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對測量新技術的簡單闡述

發布時間:2012-11-13 11:07所屬分類:結業論文瀏覽:1加入收藏

隨著測繪科技的飛速發展,工程測量的技術面貌發生了深刻的變化,并取得很大的成就。筆者據多年工作經驗,對測量新技術作了簡單的闡述。with the surveying and mapping the rapid development of scienc

  摘要:隨著測繪科技的飛速發展,工程測量的技術面貌發生了深刻的變化,并取得很大的成就。筆者據多年工作經驗,對測量新技術作了簡單的闡述。

  關鍵詞: 測量,新技術 , 應用

  Abstract: with the surveying and mapping the rapid development of science and technology, engineering survey technology face had the profound changes, and has made a lot of progress. The author according to years of work experience, new technology to measure simply explained.

  Keywords: measurement, the new technology, the application

  中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:

  一、前言

  工程測量學是研究地面、地下、水下、空中等具體幾何實體的測疑描繪和抽象幾何實體的測設實現的理論方法和技術的一門應用性學科。它是直接為國民經濟建設和國防建設服務,是測繪學中最活躍的一個分支學科。隨著測繪科技的飛速發展,工程測量的技術面貌發生了深刻的變化,并取得很大的成就。主要內容有:一是科學技術的新成就,電子計算機技術、微電子技術、激光技術、空間技術等新技術的發展與應用,以及測繪科技本身的進步,為工程測量技術進步提供了新的方法和手段;二是改革開放以來,城市建設不斷擴大,各種大型建筑物和構筑物的建設工程、特種精密建設工程等不斷增多,對工程測量不斷提出新的任務、新課題和新要求,使工程測量的服務領域不斷拓寬,測量數據采集和處理的自動化、實時化、數字化;測量數據管理的科學化、標準化、規格化;測量數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化。GPS技術、RS技術、GIS技術、數字化測繪技術以及先進地面測量儀器等將廣泛應用于工程測量中,并發揮其主導作用。有力地推動和促進工程測量事業的進步與發展。

  二、控制測量技術

  GPS 已成為建立平面控制網的一種常用手段。可以說,GPS 技術的發展和應用是本世紀測繪領域最輝煌的成就之一。隨著差分GPS定位技術的發展與應用,不僅是高等級的首級網和加密網,就連圖根點和航空攝影測量像控點的測定也廣泛采用了GPS。在許多地形測量項目中,光電測距導線早已成為一種最基本的控制測量方法。特別是當使用全站儀時,可以將低等級的圖根控制與細部地形測量同步進行,從而提高總體作業效率。

  本世紀六七十年代以來,隨著電磁波測距技術的發展,產生了電子測距三角高程測量,國內外在這方面均做了大量的理論研究和實驗論證工作,目前電子測距三角高程測量已可以代替三、四等水準測量,

  大部分規范也已采納了這些成果。電子測距三角高程測量無疑是幾何水準測量很好的補充手段。同時,隨著GPS 在平面控制測量上日益廣泛的應用,關于GPS 在高程控制測量領域的應用研究也掀起了熱潮。GPS 擬合高程已可達到厘米級精度,許多單位已先后發表了相應的生產或試驗成果。

  四、地形圖測繪技術

  大比例尺地形圖主要指的是1∶500~1∶10000 比例尺的地形圖。傳統的地形圖一般均是指線劃圖,這里不僅指線劃圖,而且還包括另一種極具應用潛力的圖種: 影像圖(DEM、DOM、DTM 等)。目前,數字地形圖已取代傳統的模擬地形圖,成為地形測量的主要產品。

  4.1. 全站儀野外數字測圖

  全站儀大比例尺數字測圖實現了從野外數據采集、處理到繪圖過程的自動化和一體化。國內已研制和開發了許多各具特色的大比例尺野外成圖軟件,比較有代表性的包括清華山維公司的EPSW 系統、南方測繪公司的CASS 系統、廣州開思測繪軟件有限公司的SCSG系統。這些系統已在國內生產單位中得到比較廣泛的應用。近年來測繪界提出的“高端全站儀”,要求它不僅能適用于各種測量工作,而且還能用作“單人全站儀”,即只需一人便可進行測圖作業,而且在觀測點處作業。在這種情況下,為獲得高質量的觀測成果,對儀器就要提出新的要求。

  4.2. 攝影測量技術的發展及其在大比例尺地形圖中的應用

  當測繪的面積較大或測區條件困難時,使用攝影測量技術(包括航空攝影測量和地面攝影測量)進行地形測繪是一種常用的方法。最近若干年來,攝影測量技術有了兩個重大突破,第一是數字攝影測量技術趨于成熟并實際投入應用;第二是GPS 的出現使得攝影測量的外業控制變得簡單。它們都使得攝影測量方法的經濟性和效率大大提高,競爭力和生命力進一步加強。數字攝影測量也稱為軟拷貝攝影測量,它從根本上改變了攝影測量對價格昂貴、光機結構復雜的專門測圖儀器的依賴,是攝影測量領域的一次革命。基于微機的數字攝影測量系統目前可以高效率、高質量地完成自動定向、空中三角測量、自動數字地面模型生成、自動正射影像圖制作和交互式數字測圖以及三維景觀模型采集等一系列作業,精度與通常的解析測圖儀相當。

  4.3. 其它的地形測圖技術

  其它的地形測圖技術主要是指將GPS 與其它傳感器集成于一定運載工具上而形成的數字測圖技術及直接利用GPS 測圖的技術。主要包括:

  4.3.1 機載激光雷達系統。激光雷達技術是近數十年來攝影測量與遙感領域最具革命性的成就之一,是目前最先進的對地攝影測量系統。在DGPS、IMU 支持下,激光掃描系統通過激光掃描器和距離傳感器,經由微計算機對測量資料進行內部處理,顯示或存儲、輸出距離和角

  度等資料,并與距離傳感器獲取的數據相匹配,經過相應軟件進行一系列處理來獲取被測目標的表面形態和三維坐標數據,從而進行各種量算或建立立體模型。該技術的最初目的主要是獲取困難地區的數字高程模型(DEM)數據。在這些困難地區,例如森林,沙灘等,使用常

  規攝影測量方法費時、費力,很難獲取高精度的地面高程模型數據。使用機載激光雷達系統,可以高效、高精度地直接獲取地面的數字高程模型數據。

  4.3.2 水下測繪系統。該系統是一種移動測繪系統,主要由GPS 接收機、自動測深儀、數據采集軟件和通訊設備等組成,平面測繪精度取決于GPS 的作業方式和接收機的性能,高程精度則與測深儀有關。它們已在大比例尺水下地形測量實踐中得到了廣泛的應用,國內代表的產品有中海達水下測繪系統、南方水下測繪系統。

  4.3.3 RTK 數字測圖技術。隨著實時動態差分RTK 技術的進一步完善,人們提出了RTK 測圖的設想,就是將RTK 當成全站儀,配置相應的支持軟件直接用于測圖,該方法在地物稀少、植被覆蓋不厚的測區中具有良好的應用前景。

  五、新技術在工程測量中的應用

  5.1GPS技術在工程測量的應用

  隨著GPS測量技術的快速發展,GPS在工程測量的應用中越來越廣泛。GPS系統是利用24顆衛星、地面接收裝置以及用戶接收儀器組成,可以全天候地連續提供高精度的三維坐標、三維速度和時間信息等技術參數。工程的測量主要應用了GPS的兩大功能:靜態功能和動態功能。靜態功能是通過接收到的衛星信息,確定地面某點的三維坐標;動態功能是通過衛星系統,把已知的三維坐標點位,實地放樣地面上。通過GPS測量技術可以實時、有效、精準的對公路工程、建筑工程、鐵路工程等工程進行準確的測量,以保障工程的順利實施。

  5.2GIS技術在工程測量的應用

  Web-GIS(GeographicalInformationSystem)地理信息系統是一種通過電子地圖發布、空間數據分析、圖形交互應用等方式,采集、處理、存貯、管理、分析、輸出地理空間數據及其屬性信息的計算機管理信息系統,具有科學性、準確性、權威性。在進行房地產工程測量時,借助Web-GIS技術可以對工程實際占用的土地進行“實景”測量并準確計算其面積,其在工程施工過程中對于放線工作的輔助作用更是非常重要,可以實時檢測工程放線工作精準度。

  5.3RS技術的應用

  RS(RemoteSensing),即遙感技術。遙感技術包括傳感器技術,信息傳輸技術,信息處理、提取和應用技術,目標信息特征的分析與測量技術等。RS技術具有大面積的同步觀測、時效性強,數據的綜合性和可比性及經濟性具有教高的優勢,得到快速的普及,多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取,為應用于工程測量領域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

  5.4新儀器的應用提高了工程測量效率

  新設備的使用在很大程度上提高了原有技術測量方式的工作效率,例如在地鐵中,采用全站儀、垂準儀和陀螺經緯儀組成的聯合作業方法進行豎井定向,該方法擺脫了傳統懸吊鋼絲的聯系三角形法,不僅克服了受城市地鐵施工場地狹窄制約、圖形強度不易提高、占用井筒時間過長等缺點,而且采用雙投點、雙定向的方法,大大增加了測量檢核條件,又提高了定向精度。當隧道埋深較淺時,則采用導線測量方法和向地下傳統坐標和方向,同樣布設雙導線加強檢核和提高精度。當隧道貫通距離較長時,還可采用在隧道上鉆孔,通過鉆孔投測坐標或測定投測點陀螺方位角的方法提高定向精度。由此可以看出新技術的應用不僅僅停留在新的測繪方式上,同時也是新設備的應用。

  再有在斷面測量時,斷面測量儀使得斷面測量工作有了新的突破,但該儀器不能實行一站多斷面測量,而且價格昂貴,很多單位無經濟能力問津。通過幾年來的實踐和應用,采用全站儀、數據采集器、計算機和覘牌組成斷面測量系統進行斷面測量,利用該系統進行斷面測量的方法有二種,一種是將全站儀和覘牌安置在隧道中線點上,首先測量置鏡點至欲測斷面中線點的水平距離和高程,并將水平角置零,然后就可連續依次測量多個斷面測量點水平角和垂直角信息,并自動傳輸到數據采集器之中,并通過計算機經運算既可求出待測點與中線距離。最終以數據表格和斷面圖形式輸出觀測成果。另外,為保證測量的斷面垂直于中線,在覘牌上安置有簡單照準裝置和水平度盤裝置,不管是直線、圓曲線還是緩和曲線段,都可以根據事先計算好的覘牌至儀器方向與斷面夾角值標定出斷面方向。另一種方法是將全站儀或覘牌安置在隧道內任意位置,即測量儀器或覘牌在非線路中心進行斷面測量。該方法利用任意安置儀器或覘牌的點與線路關系,通過計算機確定斷面里程和議程,從而進行斷面測量。上述兩種斷面測量方法速度快,使用方便,而且可以充分利用本單位現有測量儀器設備,具有非常可觀的社會效益和經濟效益。

  六、結束語

  通過多年來的實踐和理論研究表明,測量新技術在工程測繪中,能夠大大提高工程測量的可靠性和作業效率,并且極大的降低了作業強度,適應現代社會“快節奏”的要求,也使

  技術人員能從繁重的實地測量工作中解放出來國。


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