法的科學制圖學,研究將地球表面的點、線經過投影變換后繪制成滿足各種不同要求的地圖。
2、 測量技術的發展
技術(GIS)遙感技術(RS)及數字攝影測量近些年來,伴隨著科學的發展,測量科學也有著巨大的進步,現代數字化技術全球定位系統(GPS )地理信息技術(GIS )遙感技術(RS )及數字攝影測量等各種新技術在測量學中得以研究和應用。
2.1 GPS技術
全球定位系統(GPS )是美國軍方在 1973 年開始發展的新一代衛星導航和定位軍事系統,由分布在六個軌道上的21+3個衛星組成,民用限制使用。大約1983年開始用于解決大地測量問題,它的基本定位原理是依據用戶和四顆衛星之間的偽距測量,根據衛星在適當參考框架中的已知坐標確定用戶接收機天線的坐標信號由衛星發出,基本觀測值是信號由衛星天線到接收機天線傳播的時間間隔,然后用信號傳播速度將信號傳播時間換算成距離。按照原理,只要同步觀測三顆衛星即可交會出測站的三維坐標 RTK實時動態技術是在 GPS基礎上發展起來的,能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果,并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的 GPS定位測量方式,是 GPS應用的重大里程碑 RTK測量是將 l 臺 GPS接收機安裝在已知點上對 GPS衛星進行觀測,將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上,再通過基準站電臺發射出去;流動站在對 GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時,也接收由基準站電臺發射的信號,經解調得到基準站的載波相位觀測量;流動站的GPS接收機再利用 0TF (運動中求解整周模糊度)技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度,最后求出厘米級精度流動站的位置 RTK測量可以不布設各級控制點,僅依據一定數量的基準控制點,便可以高精度快速地測定圖根控制點界址點、地形點、地物點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖 同時,也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣,因此,RTK被廣泛應用于圖根控制測量,地籍房地產測繪數字化測圖及施工放樣等各種工作中。
2.2 RS技術
遙感(RS )是不接觸物體本身,用傳感器采集目標物的電磁波信息,經處理分析后,識別目標物,揭示其幾何物理性質和相互聯系及其變化規律的科學技術一切物體,由于其種類和環境不同,因而具有反射或輻射不同波長電磁波的特性。遙感技術就是利用物體的這種電磁波特性,通過觀測電磁波,從而判讀和分析地表的目標及現象,達到識別物體及物體存在的環境條件的技術。
2.3 GIS技術
地理信息系統(GIS )是在計算機軟件和硬件支持下,把各種地理信息按照空間分布及屬性以一定的格式輸入、貯存、檢索、更新顯示、制圖和綜合分析應用的技術系統,它是將計算機技術與空間地理數據分布相結合,通過一系列空間操作和分析方法,為地球科學,環境科學和工程設計,乃至政府行政職能和企業經營提供對規劃,管理和決策有用的信息,并回答用戶提出的問題。目前 GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學,而且已經成為一門新興的產業,在測繪 地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃土地管理區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用。采用 GIS 數據庫內外一體化測圖掃描矢量化及全數字攝影測量等技術,為專業信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息,以建立各類專業信息系統,從而實現管理的科學化、標準化、信息化。
2.4 3S 技術
3S技術的集成,是 GPS, RS, GIS技術的發展,并走向集成,是當前國內外的發展趨勢在3S技術的集成中,GPS主要用于實時快速提供目標物的空間位置,RS用于實時快速提供地表物體及其環境的幾何物理信息,以及它們的各種變化 GIS則是對多種來源時空數據的綜合處理分析和應用的的平臺。
2.5 數字攝影測量技術
數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理,應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。航空攝影測量是大面積大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法,可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品全數字攝影工作站的出現,加上 GPS技術在攝影測量中的應用,使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進隨著全數字攝影測量系統的應用,攝影測量產品已經從影像圖等向 4D產品轉化,為建立各類專業的信息系統和基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保證。
2.6地圖學技術
現在,地圖學已經朝著多層次 、多領域、多時態以及多功能的方向發展。遙感技術 、地理信息系統 技術、自動制圖技術以及多媒體技術的發展使地圖學的理論、技術和工藝發生巨大變化。地圖學技術發 展的關鍵是如何把遙感技術和其他快速更新地圖信息的手段結合,研發出實用化專題地圖設計專家系 統、地圖自動編輯制版系統以及地圖信息分析應用專家系統 。
2.7海洋測繪技術
在海洋測繪方面,海洋測繪技術向著高精度、全覆蓋以及全過程自動化的方向發展。利用衛星定位技術或卡爾曼濾波等方法可提高海洋測繪定位精度 ,研發航空航天遙感測深系統或高精度條帶式測深系統來達到全面覆蓋測量海洋信息的目標,進一步提高海洋測繪自動化過程,通過與海洋圖自動制圖技術的鏈接建立海洋圖數據庫,最終建立海洋測量信息系統。
3、現代測繪技術的作用
3.1在地理信息系統建設中起主導作用
地理信息系統 ( GI S )主要分為 2種,即基礎地理信息系統和應用地理信息系統。現代測繪技術 主要為基礎地理信息系統建設服務,同時為應用地理信息系統建設提供地理信息平臺。GIS的重要內容是地理信息數據,必須依靠現代測繪技術獲得良好的地理信息數據。因此,現代測繪技術在地理信息系統建設 中起主導作用。
3.2為城市信息化管理提供幫助
測繪成果是對自然地理要素和地表人工設施的形狀 、大小 、位置以及屬性等測定的結果,能為城市規劃和土地管理等提供重要幫助。測繪資料是一個各等級控制點坐標和各種比例尺地形圖,其含有極豐富和詳細的地理信息,是城市信息化管理中有關地理信息的唯一來源。由于不同管理部門的職能不同,其對地理信息了解的詳細程度的要求也不一樣。例如,在城市里同一塊區域,城市規劃建設和土地管理 等管理部門需要信息量大且準確的較大比例地形圖,因為其需要了解該區域建筑物的布局以及土地使用情況,而供電供水部門需要鋪設管線,則需要細化到單體房屋類型和結構的地形圖。
3.3滿足人們對地理位置信息的需求
在現實生活中人們都使用過交通 圖等地形圖,表明地理位置信息已經成為人類生活的重要組成部分,而測繪資料是繪制地形圖的基礎,因為構建高質量地形圖的關鍵必須依靠準確詳細的測繪資料 。隨著 GI S與光盤存儲技術、可視化技術和多媒體技術的融合 ,以及與 GPS和遙感技術 ( RS)的集成,將使空間信息獲取和處理更新速度大大加快 ,使人們能夠對空間信息進行適時處理 ,例如進行車輛定位、手機定位等 ,從而極大地滿足了人們對地理位置信息的需求。
【關鍵詞】現代測繪技術,自動化技術,地形測繪
一.前言
地形測量學是研究測繪地形圖及與其有關測繪工作的理論、方法的應用技術學科。地形測量是為城市、礦區以及各種工程提供不同比例尺的地形圖,以滿足城鎮規劃、礦山開采設計以及各種經濟建設的需要。但是由于現在我國在地形測量方面還在利用一些常規性,傳統性的手段來進行測量,這樣就導致了在對地形測量時候出現一定的局限性和低效,所以現在在我國測繪自動化技術手段的普及和完善是有著十分重要意義的。本文主要闡述測繪自動化技術在地形測量中的應用問題。
二.目前地形測量的測繪自動化技術
測繪自動化是集數據采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,3S技術(GPS全球定位系統、GIS地理信息系統、RS遙感)及其集成技術成為測繪技術自動化技術的核心。
1.GPS技術
GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統,是美國20世紀70年代開始研制的,它歷時20年,于1994年3月全面建成的利用導航衛星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統,是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。
GPS定位技術與常規地面測量定位相比,具有抗干擾性能好、保密性強,功能多、應用廣,觀測時間短,執行操作簡便,全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點。特別是RTK的定位精度可達厘米級,在水上定位得到了廣泛的應用。
GPS RTK(Real Time Kinematic)技術開始于90年代初,是一種全天候、全方位的新型測量系統,稱載波相位動態實時差分技術,是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式,是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態定位技術。
GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻,速度快、效率高,觀測時間短,方便靈活,測程不受限制,不受通視條件影響等優點。
2.GIS技術
地理信息系統(Geographical Information System-GIS)是利用現代計算機圖形和數據庫技術來處理地理空間及其相關數據的計算機系統,是融地理學、測量學、幾何學、計算機科學和應用對象為一體的綜合性高新技術。其最大的特點就在于:它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結合在一起,并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。
GIS具有以下的基本特點:一是公共的地理定位基礎;二是多維結構;三是標準化和數字化;四是具有豐富的信息。是采用數據庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術的技術系統,對現代測繪技術自動化技術的起重要支撐作用。
3. RS技術
遙感RS(Remote Sensing)起源于20世紀60年代,不直接接觸被研究的目標,感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發射輻射),經過傳輸、處理,從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛星、航空、航天攝影測量等技術。遙感技術依其波譜性質,可分為電磁波遙感技術、聲學遙感技術、物理場遙感技術。遙感信息技術已從可見光發展到紅外、微波;從單波段發展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴展到時空維;從靜態分析發展到動態監測。
RS為GIS提供信息源,GIS為RS提供空間數據管理和分析的技術手段(圖像處理),GPS作為GIS有力的補測、補繪手段,實現了GIS原始地圖數據的實時更新。
三.測繪自動化技術在地形測量中的應用
1.衛星導航定位技術的應用
衛星導航定位系統主要是通過人造衛星發射出來的信號,并采用三角測量的原理及時準確的計算出收到信號的人所處的具置。到目前為止,大約有27顆衛星在運行在地球上空,衛星運行軌道的高達20200公里。自從衛星導航定位技術問世以來,在定位領域和無線導航領域得到了廣泛的青睞和應用。
例如:上海市的特殊地形,需要通過全球定位系統對其水下地形的變化進行測繪,描述變化趨勢,為建設提供寶貴的水下地形資料,這一工作在上海市已經進行了二十多年,讓水下測繪工作變得更加便捷、精確和效率。
2.遙感技術的應用
(一)遙感技術形成了具有分辨率影象序列的金字塔讓我國傳感器的研制工作向著全方位立體觀測能力方面發展,向著更寬廣的空間和領域發展。
(二)遙感技術的新型傳感器在不斷的研制成功,包括了多光譜掃描儀、多光譜攝影、彩色攝影、紫外攝影、成象光譜儀,紅外掃描儀、微波輻射計、激光測高儀、合成孔徑雷達等。
(三)遙感技術可以反復獲取同一地區的影象信息,具有多時相性,為人們提供了研究地球表面規律和變化的可能性,遙感技術已經得到了廣泛的拓展。
例如:當前,國內很多測繪機構部門正在進行信息化工作,即通過現代化手段完成現代化的地形測繪資料,遙感技術借助雷達衛星全天時、全天候及不易受其他惡劣環境影響的特點,通過立體攝影的方法幫助測繪人員獲取測繪地面的三維信息,讓人們更加直觀的了解到測繪地形的特征。
3.地理信息系統技術的應用
地理信息系統技術簡稱為GIS。地理信息系統技術是集多個應用對象和多門科學為一體的高新技術,它主要利用現代計算機圖形和數據庫技術來處理地理空間的相關數據。在地理信息系統的實際使用過程中,它最大的優點就是能有機的結合地球表面空間事物的特征和其所處的地理位置,通過計算機屏幕直觀形象地顯示出來。
四.測繪技術自動化技術的發展趨勢
1.隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的系統、智能化,測繪技術自動化技術向著3G技術及集成技術自動化、實時化、數字化,數據庫和應用軟件的開發應用,三維可視化技術以及人工智能化發展。使測繪技術自動化技術能全方位的應用于地形測量中,提高了地形測量的效率和準確性。
2.下面具體談論3G技術在地形測量中的應用分析:
GPS、GIS、RS技術是通過計算機技術,對相關地理信息進行儲存和記錄,建立系統化數據庫。對地理要素通過轉化,將相關數據計算出來,然后進行數字化的分析和處理。根據需求,地形測量人員利用GIS快速獲取數據,其結果通過圖形、數字的方式顯出。現今的GIS技術通過數據采集、攝影和地圖掃描進行設計數字地圖,所需的地理信息收集到之后,完整、自動的生成數字地圖。其結果結合地球表面空間的地理位置和特征用計算機顯示,人們能夠對地形結構進行直觀的了解,從而使得測繪質量和效率均得到了明顯的提高。
四.結束語
隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,從傳統的測繪技術(例如電子測距儀、經緯儀、水準儀和平板儀)向3G技術、數字攝影測量技術以及人工智能化發展,推動了測繪技術自動化技術的活躍和革新,測繪技術朝著自動化、實時化、網絡化和數字化方向發展,使地形測量更快速、簡單、精確。
參考文獻:
[1]徐翔.淺議地形測量和測繪技術自動化技術.科技信息,2011(10):326~326.
【關鍵詞】LIDAR;數字高程模型測繪
1、前言
激光雷達技術簡稱為LIDAR: 該技術可以實現空間三維坐標的同步、快速、準確地獲取, 并根據實時攝影的數碼像片, 通過計算機重構來實現大型實體或場景目標的3D 數據模型, 再現客觀事物的實時的、真實的形態特性, 為快速獲取空間信息提供了簡單有效手段。
根據載體的不同, IIDAR 技術主要分地面三維激光掃描技術和機載激光雷達掃描技術兩大類, 顧名思義, 地面二維激光掃描系統的空間載體是地面, 類似于傳統的地面近景攝影測量。它將激光掃描儀直接與數碼相機、GPS 相結合, 對目標物進行掃描成像, 獲取激光反射回波數據和目標表面影像, 并在軟件支持下構建三維數字模型和紋理的精確貼加, 從而達到目標物快速、有效、精確的三維立體建模。經過改裝, 地面三維激光掃描系統不但可以安置在固定設備上, 也可以裝載在運動的汽車上, 進行連續的二維場景和目標形態的空間數據采集。
機載激光雷達系統則是一款高速度、高性能、長距離的航空測量設備, 該系統由激光測高儀、GPS 定位裝置、IMU( 慣性制導儀) 和高分辨率數碼照相機組成, 實現對目標物的同步測量。測量數據通過特定方程解算處理, 生成高密度的三維激光點云數值, 為地形信息的提取提供精確的數據源。
2、激光雷達時測易的原理
與普通光波相比, 激光具有方向性好、單色性好、相干性好等特點, 不易受大氣環境和太陽光線的影響。使用激光進行距離量測可大大提高了數據采集的可靠性和抗干擾能力。當來自激光器的激光射到一個物體的表面時, 其中一部分光會反射回去, 而被激光雷達所配備的接收器所接收。當儀器計算出光由激光器射出到返回到接收器的時間為2t 后, 那么, 激光器到反射物體的距離( d) = 光速( c) ×時間(t)/2。
在LIDAR 系統中, 結合GPS 得到的激光器位置坐標信息,工NS 得到的激光方向信息, 就可以準確地計算出每一個激光點的大地坐標X、Y、Z, 大量的激光點聚集成激光點云, 組成點云圖像。這就是機載激光雷達的測高原理。激光束發射的頻率可以從每秒幾個脈沖到每秒幾萬個脈沖, 拿頻率為每秒一萬次脈沖的系統來說, 接收器將會在一分鐘內記錄六十萬個點, 數口相當可觀。很多LADAR 系統還能記錄同一脈沖的多次反射,激光束可能先打在樹冠的頂端, 其中的一部繼續向下打在更多的樹葉或枝干上, 有些甚至打在地面上被返回, 這樣就會有一組多次返回的具有X、Y、Z 坐標的點記錄, 并分層表示。利用這個特點, 我們可以通過分類和濾波處理, 獲取地面高程, 以及樹高及建筑物的高度等信息。利用機載工ADAR 系統進行測高作業, 根據不同的航高, 其平面精度可以達到0.15~1m, 高程精度可達到10~30cm, 地面分辨率甚至可達到厘米級。可以說, 機載LIDAR 系統是為綜合航攝影像和空中數據定位而設計的新技術手段, 它能為測繪工程、數字地圖和GIS 應用快速提供精確的空間坐標信息和三維模型信息。
3、激光雷達技術在測繪中的應用
3.1 快速獲取數字高程模型
LIDAR 技術最主要的數據產品是高密度、高精度的激光點云數據, 該數據直接反映點位的三維坐標。通過自動或人工交互處理, 把人射到植被、房屋、建筑物等非地形目標上的點云進行分類、濾波或去除, 然后構建不規則二角網TIN, 就可以快速提取DEM。由于激光點密度大, 數目多, 使得生產高精度、高分辨率的DEM 也成為可能, 因此它是解決快速進行DEM 數據采集的最有效方法, 其產品精度甚至可以滿足多行業對高程的需求。
3.2 基礎測繪的實施
除了數字高程模型, 基礎測繪的“4D”產品還包括數字正射影像( DOM) 、數字線劃地圖( DLG) 和數字柵格地圖( DRG) 。對于DOM 和DLG 兩種產品, 其生產也不能缺乏高精度三維信息的支持。
例如:DOM 是在DEM 提供精確的地形信息的前提下, 進行數字微分糾正得到的。如果沒有可靠的DEM 資料, 傳統生產DOM 方法是通過數字攝影測量的方法實現的。數字攝影測量作業工序繁瑣, 設備要求和技術路線非常嚴格對生產人員的技能要求比較高; 而機載激光雷達優化技術提取的地面三維坐標, 完全滿足高精度影像微分糾正的需要, 使得DOM 的生產變得相當容易, 可以無需使用數字攝影測量這種昂貴的專業平臺, 在一般的遙感圖像處理系統中即能實現規模化生產。此外, 高精度的激光點云數據還直觀反映植被和地物的三維信息, 利用這些資源, DLG 地形地物的判讀和量測更加準確, 數據的采集變得更加容易。
3.3 精密工程測量
很多精密工程測量, 都需要采集測量目標的高精度三維坐標信息, 甚至需要建立精確的三維物體模型, 比如: 電力選線、礦山和隧道測量、水文測量、沉降測量、建筑測量、變形測量、文物考古等等行業。地面和機載LIDAR 就是解決這種實際問題的最有效手段。通過數碼像片獲取的紋理信息與構筑物模型進行疊加構建三維模型, 是進行景觀分析、規劃決策、形變量測、物體保護的重要依據。
例如: LIDAR 技術為公路、鐵路設計提供高精度的地面高程模型DEM, 以方便線路設計和施工土方量的精確計算。在進行電力線路設計時, 通過LIDAR 的成果數據可以了解整個線路設公共區域內的地形和地物要素情況。在樹木密集處, 可以估算出需要砍伐樹木的面積和木材量。在進行電力線搶修和維護時, 根據電力線路上的LIDAR 數據點和相應的地面點的高程可以測算出任意一處線路距離地面的高度, 這樣就可以便于搶修和維護。
3.4 數字城市建設
數字城市是21 世紀以來, 很多地方正在力爭構建的信息化目標。空間信息作為數字城市的基礎框架和平臺, 是構建數字城市的重要研究課題。LIDAR 系統可以獲取高分辨率、高精度的數字地面模型和數字正射影像, 提供了構建數字城市最寶貴的空間信息資源, 因此是數字城市建設的重要技術力量。
數字城市還需要構建高精度、真三維、可量測, 具有真實感的城市三維模型作為管理城市的虛擬平臺。但是采用傳統技術, 進行城市三維建模是精雕細琢的工藝, 工作量很大, 效率非常低, 而且效果并不好, 影響了數字城市服務面的寬度和深度。利用LIDAR 技術對地面建筑物進行空中激光掃描或地面多角度激光掃描, 可以快速獲取目標高密度高精度的三維點坐標,在軟件支持下對點云數據進行模型構建和紋理映射, 多方面地構建大面積的城市三維模型。并可以實施快速動態史新, 為數字城市建設基礎數據源的持續性、歷史性提供了確實的保障