浅谈现代测绘工程技术及其发展趋势王燕飞

浅谈现代测绘工程技术及其发展趋势王燕飞

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摘要:近些年来,我国的测绘工程得到了空前的发展,并逐渐形成产业化,正逐步突破了传统测绘技术的束缚成为高科技产业的重要组成部分。本文结合我国测绘工程的实际情况,对测绘工程技术发展的前景进行深入探讨,希望对今后的测绘相关工作者有所帮助。

关键词:测绘工程;技术;发展

一、前言

传统的测绘工程长期依靠经纬仪、平板仪、水准仪等工具进行手工测量,随着科学技术的发展及现代测绘技术的广泛应用,现代测绘工程技术的时代已经到来。现代测绘技术的核心内容是卫星导航定位技术、遥感技术和地理信息系统技术。其中,卫星导航定位技术和遥感技术是综合航天技术、卫星技术、传感器技术、现代通信技术、计算机技术等众多高科技技术的优点集成的科技成果,地理信息系统又是计算机技术、数据库技术、空间分析与模拟技术综合运用的集合成果。可见,现代测绘技术是在空间技术和信息技术的基础上发展起来的现代化高新技术的综合体,同时也是国家高新科技的重要部分之一。

二、现代测绘工程技术的发展趋势

(一)测绘仪器的发展

随着科技的发展,现代的测量仪器朝着自动化、数字化、智能化、网络化的方向快速发展,部分传统的测量仪器甚至出现了被弃用的现象。全站仪堪称是新型工程测量仪器的代表,它是电子经纬仪和测距仪集合体,不仅具有电子测角和测距的功能,而且具有更先进的自动记录、存储和综合运算功能,给测绘工作带来极大的便利,极大地提高了工作效率。更高级别的“自动目标识别全站仪”也出现了,它可以实现自动跟踪反射器得到实时的三维坐标,并在其软件系统的计算中得到与设计值的差值,从而可以让测绘人员控制整个施工过程。此外,激光陀螺经纬仪也应用而生,它是由传统的高精度定向陀螺经纬仪发展起来的。目前,测量工作的大部分基础数据测量工作已经由全球GPS定位系统快速完成,实现了操作完全自动化。在图根测量和数据采集时使用动态的RTKGPS接收机控制,可以实现瞬时获得地面各部位的精准坐标,不止如此,它还可以按坐标实现30~50km范围内的施工放样工作,集精准、快速、准确的优点为一体。将全站仪和GPS定位系统完美的相结合,产生了功能强大的“超站仪”,它彻底改变了工程中测量外业的传统作业模式,将控制测量、碎部测量和施工放样的各阶段工作实现了无缝衔接作业。三维激光影像扫描仪的出现,可以快速、精准地获得被测量物体的三维空间数据,在测量难度相对较大的桥梁变形、水坝监测及建模、土石滑坡监控、开挖容量测量、城市数字化测量等方面非常实用,在测量工作中带来了极大的便利。利用相关法和相位法原理制作的数字水准仪,告别了传统的几何水准测量,实现了水准测量的数字化与自动化,在测量中不仅可以自动安平,还有条码标尺配合测量,使得测量工作更加便捷。

(二)现代测绘技术的发展

1、全球定位系统

GPS全球卫星定位系统最初是由美国国防部研发的军用设施,首先需要往离地面两万多公里高的轨道上发射24颗人造卫星,然后利用这些人造卫星发出的讯号,以三角测量原理计算出实物收讯者在地球上的精准位置。GPS创建了一个全球性的坐标系统,坐标的原点是地球质量的中心。GPS自问世以来在无线导航、定位等领域发挥了巨大的作用,已显示出其霸主地位。

2、遥感技术

遥感(RS)技术是一种远距离传感手段,实现大面积几何形态、位置及相关物理特性的采集工作。广义上来讲,遥感包含航空摄影测量技术,其也被称为全数字摄影测量技术,可以提供分米甚至厘米级的影像资料。遥感技术在近二十年时间取得了飞速的发展,从传统单一的技术逐步发展为具有众多功能的综合性技术,其主要包括框幅式可见光黑白摄影、多光谱摄影、彩色摄影、彩红外摄影、紫外摄影,又有全景摄影机、红外扫描仪,红外辐射计、多光谱扫描仪、成象光谱仪,CCD线阵列扫描和矩阵摄影机、微波辐射计、散射计,合成孔径雷达及各种雷达和激光测高仪等功能。传感器在研制过程中不仅在高分辨率方面取得重要成果,也呈现出全方位立体化的观测能力。遥感技术的众多功能不仅让测量工作变得更简易,也为人们长期、系统、动态地研究地球表面变化规律提供了可能性。

3、地理信息系统

从长远角度来看,在未来几十年里,地理信息系统(GIS)将朝着数据标准化(InteroperableGIS)、数据多维化(3D&4DGIS)、系统集成化(ComponentGIS)、系统智能化(CyberGIS)、平台网络化(WebGIS)和应用社会化(数字地球DE)的方向快速发展。互操作地理信息系统(InteroperableGIS)是一种高效的GIS系统,它是一个综合的系统集成平台,在异构环境下通过多个地理信息系统与其他应用系统的相互协作实现信息传输,完成某一特定任务或者满足某种业务需求。三维(四维)地理信息系统(3D&4DGIS)是GIS系统向数据多维化方向发展的代表,其重点研究对象集中在三维数据结构的设计、优化、实现以及可视化技术应用方面。面向对象和构件技术的地理信息系统(ComGIS)是一种高度集成的系统,把地理信息系统的主要功能模块根据其需要实现的功能不同划分为多个控件,最后再通过可视化软件开发工具将所有的控件集成起来综合管理。WebGIS是在互联网基础上利用Internet技术在Web发布地理信息,让用户在使用地理信息时摆脱了硬件和位置的束缚,访问方式更加多样和便捷。此外,在地理信息系统在应用社会化方面发展最好的技术是DigitalEarth,它实现了对真实地球及相关现象统一的数字化重现和认识,其核心思想是将数字化的处理手段应用在地球问题的统一处理方面,同时可以最大程度的获得地球全部资源信息,高效的完成了数字地球的核心功能,通过光缆、卫星通信技术及计算机技术的使用,是实现数字地球海量传输任务顺利完成的技术保障。

三、结论

现代测绘技术中,数字测图是一项重要的测绘新技术,在测试中首先利用全站仪在野外采集数据,经过计算机软件处理后得到内外业一体化图纸供工程设计、施工以及管理使用,该技术在城市测量及中小范围内的工程测量工作中具有优越性,得到广泛应用。传统的数字测图模式主要有“数字测记式”和“电子平板式”两种,随着科技的发展,目前数字测图已经发展为掌上电脑现场采集,使收集数据和完成图纸的速度更加快捷和精准,已经成为GIS数据采集的一种重要手段。数字测图的一个新的发展方向是多种传感器组合全站仪、GPS接收机、数字相机、激光扫描仪等功能的集成应用,数字测图的应用范围得到了最大限度的扩展,构成三维模型和立体景观,最终在设计、规划、虚拟场景及电子商务等领域提供更好的服务。

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