詮釋地形測量和測繪技術(shù)自動化技術(shù)

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摘要：該文闡述了地形測量和測繪技術(shù)相關(guān)概念及目前地形測量的測繪自動化技術(shù)，并探討了測繪技術(shù)自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：地形測量測繪技術(shù)發(fā)展趨勢

地形測量學(xué)是研究測繪地形圖及與其有關(guān)測繪工作的理論、方法的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。[1]地形測量是為城市、礦區(qū)以及各種工程提供不同比例尺的地形圖，以滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃、礦山開采設(shè)計以及各種經(jīng)濟建設(shè)的需要。

地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小，并將其測繪成地形團的理論和技術(shù)。通過測定小范圍地表高低起伏形態(tài)和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點的平面位置和高程，經(jīng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應(yīng)地面幾何圖形相似的地形圖，為國家經(jīng)濟建設(shè)提供設(shè)計與施工的圖紙資料。[2]

傳統(tǒng)的測繪包括控制測量、地形測量、施工測量、竣工測量和變形監(jiān)測5個部分。現(xiàn)代測繪技術(shù)自動化技術(shù)具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優(yōu)點。[3]

1目前地形測量的測繪自動化技術(shù)

測繪自動化是集數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化，測繪技術(shù)自動化技術(shù)發(fā)生了重大變革，3S技術(shù)(GPS全球定位系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、RS遙感)及其集成技術(shù)成為測繪技術(shù)自動化技術(shù)的核心。

1.1GPS技術(shù)GPS(GlobalPositioningSystem)稱為全球定位系統(tǒng)，是美國20世紀(jì)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(dǎo)航衛(wèi)星進行測時和測距，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。[4]

GPS定位技術(shù)與常規(guī)地面測量定位相比，具有抗干擾性能好、保密性強，功能多、應(yīng)用廣，觀測時間短，執(zhí)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(yīng)用。

GPSRTK(RealTimeKinematic)技術(shù)開始于90年代初，是一種全天候、全方位的新型測量系統(tǒng)，稱載波相位動態(tài)實時差分技術(shù)，是目前適時、準(zhǔn)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(chǔ)上的實時動態(tài)定位技術(shù)。

GPSRTK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(yōu)點。

1.2GIS技術(shù)地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystem-GIS）是利用現(xiàn)代計算機圖形和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來處理地理空間及其相關(guān)數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)，是融地理學(xué)、測量學(xué)、幾何學(xué)、計算機科學(xué)和應(yīng)用對象為一體的綜合性高新技術(shù)。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(jié)合在一起，并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。[5]

GIS具有以下的基本特點：一是公共的地理定位基礎(chǔ)；二是多維結(jié)構(gòu)；三是標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化；四是具有豐富的信息。

地理信息系統(tǒng)對空間地理信息進行處理，準(zhǔn)確采集有關(guān)的數(shù)據(jù)，并對地理空間數(shù)據(jù)和信息進行處理、管理、更新和分析，是采用數(shù)據(jù)庫、計算機圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù)的技術(shù)系統(tǒng)，對現(xiàn)代測繪技術(shù)自動化技術(shù)的起重要支撐作用。

目前GIS地理信息將向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化(InteroperableGIS)、數(shù)據(jù)多維化(3D&4DGIS)、系統(tǒng)集成化(ComponentGIS)、系統(tǒng)智能化(CyberGIS)、平臺網(wǎng)絡(luò)化(WebGIS)和應(yīng)用社會化(數(shù)字地球)的方向發(fā)展。

1.3RS技術(shù)遙感RS（RemoteSensing）起源于20世紀(jì)60年代，不直接接觸被研究的目標(biāo)，感測目標(biāo)的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發(fā)射輻射)，經(jīng)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(wèi)星、航空、航天攝影測量等技術(shù)。[6]遙感技術(shù)依其波譜性質(zhì)，可分為電磁波遙感技術(shù)、聲學(xué)遙感技術(shù)、物理場遙感技術(shù)。

遙感信息技術(shù)已從可見光發(fā)展到紅外、微波；從單波段發(fā)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(tài)分析發(fā)展到動態(tài)監(jiān)測。

RS為GIS提供信息源，GIS為RS提供空間數(shù)據(jù)管理和分析的技術(shù)手段(圖像處理)，GPS作為GIS有力的補測、補繪手段，實現(xiàn)了GIS原始地圖數(shù)據(jù)的實時更新。3S的綜合應(yīng)用是一種充分利用各自的技術(shù)特點，快速準(zhǔn)確而又經(jīng)濟地為人們提供所需的有關(guān)信息的新技術(shù)，三者的緊密結(jié)合，為地形測量提供了精確的圖形和數(shù)據(jù)。[6]

2測繪技術(shù)自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的系統(tǒng)、智能化，測繪技術(shù)自動化技術(shù)向著3G技術(shù)及集成技術(shù)自動化、實時化、數(shù)字化，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件的開發(fā)應(yīng)用，三維可視化技術(shù)以及人工智能化發(fā)展。使測繪技術(shù)自動化技術(shù)能全方位的應(yīng)用于地形測量中，提高了地形測量的效率和準(zhǔn)確性。

2.13G技術(shù)及集成技術(shù)的進一步發(fā)展積極普及3G技術(shù)的應(yīng)用，改進3G技術(shù)中存在問題，更新3G及其集成技術(shù)測量的方法和手段，加強測量精度和準(zhǔn)確性，使3G技術(shù)能在地形測量測繪技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用進一步擴展。

全球數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)在GPS、GIS、RS和3S集成技術(shù)中的應(yīng)用，對數(shù)碼攝影測量和地形測量更加普及和深化，使測繪技術(shù)向電子化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展。

2.2測繪軟件及數(shù)據(jù)庫的開發(fā)與更新加強地形測量數(shù)字化測繪軟件的研發(fā)，使測繪軟件系統(tǒng)更加高效、靈活和功能齊全，使測繪軟件技術(shù)在地形測量中起到了相當(dāng)重要的作用。

更新完善信息數(shù)據(jù)庫，將采集的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換直接進入信息數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)管理查詢方便，數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)全球數(shù)據(jù)更新和擴展空間基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的動態(tài)管理，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的管理科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化，實現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會化，使測繪技術(shù)走向自動化，實時化，數(shù)字化。

2.3人工智能和專家系統(tǒng)在測繪技術(shù)中的應(yīng)用隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和測繪技術(shù)與相關(guān)學(xué)科的交叉、綜合，人工智能和專家系統(tǒng)在測繪技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用前景。計算機利用專家知識模擬人腦思維進行推理，從事智能化的數(shù)據(jù)、圖形處理和信息管理工作，極大地提高工作效率，使測繪技術(shù)向自動化、智能化發(fā)展。

全球定位系統(tǒng)(GPS)、數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)(DPS)、遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和專家系統(tǒng)(ES)這5S技術(shù)的發(fā)展和相互結(jié)合，專家系統(tǒng)在其中發(fā)揮著重要的作用，專家系統(tǒng)對整個測量流程進行控制，并執(zhí)行相應(yīng)的推理、分析和處理工作，并可實現(xiàn)信息資源共享，實時動態(tài)監(jiān)測診斷，提高效率和質(zhì)量，是測繪技術(shù)通向?qū)崟r、自動、智能測量系統(tǒng)的關(guān)鍵。

3結(jié)論

隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化，測繪技術(shù)自動化技術(shù)發(fā)生了重大變革，從傳統(tǒng)的測繪技術(shù)（例如電子測距儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和平板儀）向3G技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)以及人工智能化發(fā)展，推動了測繪技術(shù)自動化技術(shù)的活躍和革新，測繪技術(shù)朝著自動化、實時化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化方向發(fā)展，使地形測量更快速、簡單、精確。

參考文獻：

[1]王運昌.地形測量學(xué)[M].冶金工業(yè)出版社.1993.p2.

[2]吳貴才.地形測量出版社[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2005.p2.

[3]李淑燕.淺談數(shù)字化測繪技術(shù)和地質(zhì)工程測量的發(fā)展應(yīng)用[J].科技信息.2009.25:p37.

[4]張德軍，皺順平.淺談土地測繪技術(shù)的發(fā)展[J].山西建筑.2009.35(29):p355-356.

[5]范文琦.GPS和GIS技術(shù)在1:1萬土壤地球化學(xué)測量中的應(yīng)用[J].中國科技信息.2008.23:p40-41.

[6]劉坤，廣興賓.RS遙感技術(shù)簡介和應(yīng)用[J].林業(yè)勘查設(shè)計.2002.2:p59.