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淺析計算機數字化測繪技術及應用

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目前而言,數字化測繪技術傳統定位及繪圖還是重要的社會需求,下面是小編蒐集整理的一篇探究計算機數字化測繪技術應用的論文範文,歡迎閱讀借鑑。

淺析計算機數字化測繪技術及應用

 [摘要]目前,我國測繪學科正處於地理資訊發展的機遇期、測繪建設的攻堅期及數字構建的關鍵期,且隨着測繪學科的發展,測繪模式逐步自數字化方向轉變爲資訊化方向。數字化測繪技術已在全球得到廣泛運用,本文以計算機數字化測繪技術在工程測量中的運用爲例,總結了該技術具有自動化程度高,數據整理快捷,測繪精確度高,圖形屬性資訊豐富,圖形編輯方便等優點。

[關鍵詞]計算機數字化 測繪技術 工程測量

伴隨着計算機資訊技術的快速發展,各類硬件的製作水平得到了不斷提高,全球都進入到了資訊與數字年代。而在測繪領域中,各類新技術、新設備的不斷應用,轉變了傳統的測繪工作方式(如平板成圖、簡單調繪)。數字化的工作方式隨着計算機資訊技術的發展趨於成熟,不僅減輕了測繪工作人員的工作量及強度,同時也提高了測繪範圍和準確度,現已逐步成爲主流的測繪方式。

1計算機數字化測繪技術簡介

1.1全球衛星定位技術

全球衛星定位技術由美國國防部發明,即GlobalPositioning System,簡稱GPS。此技術是運用同步衛星來實現全世界範圍內的定位,且定位精確。當前GPS 衛星數量非常的多,全球範圍所有角度至少都有四顆衛星,實現了全球24 小時定位。且具有定位精度高、操作使用方便等特點,因此得到了廣泛的運用。

全球衛星定位技術主要包括:靜態定位技術(GPS)、實時動態定位技術(RTK)。

1.1.1靜態定位技術(GPS)

GPS 定位技術需要1-2 小時的時間才能實現同步觀測。伴隨對GPS 技術要求的不斷提高,此傳統方式無法滿足人們需要,因此靜態定位技術由此產生。此技術具有適應性強,不被天候影響和網型構造影響等特點,可以解決點、點不能通視問題,通常運用於大型控制測量。

1.1.2實時動態定位技術(RTK)

RTK,又稱Real-time kinematic,是實時動態的差分法。此方法是當前常用的新的GPS 測量方法。傳統的動態測量、快速靜態測量、靜態測量想要獲得釐米級精度需要在測量後經過計算才能得出。而RTK 採用載波相位動態實時差分法,可以實時在野外得到精確度爲釐米的測量結果。

RTK 工作形式:透過數據錠- 調制解調器基準站把觀測值、站點的.座標資訊以電磁信號在同一時間發送至流動站。流動站接收數據同時採集GPS 衛星信號後取得觀測數據,在系統內組成差分觀測值進行實時處理,及時給出精度爲釐米級的流動站點位座標。RTK 廣泛運用於線路中線定線、用地測量中。

1.2光電測距技術

此技術的載波是採用紅外光或可見光,透過測定光線在沿線兩個點間的來往傳播時間來計算距離的技術。該技術主要運用在電子水準儀、全站儀等設備中。

1.2.1電子水準儀

電子水準儀亦稱爲數字水準儀。由20 世紀90 年代蔡司公司發明,在自動安平水準儀基礎上發展來的,以自動安平水準儀作爲基礎,在望遠鏡光路中增加鏡、探測器,採用圖像處理電子系統二構成和條碼標尺的光機電測一體化的高科技產品。此技術有效補足了GPS 定位技術的缺陷,且具有測量速度快、精確度高等優點。電子水準儀在數字測量中佔有重要地位。

1.2.2全站儀

全名爲全站型電子速測儀,Electronic Total Station。是可將電、機、光集合成一體的測量儀器。且具有測量速度快、操作方便、精確度高等優點,可以實現一次安置儀器即可完成測站上的所有測量工作。通常運用於大型建築及地下隧道施工等變形監測和精密工程測量中。

2傳統測繪技術存在的主要問題

2.1工作效率不高

傳統的測圖方式採用的是儀器測圖,通使用的儀器主要有:水準儀、平板儀、經緯儀等。運用儀器測到點平面座標或水平角等來確定點的位置,之後繪圖工作人員透過計算得出三維的座標,按座標把點展至圖紙上。跑尺按照實際地形向繪圖員報告測的是何點,此點應與哪點連接等,繪圖員當場按照展繪點位關係用圖式符號把地物描繪出來。這樣不但增加了野外工作時間也增加內業工作量,且操作過程中有可能出現差錯。

2.2測圖精度差

傳統測圖地物點平面位置的誤差主要受到以下誤差的影響:展繪、測定、地形圖上地物佔刺點誤差等。當前雖普及了紅外測距儀器、電子速測儀器,測距與測角精度得到了較大提升,但是運用白紙測圖方法繪製的地形圖無法展現出儀器的精度,其圖解地形圖精度未能得到應有提高。

3數字化測繪技術在工程測量運用中的特點分析

與傳統測量技術相比,數字化測繪技術在工程測量運用中具有以下特點:

3.1自動化程度高

數字化測繪系統是以計算機爲核心,以全站儀、GPS、數字攝影測量儀、數字化儀等爲數據採集工具,在外接輸入輸出軟、硬件的支援下,對地形的數字空間進行採集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的綜合測繪系統。採取數字化測繪技術可以最直觀的反映事物的要點,大大提升了工程測量的自動化程度。

傳統的對工程圖和比例尺過大的地圖需要進行復雜的野外測繪,其工作時間週期長。由於運用了數字化的測繪技術,可以大大減少野外測繪人員的勞動量和強度。

3.2數據整理快捷

數據化測繪形成的圖形承載的資訊量很大,對於不同的數據可以進行分層存放。數據化測圖整理非常方便,攜帶式計算機應用可讓部分編圖透過掌上電腦等外來數據採集完成,讓數據整理或更新快捷、方便,測繪人員只需要存入數據的一些修改即可得到全新食物數據圖形。

3.3測繪精確度高

數字化測圖只需要透過計算機即可方便、簡單的完成圖形編輯操作,測圖的時候也避免了複雜的記錄、考覈、計算等。數字化測圖是透過數字化技術自行更新而實現的,不受人爲因素影響,出現誤差機率較小。數字化測圖讓數據在傳達過程中減少了誤差,可以獲得精確的測量結果。

3.4圖形屬性資訊豐富

進行數字測圖時不單單是要測定地形點的座標,還要知道所測的點屬性是什麼,當時就記錄下此點的測點的編碼以及連接資訊,顯示成圖時利用測圖系統中圖式符號庫,只需要知道編碼即可從庫中找到和此編碼相應的圖式符號就可以完成圖形。所以,數字測圖時所採用的圖形資訊,其包括點定位資訊、連接資訊以及屬性資訊,方便查找。

4數字化測繪技術在工程測量中的運用

4.1數字測圖技術的主要內容

4.1.1原圖數字化

如果一個地方要用數字地形圖,但因爲一些外在原因制約的時候,原圖數字化是非常合適的。可充分利用現在地形圖,只需要配備計算機、掃描儀、數字化軟件即可工作,且能在較少時間內得到數字化的結果。

工作方法有兩種:手扶跟蹤數字化、掃描矢量化,矢量化精度和效率更高。但利用此方法獲得數字地圖的精度要比原圖精度差。且反映的只是白紙成圖時地表上各種地物、地形、地貌,同時性不好。所以僅可作爲應急的方法佈局。爲了有效利用此方法得到數字地圖,可透過偵測、補測方法,實測一部分地物點精確座標,之後再用這些點座標替代原座標,調速後在一定程度上提升了原圖精確度。且隨着地圖不斷更新,實測座標的增加,地圖精度也可得到相應提高。

4.1.2地面數字測圖

在沒有適合要求大比例尺地圖的地區,可直接運用地面數字測圖法,此法也稱爲內外業一體化數字測圖,是我們國家目前各個測繪公司運用最多的方法。運用此方法得到的數字地圖精確度非常高,只需要採用一定方法,重要地物相對於接近控制點的精度在5 釐米之內的,完全可以勝任。

4.2數字測繪在數字地球中的運用

數字地球指的是將社會與經濟各方面的資訊統一到一個地理座標總體中,按數字形式存於計算機內,所有機構、個人都可透過網絡通訊技術方獲取相關資訊。

數字地球是非常大且複雜的系統工程,技術複雜、涉及部門較多,沒有任一部門或團體可以獨自承擔,需要資訊科學、空間技術等部門周密配合。測繪作爲資訊學及地學的重要組成部分,在國家空間數據基礎設施建設中具有十分重要的作用。空間基礎資訊的處理和獲取,向資訊者提供多元化的數字資訊已成爲測繪工作人員的重要職責。因此,數字測繪在數字地球中得到了廣泛運用。

5對數字化測繪技術發展的展望

當前測繪技術和測繪儀器正向數字化、自動化方向發展,突破了原有傳統的人工測繪理念,形成現在較好一套數字化測繪技術。但目前的測繪技術在地質工程測量應用中仍存在一些問題,需要測繪工作者共同努力,積極研究解決新問題、新技術,不斷推進工程測量事業的可持續發展。

就目前而言,數字化測繪技術傳統定位及繪圖還是重要的社會需求,但社會已經對測繪部門提出了新需求,以前與測繪部門無關或關係不大的資訊採編、分析利用等也開始要測繪部門承擔。因爲社會發展、人民生活各類資訊都是以空間定位爲基礎的,由於市場需求的不斷提升,數字化測繪技術定會得到更加廣泛的運用。