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淺析計(jì)算機(jī)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)及應(yīng)用
目前而言，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)傳統(tǒng)定位及繪圖還是重要的社會(huì)需求，下面是小編搜集整理的一篇探究計(jì)算機(jī)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的論文范文，歡迎閱讀借鑒。
[摘要]目前，我國(guó)測(cè)繪學(xué)科正處于地理信息發(fā)展的機(jī)遇期、測(cè)繪建設(shè)的攻堅(jiān)期及數(shù)字構(gòu)建的關(guān)鍵期，且隨著測(cè)繪學(xué)科的發(fā)展，測(cè)繪模式逐步自數(shù)字化方向轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒较�。�?shù)字化測(cè)繪技術(shù)已在全球得到廣泛運(yùn)用，本文以計(jì)算機(jī)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的運(yùn)用為例，總結(jié)了該技術(shù)具有自動(dòng)化程度高，數(shù)據(jù)整理快捷，測(cè)繪精確度高，圖形屬性信息豐富，圖形編輯方便等優(yōu)點(diǎn)。
[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)數(shù)字化 測(cè)繪技術(shù) 工程測(cè)量
伴隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展，各類硬件的制作水平得到了不斷提高，全球都進(jìn)入到了信息與數(shù)字年代。而在測(cè)繪領(lǐng)域中，各類新技術(shù)、新設(shè)備的不斷應(yīng)用，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的測(cè)繪工作方式(如平板成圖、簡(jiǎn)單調(diào)繪)。數(shù)字化的工作方式隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展趨于成熟，不僅減輕了測(cè)繪工作人員的工作量及強(qiáng)度，同時(shí)也提高了測(cè)繪范圍和準(zhǔn)確度，現(xiàn)已逐步成為主流的測(cè)繪方式。
1計(jì)算機(jī)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)簡(jiǎn)介
1.1全球衛(wèi)星定位技術(shù)
全球衛(wèi)星定位技術(shù)由美國(guó)國(guó)防部發(fā)明，即GlobalPositioning System，簡(jiǎn)稱GPS。此技術(shù)是運(yùn)用同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)全世界范圍內(nèi)的定位，且定位精確。當(dāng)前GPS 衛(wèi)星數(shù)量非常的多，全球范圍所有角度至少都有四顆衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了全球24 小時(shí)定位。且具有定位精度高、操作使用方便等特點(diǎn)，因此得到了廣泛的運(yùn)用。
全球衛(wèi)星定位技術(shù)主要包括：靜態(tài)定位技術(shù)(GPS)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)(RTK)。
1.1.1靜態(tài)定位技術(shù)(GPS)
GPS 定位技術(shù)需要1-2 小時(shí)的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)同步觀測(cè)。伴隨對(duì)GPS 技術(shù)要求的不斷提高，此傳統(tǒng)方式無法滿足人們需要，因此靜態(tài)定位技術(shù)由此產(chǎn)生。此技術(shù)具有適應(yīng)性強(qiáng)，不被天候影響和網(wǎng)型構(gòu)造影響等特點(diǎn)，可以解決點(diǎn)、點(diǎn)不能通視問題，通常運(yùn)用于大型控制測(cè)量。
1.1.2實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)(RTK)
RTK，又稱Real-time kinematic，是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的差分法。此方法是當(dāng)前常用的新的GPS 測(cè)量方法。傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)測(cè)量、靜態(tài)測(cè)量想要獲得厘米級(jí)精度需要在測(cè)量后經(jīng)過計(jì)算才能得出。而RTK 采用載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法，可以實(shí)時(shí)在野外得到精確度為厘米的測(cè)量結(jié)果。
RTK 工作形式：通過數(shù)據(jù)錠- 調(diào)制解調(diào)器基準(zhǔn)站把觀測(cè)值、站點(diǎn)的坐標(biāo)信息以電磁信號(hào)在同一時(shí)間發(fā)送至流動(dòng)站。流動(dòng)站接收數(shù)據(jù)同時(shí)采集GPS 衛(wèi)星信號(hào)后取得觀測(cè)數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，及時(shí)給出精度為厘米級(jí)的流動(dòng)站點(diǎn)位坐標(biāo)。RTK 廣泛運(yùn)用于線路中線定線、用地測(cè)量中。
1.2光電測(cè)距技術(shù)
此技術(shù)的載波是采用紅外光或可見光，通過測(cè)定光線在沿線兩個(gè)點(diǎn)間的來往傳播時(shí)間來計(jì)算距離的技術(shù)。該技術(shù)主要運(yùn)用在電子水準(zhǔn)儀、全站儀等設(shè)備中。
1.2.1電子水準(zhǔn)儀
電子水準(zhǔn)儀亦稱為數(shù)字水準(zhǔn)儀。由20 世紀(jì)90 年代蔡司公司發(fā)明，在自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀基礎(chǔ)上發(fā)展來的，以自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀作為基礎(chǔ)，在望遠(yuǎn)鏡光路中增加鏡、探測(cè)器，采用圖像處理電子系統(tǒng)二構(gòu)成和條碼標(biāo)尺的光機(jī)電測(cè)一體化的高科技產(chǎn)品。此技術(shù)有效補(bǔ)足了GPS 定位技術(shù)的缺陷，且具有測(cè)量速度快、精確度高等優(yōu)點(diǎn)。電子水準(zhǔn)儀在數(shù)字測(cè)量中占有重要地位。
1.2.2全站儀
全名為全站型電子速測(cè)儀，Electronic Total Station。是可將電、機(jī)、光集合成一體的測(cè)量?jī)x器。且具有測(cè)量速度快、操作方便、精確度高等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)一次安置儀器即可完成測(cè)站上的所有測(cè)量工作。通常運(yùn)用于大型建筑及地下隧道施工等變形監(jiān)測(cè)和精密工程測(cè)量中。
2傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)存在的主要問題
2.1工作效率不高
傳統(tǒng)的測(cè)圖方式采用的是儀器測(cè)圖，通使用的儀器主要有：水準(zhǔn)儀、平板儀、經(jīng)緯儀等。運(yùn)用儀器測(cè)到點(diǎn)平面坐標(biāo)或水平角等來確定點(diǎn)的位置，之后繪圖工作人員通過計(jì)算得出三維的坐標(biāo)，按坐標(biāo)把點(diǎn)展至圖紙上。跑尺按照實(shí)際地形向繪圖員報(bào)告測(cè)的是何點(diǎn)，此點(diǎn)應(yīng)與哪點(diǎn)連接等，繪圖員當(dāng)場(chǎng)按照展繪點(diǎn)位關(guān)系用圖式符號(hào)把地物描繪出來。這樣不但增加了野外工作時(shí)間也增加內(nèi)業(yè)工作量，且操作過程中有可能出現(xiàn)差錯(cuò)。
2.2測(cè)圖精度差
傳統(tǒng)測(cè)圖地物點(diǎn)平面位置的誤差主要受到以下誤差的影響：展繪、測(cè)定、地形圖上地物占刺點(diǎn)誤差等。當(dāng)前雖普及了紅外測(cè)距儀器、電子速測(cè)儀器，測(cè)距與測(cè)角精度得到了較大提升，但是運(yùn)用白紙測(cè)圖方法繪制的地形圖無法展現(xiàn)出儀器的精度，其圖解地形圖精度未能得到應(yīng)有提高。
3數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量運(yùn)用中的特點(diǎn)分析
與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量運(yùn)用中具有以下特點(diǎn)：
3.1自動(dòng)化程度高
數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心，以全站儀、GPS、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量?jī)x、數(shù)字化儀等為數(shù)據(jù)采集工具，在外接輸入輸出軟、硬件的支持下，對(duì)地形的數(shù)字空間進(jìn)行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的綜合測(cè)繪系統(tǒng)。采取數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)可以最直觀的反映事物的要點(diǎn)，大大提升了工程測(cè)量的自動(dòng)化程度。
傳統(tǒng)的對(duì)工程圖和比例尺過大的地圖需要進(jìn)行復(fù)雜的野外測(cè)繪，其工作時(shí)間周期長(zhǎng)。由于運(yùn)用了數(shù)字化的測(cè)繪技術(shù)，可以大大減少野外測(cè)繪人員的勞動(dòng)量和強(qiáng)度。
3.2數(shù)據(jù)整理快捷
數(shù)據(jù)化測(cè)繪形成的圖形承載的信息量很大，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行分層存放。數(shù)據(jù)化測(cè)圖整理非常方便，攜帶式計(jì)算機(jī)應(yīng)用可讓部分編圖通過掌上電腦等外來數(shù)據(jù)采集完成，讓數(shù)據(jù)整理或更新快捷、方便，測(cè)繪人員只需要存入數(shù)據(jù)的一些修改即可得到全新食物數(shù)據(jù)圖形。
3.3測(cè)繪精確度高
數(shù)字化測(cè)圖只需要通過計(jì)算機(jī)即可方便、簡(jiǎn)單的完成圖形編輯操作，測(cè)圖的時(shí)候也避免了復(fù)雜的記錄、考核、計(jì)算等。數(shù)字化測(cè)圖是通過數(shù)字化技術(shù)自行更新而實(shí)現(xiàn)的，不受人為因素影響，出現(xiàn)誤差機(jī)率較小。數(shù)字化測(cè)圖讓數(shù)據(jù)在傳達(dá)過程中減少了誤差，可以獲得精確的測(cè)量結(jié)果。
3.4圖形屬性信息豐富
進(jìn)行數(shù)字測(cè)圖時(shí)不單單是要測(cè)定地形點(diǎn)的坐標(biāo)，還要知道所測(cè)的點(diǎn)屬性是什么，當(dāng)時(shí)就記錄下此點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)的編碼以及連接信息，顯示成圖時(shí)利用測(cè)圖系統(tǒng)中圖式符號(hào)庫，只需要知道編碼即可從庫中找到和此編碼相應(yīng)的圖式符號(hào)就可以完成圖形。所以，數(shù)字測(cè)圖時(shí)所采用的圖形信息，其包括點(diǎn)定位信息、連接信息以及屬性信息，方便查找。
4數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的運(yùn)用
4.1數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的主要內(nèi)容
4.1.1原圖數(shù)字化
如果一個(gè)地方要用數(shù)字地形圖，但因?yàn)橐恍┩庠谠蛑萍s的時(shí)候，原圖數(shù)字化是非常合適的�？沙浞掷矛F(xiàn)在地形圖，只需要配備計(jì)算機(jī)、掃描儀、數(shù)字化軟件即可工作，且能在較少時(shí)間內(nèi)得到數(shù)字化的結(jié)果。
工作方法有兩種：手扶跟蹤數(shù)字化、掃描矢量化，矢量化精度和效率更高。但利用此方法獲得數(shù)字地圖的精度要比原圖精度差。且反映的只是白紙成圖時(shí)地表上各種地物、地形、地貌，同時(shí)性不好。所以僅可作為應(yīng)急的方法布局。為了有效利用此方法得到數(shù)字地圖，可通過偵測(cè)、補(bǔ)測(cè)方法，實(shí)測(cè)一部分地物點(diǎn)精確坐標(biāo)，之后再用這些點(diǎn)坐標(biāo)替代原坐標(biāo)，調(diào)速后在一定程度上提升了原圖精確度。且隨著地圖不斷更新，實(shí)測(cè)坐標(biāo)的增加，地圖精度也可得到相應(yīng)提高。
4.1.2地面數(shù)字測(cè)圖
在沒有適合要求大比例尺地圖的地區(qū)，可直接運(yùn)用地面數(shù)字測(cè)圖法，此法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測(cè)圖，是我們國(guó)家目前各個(gè)測(cè)繪公司運(yùn)用最多的方法。運(yùn)用此方法得到的數(shù)字地圖精確度非常高，只需要采用一定方法，重要地物相對(duì)于接近控制點(diǎn)的精度在5 厘米之內(nèi)的，完全可以勝任。
4.2數(shù)字測(cè)繪在數(shù)字地球中的運(yùn)用
數(shù)字地球指的是將社會(huì)與經(jīng)濟(jì)各方面的信息統(tǒng)一到一個(gè)地理坐標(biāo)總體中，按數(shù)字形式存于計(jì)算機(jī)內(nèi)，所有機(jī)構(gòu)、個(gè)人都可通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)方獲取相關(guān)信息。
數(shù)字地球是非常大且復(fù)雜的系統(tǒng)工程，技術(shù)復(fù)雜、涉及部門較多，沒有任一部門或團(tuán)體可以獨(dú)自承擔(dān)，需要信息科學(xué)、空間技術(shù)等部門周密配合。測(cè)繪作為信息學(xué)及地學(xué)的重要組成部分，在國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中具有十分重要的作用。空間基礎(chǔ)信息的處理和獲取，向信息者提供多元化的數(shù)字信息已成為測(cè)繪工作人員的重要職責(zé)。因此，數(shù)字測(cè)繪在數(shù)字地球中得到了廣泛運(yùn)用。
5對(duì)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的展望
當(dāng)前測(cè)繪技術(shù)和測(cè)繪儀器正向數(shù)字化、自動(dòng)化方向發(fā)展，突破了原有傳統(tǒng)的人工測(cè)繪理念，形成現(xiàn)在較好一套數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)。但目前的測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量應(yīng)用中仍存在一些問題，需要測(cè)繪工作者共同努力，積極研究解決新問題、新技術(shù)，不斷推進(jìn)工程測(cè)量事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
就目前而言，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)傳統(tǒng)定位及繪圖還是重要的社會(huì)需求，但社會(huì)已經(jīng)對(duì)測(cè)繪部門提出了新需求，以前與測(cè)繪部門無關(guān)或關(guān)系不大的信息采編、分析利用等也開始要測(cè)繪部門承擔(dān)。因?yàn)樯鐣?huì)發(fā)展、人民生活各類信息都是以空間定位為基礎(chǔ)的，由于市場(chǎng)需求的不斷提升，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)定會(huì)得到更加廣泛的運(yùn)用。
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