1 数字化技术
1.1 数字化测绘的原理
(1) 地图数字化技术, 是一种高效、便捷且保真的地图处理技术。仪器上一般有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类, 针对大比例尺地形图, 借助扫描矢量化软件, 大多数该类软件能自动地提取多边形信息;
(2) 数字化成图手段, 与传统工程测量相比, 在大比例尺地形图和工程图的测绘上, 其具有精度高、内外业分工明确、便于人员分配、成图效率高等优点, 其模式有两种: (1) 数字化成图技术有内外业一体化; (2) 电子平板两种模式。应用的主要仪器设备是全站仪、电子手簿等。
1.2 数字化测绘的优点
数字化测绘很符合现代社会信息的要求, 是现代测绘的发展方向。
(1) 凭借计算机的模拟, 将地形、地貌特征以及地籍要素分层次直观地反映出来, 一目了然, 便于读懂和进一步研究。
(2) 在使用、更新和维护上非常方便和快捷, 产品信息的现势性能够被随时保持下来, 便于补充和修改, 还能够对图形进行随意拼接和缩放, 具有广泛的用途。
(3) 将该测绘技术的测绘成果作为底图, 可以通过计算机, 实施各种设计与规划, 以及对许多方案的设计进行比较, 也能够很方便且准确地对各种要素的统计、叠加、汇总和分析。
1.3 数字测绘在工程测量中的主要内容
(1) 原图数字化。在操作中充分借助于现有的地形图, 只要配备计算机、数字化仪或扫描仪, 再利用数字化软件就可以实施测量了, 并且获得数字化成果的时间周期非常短。非常适合于受到一时经费困难和时间限制条件下但又需要用到数字地形图的工程。其具有两种工作方法:扫描矢量化和手扶跟踪数字化。伴随着地图不断地更新和实测坐标不断地增加, 地图的精度也有所提高。
(2) 地面数字测图, 也被称作为内外业一体化数字测图, 是目前我国测绘单位中应用最为广泛的数字测图方法。在没有合乎要求的大比例尺地图的地区, 直接采用地面数字测图, 其测绘精度高, 操作合理, 可以做到重要地物相对于邻近控制点的精度控制小于5mm。
2 GPS全球卫星定位技术
2.1 GPS的测量原理
美国从20世纪70年代开始研究全球定位系统GPS, 最终全面建成于1994年, GPS具有高精度、全天候、多功能、高效益、操作简便、自动化等显著优点, 能海陆空进行全方位实时定位与三维导航, 被广泛运用于大地测量和工程测量。
(1) 部件组成。GPS测量系统由空间卫星星座、地面监控站和用户设备几个部分组成。GPS空间卫星星座具有工作卫星21颗, 轨备用卫星3颗, 如果高度角超过15°, 那么在地球的任一地点、任一时刻, 平均有6颗卫星可以同时被观测到, 多的可达到9颗;GPS地面监控站组成部分是分布在全球的主控站一个、注入站三个, 还有五个检测站;GPS用户设备主要由三个部件构成:GPS接收机、数据处理软件及其终端设备。
(2) 运行机理。卫星用L波段的两个无线电载波向用户设备不间断地发射含有卫星的位置信息的导航定位信号, 卫星因此成为了一个动态的已知点;地面监测站, 首先主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据, 计算各卫星的钟差参数、轨道参数等, 接着编制导航电文并传送到注入站, 最后再通过注入站将收到的导航电文数送到相应卫星的存储器中;按一定卫星高度截止角, GPS接收机可捕获到所选择的待测卫星的信号, 有效地跟踪卫星的运行, 实现对信号进行交换、放大以及处理, 再借助软件, 利用基线解算、网平差等方法, 求出测站点的三维坐标。
2.2 GPS的测量优点
(1) 无需通视。采用GPS技术测设方格网, 比常规方法适应性更强, 网形构造简单, 点的疏密和边的长短可灵活选取, 即使离已知控制点较远也可以连接, 并进行控制网的定位和定向。另外, 它解决了点位之间无法通视的困难, 选点灵活, 不需要高标同时还可以保证外业施测不受天气影响。测设大型方格网和通视条件特别困难时, 尤其能够显示其优越性。
(2) 定位精度高。定位精度上, GPS测量精度与红外仪差不多, 不过距离较远时, GPS测量优越性就得到了充分的显现。GPS方格网点位、精度高, 能够有效符合道路工程施工规范的要求, 精度储备很高。同时作为方格网测量精度指标, 与相对中误差相比采用点位中误差来表示精度指标更为合理、可行。
(3) 测量效率高。采用GPS布设控制网, 每个测站上的观测时间一般在30min~40min左右, 观测时间短。布设道路工程控制网, 图形强度系数高提高了点位趋近速度, 促进了道路网形优化。另外, 采用GPS-RTK测设建筑方格网, 一个参考站可有多台流动站作业, 单人可以完成整个作业, 有效降低了劳动强度, 提高了工程效率。
3 其他几种新技术
3.1 RS (遥感技术)
目前, 各种中、小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取, 如表1所示, 多光谱和高分辨率的遥感卫星将成为这种技术实施测量的重要手段, 该技术经济可行, 实现了大面积的同步观测, 还具有时效性、数据的综合性和可比性等优势, 对于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图的更新, 是一种比较快捷、便利的方法。
3.2 GIS (地理信息技术)
GIS是集计算机科学、信息科学、空间科学、环境科学、测绘遥感科学和管理科学等众多学科为一身的新兴学科。在技术上的优势除了能集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程, 还实现了空间提示、预测预报和辅助决策功能。
3.3 3S集成技术
3S集成技术是指将 (GPS, GIS, RS) 三种对地观测新技术及其他相关技术有机地集成在一起, 不仅仅是线的连接, 更重要的是实时地、整体性的系统处理。该技术包括空基3S集成与地基3S集成, 3S技术为大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。
摘要：科技的进步与发展, 新的测绘技术也是日新月异, 本文重点介绍工程测量中的数字化技术和GPS技术, 简单介绍GIS技术、RS技术和3S技术。
关键词：工程测量,新技术
参考文献
[1] 李青岳.工程测量学[M].北京:测绘出版社, 1995.
[2] 龚健雅.建立我国的基础地理信息框架[J].中国测绘, 1997 (4) :30～32.