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摘要:本文通過對《國家基本比例尺地圖圖式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》(GB/T 20257.1-2007)的解讀,并指出了該《圖式》的特點及存在的不足,并提出了個人的觀點。
關鍵詞:地形圖 圖式 變化及特點 不足
abstract:This article is base on the understanding of The first part of the National basic scale map,1:500,1:1000,1:2000 map style, to indicate It's unique characteristic and what It's lacking, bring forward my personal views. Keywords: digitise, Topographic maps,Schema, Application.
1.引言
地形圖指的是地表起伏形態和地物位置、形狀在水平面上的投影圖。地形圖圖式是地形圖上表示各種地物和地貌要素的符號、注記和顏色的規則和標準,是測繪和出版地形圖必須遵守的基本依據之一,是由國家統一頒布執行的標準。
改革開放三十年,中國的經濟建設處在高速發展階段。原有的《1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》GB/T 7929—1995已不適應現代測繪的發展,2007年中國國家標準化委員會及相關部門頒布并實施《國家基本比例尺地圖圖式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》。新版《圖式》的出發點,著眼于數字化地形圖的出圖及入庫,拋棄了手工繪圖,便于識圖,增加了現代化城市建設中地物符號,同時對各類符號的應用給予詮釋。頒布至今已有四年,在國民經濟建設及測繪生產中起到主要的作用。但在應用過程中,同時也發現了新《圖式》的不足。
2.解讀
新版《圖式》,在符號的標識上,添加了如醫院、展覽館、電影院等公共機構地物符號,圖文并茂,易于識圖。調整并規范了《圖式》符號的標準結構,提高了在應用領域的兼容性。
2.1新版《圖式》的變化及特點
(1)新版《圖式》規定的顏色除了單色外,同時可采用CMYK 印刷色彩模式;95版《圖式》對于地形圖顏色規定采用藍曬、單色或黑棕綠三色印刷。
(2)新版《圖式》在符號的尺寸及符號間相互關系上更趨于嚴謹,便于出圖。
(3)新版《圖式》在符號與注記上共分為九個類別:測量控制點、水系、居民地及設施、交通、管線、境界、地貌、植被與土質、注記。與原有的95版《圖式》在符號與注記進行相比,將95版《圖式》的工礦建(構)筑物及其它設施劃歸到居民地及設施,將地貌和土質拆分開,土質劃歸到植被與土質分項。
(4)增加、刪除及更改了部分符號。
①.導線及圖根控制點做了相應調整,天文控制點標注更加詳細。
②.居民地及設施分項,新《圖式》中圍墻中間是用方塊來表示, 簡易房新圖示用“簡”字填充, 地下建筑物的出入口分類更加明確, 公共設施及有標志的建筑添加了符號標注,例如電信局符號、公共汽車站等,視覺更加形象。
③.新版《圖式》中添加了城市及鄉鎮的街道符號。
④.細分了變電室(所)的屬性。
⑤.刪除了跡地符號,更換了獨立樹(棕櫚、椰子、檳榔)符號。
⑥.地物的屬性注記,注記顏色與相應地物符號顏色一致。
3 2007版《圖式》的不足之處
《圖式》在我國國民經濟建設和測繪生產工作中起到非常重要的作用。《圖式》符號的更新應本著以下原則:
①.飛速發展的現代化規劃、建設;
②.數字測繪新技術的應用;
③.在應用領域的兼容性;
3.1《圖式》符號制作上的不足
①.新版《圖式》符號的制作,需要結合現代化社會發展帶來的新型產物。如商業繁華中心、機場、車站等場所中立體停車場的符號未予設計。
②.由于現代測繪新技術的發展,新版《圖式》未能跟得上入庫方面的要求。
③.新版《圖式》與《基礎地理信息要素分類與代碼》(GBT 13923-2006)頒布時間不一致,造成脫節。如學校,在新版《圖式》中分為大學、中學(含小學),而《基礎地理信息要素分類與代碼》中只有學校,對應代碼為“340101”,在實際應用中需要對《基礎地理信息要素分類與代碼》進行擴充。
④.新版《圖式》中,公路等級采用圓圈,在符號制作及入庫時存在一定的技術難度。
⑤.新版《圖式》中有些符號存在模糊定義,如4.3.99懸空通廊,采用實線表示,而4.3.5架空房屋采用虛線表示。
⑥.新版《圖式》中有些符號表示不完善,如地下建筑物通道,地下建筑物通常起到人防及停車的作用,有些地下建筑物是商場或者超市。這種情況下,需要針對地下建筑物出入口嚴格、通俗定義:
上圖中借助了商場及停車場的符號,使讀圖時易懂、方便。
⑦.符號的制作設計思路宜簡單實用,尤其是對日常生活中經常接觸的地物符號,應“圖文并茂”。如新版《圖式》中賓館、停車場的符號,簡單易讀。而電信局、郵局的符號形狀復雜,不易判讀。
4.結論及建議
地形圖涉及的社會行業非常多,如電信、交通、天氣、環保、治安、農林等部門。地形圖圖式是用來識別地形圖的標識,標準的圖式能夠科學的反應實際場地的形態和特征,既要滿足專業技術人員規劃、設計,也要滿足非專業人士的淺讀,是多個行業技術人員識別地形圖的交換語言。圖式符號的制作,應該汲取“漢字”的構造特點—象形,直觀達意。
隨著國民經濟與測繪新技術的發展以及對地圖需求的不斷提高,地形圖圖式還有待在今后的工作中更新。建議地形圖圖式再更新時,應廣泛采納多行業的意見,與應用領域同步,同時在符號的分項分類中,留出擴充空間。
參考文獻:
[1]《國家基本比例尺地圖圖式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》(GB/T 20257.1-2007)[S].
[2]《基礎地理信息要素分類與代碼》(GBT 13923-2006)[S] .
關鍵詞:GPS輔助空中三角測量;精密單點定位;POS;精度
中圖分類號:TN141文獻標識碼: A 文章編號:
測量工作在礦山勘探、設計、開發和生產運營的各個階段起著重要的保障作用,隨著空間信息技術、數字信息技術和自動化、智能化技術的飛速發展,新型測繪儀器迅速出現與普及,使礦山測量在工作內容和技術方法等方面發生了深刻的變革。運用現代數字化測量技術進行礦山測量有助于提高礦山測量精度,降低測量工作勞動強度,提高礦山測量效率。
航空攝影測量技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間,并積累了豐富的經驗,較之傳統的測圖方法,利用航空攝影測量技術成圖速度快、成本低、精度高,是一種應用極為廣泛的測圖方法。
精密單點定位技術的出現,為航空攝影提供了新的解決方案。目前國際服務組織所提供的精密星歷和精密鐘差的精度已經很高。隨著接收機性能的不斷改善,載波相位精度不斷提高,以及大氣改正模型和改正方法不斷深入,為精密單點定位技術應用航空攝影中提供了可能性。[1]
本文以礦區大小比例尺地形圖測繪生產為例,介紹了并進行基于精密單點定位的GPS/ POS輔助空中三角測量試驗,分析并比較了空中三角測量方法的加密精度,得出了基于精密單點定位的GPS/ POS輔助攝影進行大小比例尺航測成圖時新的像控布點、像控測量以及GPS/ POS輔助空中三角測量加密的方法。
1精密單點定位技術
精密單點定位(PPP-Precise Point Positioning)指得是利用載波相位觀測值以及IGS等組織提供的高精度的衛星星歷及衛星鐘差來進行高精度單點定位的方法。利用IGS提供的高精度的GPS精密衛星星歷和衛星鐘差,以及單臺雙頻GPS接收機采集的載波相位觀測值,采用非差模型進行精密單點定位。精密單點定位的優點在于在進行精密單點定位時,除能解算出測站坐標,同時解算出接收機鐘差、衛星鐘差、電離層和對流層延遲改正信息等參數,這些結果可以滿足不同層次用戶的需要(如研究授時、電離層、接收機鐘差、衛星鐘差及地球自轉等)。[1]
2GPS輔助空中三角測量的定義及方法
GPS輔助空中三角測量是利用GPS定位技術獲取航攝儀曝光時刻攝站的三維坐標,然后將GPS攝站坐標視為帶權觀測值與攝影測量數據進行聯合平差,確定目標點位,并評定其質量的理論、技術和方法。[4]
3IMU/DGPS輔助航空攝影測量定義及方法
IMU/DGPS輔助航空攝影測量是指利用裝在飛機上的GPS接收機和設在地面上的一個或多個基站上的GPS接收機同步而連續地觀測GPS衛星信號,通過GPS載波相位測量差分定位技術獲取航攝儀的位置參數,應用與航攝儀緊密固連的高精度慣性測量單元(IMU,Inertial Measurement Unit)直接測定航攝儀的姿態參數,通過IMU, DGPS數據的聯合后處理技術獲得測圖所需的每張像片高精度外方位元素的航空攝影測量理論、技術和方法。
將基于IMU/DGPS技術直接獲取的每張像片的外方位元素,作為帶權觀測值參與攝影測量區域網平差,獲得更高精度的像片外方位元素成果。這種方法即IMU/DGPS輔助空中三角測量方法(國際上稱Integrated Sensor Orientation,簡稱ISO)。[6]
4 試驗及其結果分析
本文就以兩個測區進行試驗,試驗1GSD為0.272m,相對航高為2000m,成圖比例尺為1:25000,試驗2 GSD為0.15m,相對航高為1100m,成圖比例尺為1:2000,以試驗在礦區基于精密單點定位技術的航空攝影測量方法成圖的應用。
4.1 試驗資料
試驗1為了滿足某礦區信息化管理的需求,為礦區決策、規劃、普查、資源整合、開發、資料申報及建立礦區全區域地形圖信息化管理數據庫系統提供基礎資料,某礦區實施全區域地形圖信息化管理數據庫系統-1:25000地形圖航測成圖工程。測區地處太行山南段與中條山北緣的結合部,地形復雜,地貌特征以山地為主。要保質保量的按時完成工程任務只有依靠科技創新,采用新技術,新方法和新裝備才能解決常規測繪技術無法解決的難題。
在本工程航空攝影、像片控制測量、空中三角測量和調繪等環節中均采用了新技術。航空攝影時采用了先進的SWDC數碼攝影系統;像片控制測量中同時采用了精密單點定位技術和似大地水準面模型兩項新技術;空中三角測量使用GPS輔助空中三角測量等。
試驗2為了保證某礦區更好的發展規劃和數字地形圖的現勢性,建設成數字化、生態型、工業旅游型中國煤炭工業品牌礦井,為生產建設提供科學、可靠的基礎數據,某礦區利用航測方法成1:2000地形圖測繪工程,本工程采用新技術POS航攝技術。
4.2試驗數據分析
為了分析利用精密單點定位技術進行GPS/POS輔助航空攝影測量方法所能達到的加密精度,通過試驗和數碼相機的固有優點,得出一些結論。圖1為試驗1的像控布點方案,圖2為試驗2的像控布點方案,表1列出了GPS/POS輔助空中三角測量精度統計表,表2列出了光束法區域網平差精度統計表。
圖1 試驗1布點方案
圖2 試驗2布點方案
表1 GPS/POS輔助空中三角測量精度統計表
表2 光束法區域網平差精度統計表
在GPS/POS輔助航空攝影時必須架設地面基準站,是需花費人力物力而且費時的工作,尤其是當測區范圍較大,在帶狀管線項目中需要設置多個基準站時,作業難度相當大。此次精密單點定位技術與數碼相機結合應用的成功探索,減少了航飛時基站布設的工作量。通過上述試驗說明,在GPS/POS輔助航空攝影測量中,可以無需布設地面基準站。GPS/POS輔助航空攝影按照常規航空攝影技術規程進行攝影作業是可行的。
從表1、表2可以看出, GPS輔助光束法區域網平差與自檢校光束法的結果是一致的。這表明,該測區的航攝資料是可用的,GPS攝站坐標的解算是正確的,利用該試驗區來進行GPS輔助光束法平差的精度分析是值得信賴的。
采用現行幾種航空攝影空中三角測量測量方法,加密點的精度均可滿足所處地
形相應比例尺航測內業加密的精度要求。試驗1、試驗2的精度均符合GB/T 7930-2008《1:500、1:1000、1:2000地形圖航空攝影測量內業規范》、GB/T 12340-2008《1:25000、1:50000、1:100000地形圖航空攝影測量內業規范》的規定。對于常規光束區域網平差來說精度主要取決于地面控制點的分布與間距,區域越大,所需的地面控制點越多,本次試驗1分別布設了69個地面控制點;對于小比例尺成圖GPS輔助空中三角測量測量而言只需在區域網的四角布設4個平高地面控制點,其不隨區域網的大小而變化。對于GPS輔助空中三角測量測量從表1可以看出,隨著地面控制點的減少,區域網平差的精度有所降低,當無地面控制點時尤為明顯。所以,要達到測量規范所要求的精度,必須采用合理的地面控制方案;對于POS輔助空中三角測量測量來說,布點方案須經實驗區確定,在試驗2測區共計600平方公里共布設39個像控點(包括檢測點),節省了80%的像控點,節約了60%的做像控費用。
由于精密單點定位所獲取的攝站坐標還不能完全達到空中三角測量所需要的控
制點的精度要求,區域網平差中利用地面控制點進行強制的系統誤差補償是必不可少的,從表1可看出無地面控制的檢查點的殘差帶有明顯的系統誤差。在區域的四角布設4個地面控制點被認為是一種可完全改正GPS系統漂移誤差的實用方法。實際作業中,在區域的四角布設4個平高控制點是必要的,它們可用于GPS單點定位誤差、WGS84系與國家統一坐標系不一致所引起的坐標變換誤差以及測定空間偏移分量誤差等系統誤差的改正。從表1成1::25000地形圖可以看出,未加入地面控制點時,GPS存在系統誤差;加入地面控制點后,進行了GPS漂移改正,平差解算結果精度得以明顯提高。[7]
本次試驗中像控點測量采用GPS精密單點定位(PPP)技術與利用高精度似大
地水準面模型進行GPS高程測量的方式施測。采用PPP技術僅使用單臺GPS接收機就可以精確確定點位位置,實現高精度定位導航的功能。單機作業,靈活機動,大大節約用戶成本,定位精度不受作用距離的限制。
5 結語
通過上述試驗可得出基于精密單點定位技術的GPS輔助及慣導航測技術在礦區成圖中使用可節約了傳統像片控制測量的作業成本,優化了傳統空中三角測量加密工序的技術流程,縮短了航測成圖周期,可高效、高質量的服務于礦區成圖。精密單點定位技術在航測成圖中的應用不僅改變了過去先航攝,接著外業象控測量,最后內業空中三角測量加密的工序流程,而且提高了精度,減少作業的工序提高了作業效率,并實現了無地面基站,為最終實現數字攝影測量的自動化生產奠定了堅實的基礎。
目前精密單點定位技術還處于研究實驗階段,在航空攝影測量中的應用才剛剛開始,相信隨著精密星歷與精密鐘差的進一步發展,精密單點定位算法進一步成熟化,將精密單點定位技術應用航空攝影中成為一種必然的趨勢。
參 考 文 獻
[1] 精密單點定位技術在輔助航空攝影中的應用研究[學位論文].中國地質大學碩士學位論文.
[2]王成龍等.基于SWDC的國家基礎航空攝影測量可行性研究[J]. 測繪工程,2009,18(1)
[3]袁路晴等.超輕型飛機搭載SWDC系列數字航攝儀的航空攝影測量一體化作業思路[J].鐵路勘察,2007,6.
[4] 袁修孝.GPS輔助空中三角測量原理及應用[M] .北京:測繪出版社,2001.
[5] 袁修孝.GPS輔助空中三角測量及其質量控制[D] .武漢大學博士論文,1999.
[6] 李學友.IMU/DGPS輔助航空攝影測量綜述[J]. 測繪科學,2005,5(30):110-113.
關鍵詞:數字化測繪;地質勘查;傾斜攝影技術;工程測量
中圖分類號:P624文獻標識碼:A
引言
隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,特別是全球定位系統技術全面用于大地測量定位,全數字化測圖系統、影像掃描系統、全數字攝影測量工作站等數字化測繪技術裝備以及地理信息系統基礎軟件和應用軟件相繼問世,實現了地理信息獲取、處理、管理和分發服務全過程數字化,測繪生產力水平和生產效率大大提高。作為地質勘查專業單位,山西省地球物理化學勘查院(簡稱山西物化院)已經全面涉入了數字化測繪生產技術,具備了空間定位(GPS系統)、數據采集、外業一體化數字成圖與建庫等技術生產能力。從事控制測量、地形地籍測量、房產測繪工程與精密工程測量、航空攝影測量、地理信息工程、立體模型制作,服務領域涉及土地管理、水利工程、城市建設、房地產開發、公路與鐵路交通、國防建設、基礎測繪、地質找礦與礦山開發。作為一名測繪工作者,筆者簡要談一下對數字化測繪技術和地質工程測量發展應用的認識。
一、數字測圖的優點
大比例尺數字測圖有力地沖擊著傳統的平板儀或經緯儀的白紙測圖方法,大有取代白紙測圖之勢,這是因為數字測圖具有諸多的優點。
(一)測圖用圖自動化。
傳統測圖方式主要是手工作業,外作業測量人員人工記錄,人工繪制地形圖,在圖上人工量算所需要的坐標、距離和面積等等。數字測圖則使野外測量自動記錄,自動解算,使內業數據自動處理,自動成圖,自動繪圖,并向用圖者提供可處理的數字地形圖軟盤,用戶可自動提取圖數信息。
(二)圖形數字化。
用軟盤保存的數字地形圖,存儲了圖中具有特定含義的數字、文字、符號等各類數據信息,可方便地傳輸、處理和供多用戶共享。數字地圖不僅可以自動提取點位坐標、兩點距離、方位以及地塊面積等,還可以供工程、規劃CAD計算機輔助設計使用和供GIS地理信息系統建庫使用。數字地圖的管理,既節省空間,操作又十分方便。
(三)便于成果更新。
數字測圖的成果是以點的定位信息和屬性信息存入計算機,當實地有變化時,只需輸入變化信息的坐標、代碼,經過編輯處理,很快便可以得到更新的圖,從而可以確保地面的可靠性和現勢性,數字測圖可謂“一勞永逸”。
(四)避免了因圖紙伸縮帶來的各種誤差。
表示在圖紙上的地圖信息隨著時間的推移,會因圖紙的變形而產生誤差。數字測圖的成果以數字信息保存,避免了對圖紙的依賴性。
二、數字化技術在礦區地質勘查中的應用
(一)數字化測繪工作方法。
基礎控制部分,D、E級GPS的布設及選點埋石:根據煤礦區視野開闊,通視良好的實際情況D級GPS網在三等三角點之間布設為點連式、邊連式相結合的GPS網,每個點至少有4條基線與其相連。D級GPS點共布設點位50+,平均邊長1.5km。E級GPS點的布設在D級CPS的基礎上采用點連式的方法進行布設兩已知點問最多布設5個三角形,邊數不超過8條,共布設E級GPS點60+。D、E級平面控制網均采用GPS靜態相對定位測量布網,網形大多由三角形單點連接,少部分三角形邊連接。GPS控制點在測區內分布較均勻,網形合理,強度較高。
外業觀測:數據采集利用美國三臺阿什泰克M單頻接收機標稱精度5mm+2ppm。D進行觀測,觀測時段D級>~60min,E級>~45min,數據采集間隔10s,同步接收衛星頻數最少為5顆,絕大部分為7-8顆,衛星高度角大于15°,接收機與衛星的圖形強度良好。
數據處理:GPS外業數據處理和基線向量采用GPS接收機隨機商用軟件“Loucus軌跡處理軟件”在筆記本電腦上采用獨立基線平差方法進行。GPS網先在WGS-84坐標系中進行三維無約束平差,其目的在于檢核GPS網的內部符合精度,亦即處理由于多余觀測而引起的網內不符值問題,本次作業所有基線向量無一剔除,順利通過了檢驗,然后在基準點已知點的約束下進行二維約束平差,最后提供各點在高斯平面,第33度,帶上的1954年北京坐標系坐標和1956年黃海高程系。高精度均符合量規范要求。
數字化測圖的工作方法:由于測區的D、E級GPS點的密度能夠滿足地形圖的測繪要求,因此本次測圖直接在D、E級GPS點上進行。
(二)常規測圖方法和數字化測圖的精度比較
野外大比例尺數字化測圖的全過程幾乎都是用解析法進行的。雖然最后成果仍表現為圖解的線劃圖,但與傳統的平板儀測圖相比,有著本質的差別。數字化測圖不僅在效率上有很大提高,而且大大減輕了野外的勞動強度,更為突出的是地形圖數學精度的提高。
三、數字化測繪技術展望
現代測繪技術及測繪儀器向數字化、電子化、自動化方向發展,打破了傳統的手工測繪理念,形成目前較好的一套數字化測繪解決方案。但是,目前的測繪技術在地質工程測量中的應用依舊存在著若干問題.需要我們廣大測繪工作者的不懈努力,不斷提出新的任務、新課題和新要求.有力地推動和促進工程測量事業的進步與發展。目前,數字化測繪技術傳統的定位和繪圖仍是重要的社會需求,但社會已經對測繪部門提出了新的需求.以前和測繪部門無關或關系小大的屬性信息的采集、綜合分析利用等也開始要測繪部門承擔。由于社會發展和人民生活的各類信息都要以空間定位為基礎,由于市場需求的大量涌現,信息化測繪將迅速推動測繪企業的技術進步,測繪企業參與地理信息系統在各方而的應用和開發是總體趨勢,也是測繪企業生存和發展的方向。信息化測繪將是我國測繪由傳統測繪向數字化測繪轉化和跨越之后進入的又一個新的發展階段,它代表著我國測繪技術總的戰略方向。
四、結束語
本單位自數字化測繪技術應用于生產后,生產效率和經濟效益得到顯著提高。數字化測繪技術的探討,可使作業人員少走彎路、降低出錯率。數字化測繪技術的提高,可為提供數字產品奠定基礎,并提高了職工的技術素質。隨著數字工程的深入發展,GIS技術的不斷成熟、GPS技術在各行各業的廣泛應用。大力開展數字化測繪技術是地質測繪單位科技創新的任務和方向、也是提高地質測繪單位自身實力和經濟效益的重要手段。
參考文獻:
[1]廖立新,對數字化測繪技術在地質勘查中的應用探討[J].廣東科技,2009,4.
[2]鄒振興,數字化測繪技術的特點及在工程測量中的應用探討[J].中國高新技術企業,2008.
論文摘要:從信息化測繪對人才培養的要求,指出測量學教學中存在的不足:課程內容體系不完全合理,反映測繪新技術的內容相對較少;與課程配套的儀器設備滯后于測繪科技發展;體現測繪新技術在林業中應用的內容相對較少;林業類專業的學生對測量學課程重視不夠等。基于信息化測繪體系,結合林業類學科的特點和要求,從教材建設、教學內容、實驗實習環節的建設、考核制度、教學方法和手段以及教師隊伍建設等方面進行測量學教學改革。
信息化測繪體系涵蓋了地理信息獲取、處理、管理、表達、更新、應用和服務的全過程,其主要特征為:測繪生產自動化、測繪成果多樣化、測繪服務網絡化及測繪產品社會化。信息化測繪技術是信息化測繪體系的基礎,信息化測繪技術體系是在對地觀測技術、計算機技術及通訊技術等支撐下的有關地理空間數據獲取、處理、管理和分發服務的所有技術的集合。
南京林業大學是一所以工、農科為主,理、文、經、管、法協調發展的多學科性大學,測量學是開設面廣、實踐性強的一門專業基礎課程。林業類專業如林學、生態學和森林工程等專業都開設測量學課程,測量學課程的授課計劃學時依不同專業分別為48學時或64學時,包括課堂授課、課堂實驗,外加開課學期末1周或2周的集中實習。
1測量學課程教學中存在的問題
1.1課程內容體系不完全合理
測量學課程教學內容以傳統儀器獲取地理信息的內容多,獲得的成果也以紙質圖為主,不利于擴大學生的知識面,也不便于激發學生的創造性,更沒能充分體現信息化測繪體系下的測繪成果如何方便快捷地為林業服務,測繪新技術在林業中的應用等交叉融合教學內容比較薄弱。
1.2與課程配套的儀器設備滯后于測繪科技發展
儀器設備的投入嚴重不足,導致實踐教學的內容滯后于生產實踐。測繪生產單位早已使用先進的儀器設備進行測繪生產,可是學校由于經費有限,有的購不齊這些儀器,有的雖然儀器種類齊全,但數量太少,學生僅能進行參觀性實習,根本不能用于生產性實習。
1.3體現測繪新技術在林業中應用的內容相對較少
開設測量學課程的專業眾多,但不同的專業有各自的特點,所以不同專業在掌握測繪基本知識和基本技能的,測量學在不同的專業中的應用應該各有特色。只有不斷地完善課程內容設置,強化專業領域特色,才能滿足社會對人才的需要,才能充分發揮測量學知識在林業中的應用。對于林業類專業的學生,應突出測量學中的中小比例尺的地形圖或遙感影像圖在林業資源調查和生態規劃等中的應用,發揮大比例尺地形圖在精細林業中的作用等。
1.4林業類專業的學生對該課程重視不夠
由于測量學不是林業類專業的主干課程,他們認為不過是專業基礎課,不太重要,學生普遍對這門課不夠重視,加之實驗實習使用的儀器設備相對落后,致使很多學生在以后的工作中遇到有關測量的問題不能輕松解決。
實驗實習教學環節正是對理論知識進行驗證、鞏固和提高的過程,同時也是增強學生的動手能力和創新能力的機會。雖然測量學實踐教學占有本課程總學時一半的比重,但學生對實踐教學重要性認識不足,加之實驗實習班級逐漸增多,而實驗實習場地并沒有相應擴大,實驗實習考核較為彈性,學生只是被動地做驗證性實驗,沒能結合林業類專業做些設計性和創造性實驗。由于上述原因,導致學生對實驗實習環節不是很感興趣,不能充分達到實驗實習教學的目的。
2基于信息化測繪體系的測量學教學改革
基于信息化測繪體系,結合林業科學的特點和要求,從教材建設、教學內容、實驗實習環節的建設、考核制度、教學方法和手段以及教師隊伍建設等多方面進行測量學教學改革。
2.1教材建設
教材建設是課程建設的—個重要環節。以現代教育理論為指導,前瞻測繪科技發展,面向社會,拓寬測繪領域,組織教師,協同相關高校的教師編寫了《測量學》作為林業類專業的測量學教材。正確處理了傳統測繪知識與現代測繪理論之間的關系,教材中既有先進的測繪儀器和技術,同時也保留了一部分傳統的技術方法。通過學習讓學生充分認識到測量學在林業科學和經濟建設中的地位和作用。
2.2教學內容
顧及測繪科學技術的發展現狀和林業類專業測量學教學的目標定位,將測量學教學內容劃分為三部分:基礎測繪、專業測繪和現代測繪,基礎測繪部分包括:概論、高程測量、距離測量、角度測量、測量誤差理論及地形圖測繪等;專業測繪部分包括:生物多樣性測量、林業資源調查及地形圖在林業中的應用等;現代測繪部分包括:數字化測圖、GNSS、數字攝影測量、遙感技術及GIS等技術及其在林業中的應用。其中,基礎測繪部分是學習專業測繪的基礎;專業測繪部分突出體現測量學與林業科學的結合;現代測繪部分主要介紹測繪新技術、新理論在林業中的應用,注重培養學生的創新能力,以適應現代社會和未來發展的要求。授課內容體系按照“基礎一應用一提高”的基本思路,循序漸進,既符合高等教育教學規律,又較好的處理了傳統測量技術與現代測繪技術內容之間的關系。
2.3加強實驗實習環節的建設
(1)加大投入,更新實驗設備。
測量學課程的建設和發展,應有基本的設備保障。測繪新科技的發展及新儀器的實用化,對教學硬件提出了更高的要求,學校應加大對測量學教學硬件的投入,建設現代化的測量實驗室。教學儀器設備必須進行更新換代,除有傳統的必要的儀器設備以外,還要有一定數量的新儀器和新設備,如全站儀、GPS接收機、數字成圖軟件、GIS軟件以及遙感軟件等。只有不斷引進測繪新儀器和設備,并使之充分發揮效率,學生才能接觸前沿知識,與時代同步發展。
(2)加強實驗實習基地建設。
集中實習中,實習場地的選擇至關重要。在校園內,科學地建設能夠基本滿足實驗實習要求的場地,學生可在基地上進行測繪基本技能的實訓。同時,在下屬林場建立地形圖識讀實習基地,此基地地形起伏大、典型地貌明顯、生物多樣性豐富,可直接將大中小比例尺地形圖應用在林業中。若條件允許,也可考慮將測量學集中實習與林業類專業的生產實踐相結合。
(3)規范實驗室管理。
對實驗室實行規范化管理,全天開放實驗室,讓學生有機會到實驗室做實驗;建立實驗設備共享體系,使學生根據需要選擇儀器,以提高學生的動手能力和創新能力;建立儀器借還制度和設備損壞賠償制度等。對儀器設備進行定期檢驗和維修,以提高儀器設備的使用效率;正確處理工程生產用儀器與學生實驗實習用儀器的關系;加強與兄弟院校或生產單位的交流,到有先進儀器設備的單位參觀學習,取人之長補已之短。
2.4考核制度改革
(1)試卷庫建設。
為深化考試方法和考試內容的改革,推進考教評分離,使考試管理工作更加規范化、標準化及科學化,促進人才培養質量和辦學水平的不斷提高,建設了測量學課程試卷庫。每份試卷包括選擇題、填空題、名詞解釋、簡答題、計算題、綜合題和實踐操作題等不同類型試題,保證了試卷庫從不同角度、不同側面較為全面考核學生掌握知識的情況,對學生的基本素質與智能進行多角度和多層次的測量,理解記憶、實踐操作、綜合分析、靈活運用及求異創新等能力應成為測試的重點。
(2)改革課堂教學考核辦法。
考試試卷從試卷庫中隨機抽取,統一進行,閱卷采用流水作業,同一老師評閱同一道試題,評分標準統一了,考試成績更具可靠性。同時,總評成績由卷面成績、到課情況、課堂互動、實驗完成情況、作業完成情況及隨機回答提問等方面組成。成績評定方式有效保證了教學質量,端正了學生們的學習態度,認真地對待平時的作業,以更好地掌握測量學課程要求掌握的內容。
(3)改革實踐教學考核辦法。
由于實踐教學自身特點,僅憑上交成果或主觀印象來確定學生成績并不科學,為此必須要量化考核標準,科學合理地安排考核內容和形式。實習成績以學生在實習過程中的表現、儀器操作技能、成果質量、實習小結和實習日記來綜合評定,更為客觀公正地評定學生實踐成績。
2.5改革教學方法和手段
學生創新能力來源于學生扎實的學科基礎知識、寬廣的知識面和較強的動手能力。實現人才培養目標,提高學生的創新能力就必須更新教學觀念,加強學生的能力培養。在教學觀念上,傳統教學只注重知識灌輸,不注重技能的訓練;只注重動腦能力的培養,忽視動手能力的鍛煉;以考試為手段、以高分為目標,使學生偏重死記硬背,以致學生的質疑能力差、辨識能力差、創新意識弱以及創造能力得不到充分發揮。現代教學方法應提倡將學生從被動地學轉變為主動地吸取,改變傳統的以教師講為主的教學形式,將“講課、自學、討論、實驗、答疑”有機結合起來,多運用啟發式教學,給學生留有思維的空間,激勵學生自己提出問題、思考問題。逐步形成學生參與和師生雙向交流的機制,讓學生在不同的學習形式中找到學習的興趣,從而調動學生學習的積極性和主動性。
制作和開發面向教學、面向學生并簡單實用的多媒體課件,將復雜、抽象、隱含的原理及過程轉化為形象、生動的直觀表達,讓學生身臨其境,充滿好奇和主動參與教學。進而達到增強教學效果和提高教學質量的目的。
2.6加強師資隊伍建設
從事測量學教學的教師絕大部分都系統地掌握了測繪科學技術的基本知識和基本理論,多數教師也從事過實際測量工作,具有較強的實際動手能力和實踐操作經驗。但還要注重相關專業知識的學習,例如,教林業類專業的教師就應懂林學概論、樹木學等相關知識,能自覺地、有意識地把測量學與這些學科有機地結合起來。只有教師綜合水平提高了,才能保證教學質量的提高。
【關鍵詞】多信息源;三維地圖;探究
前言:
三維電子地圖研究的核心問題包括地圖數據獲取、地圖數據結構、地圖三維可視化及三維地圖空間分析。其中,三維電子地圖數據的獲取方式是地圖研究的前提,主要有人工采集、機載或航拍等獲取方式,并利用三維建模軟件對采集的數據進行人工建模,將各個孤立的三維模型集成到一個三維地圖系統中。此類方法花費人工量大、制作周期長且地圖信息不易更新,不同獲取方式得到的數據格式多種多樣,使三維地圖的數據融合、存儲、表達及對三維對象間宏大的拓撲關系的描寫困難重重。
1.三維電子地圖的發展歷史
傳統紙質地圖包含的信息量有限,購買新地圖是數據唯一的更新方式。電子地圖是利用計算機技術,以數字方式存儲和查閱地理信息的媒介。利用電子地圖,不但可以對普通地圖的內容要素進行任意形式的組合、拼接,形成新的地圖,還可以按照任意比例尺和范圍輸出電子地圖信息。電子地圖不但明顯縮短了成圖時間,還可以很方便地與衛星影像、航空照片等其他信息源結合,生成新的圖種。三維地形建模是計算機圖形學領域三維可視化技術的重要研究內容。已經歷了線劃三維地形圖、實體型三維地形圖和高度真實感地形圖三個發展階段。三維地形數據的五種獲取方式分別為:由地形圖等高線及高程數據生成、直接使用地圖數據庫中的數字高程模型數據生成、通過處理航拍攝影像生成、由機載激光掃描儀直接掃描并經后續處理得到、用干涉合成孔徑雷達獲取等。基于圖像的建模方法主要是地形圖像的疊加,通過對多幅圖像進行處理,以消除重復的部分產生三維的特征。這種建模技術出現的較晚,由于是基于真實的圖像,所以具有極強的真實感。但同時,這種技術具有離散及計算和存貯量大的特性,對硬件的性能要求極高,生成的三維環境不便于實時動態的漫游,立體感也不夠強,所以目前地形的實時繪制主要采用基于圖形的建模方法。
2.建筑物數據獲取方法
按建筑物樓層數目粗略求算建筑物高度。這種方式主要用在使用二維地圖數據庫的數據來生成三維地圖信息方面,這種方法可以利用已有的 2D GIS 數據,是對已有數據的二次利用,避免繁瑣的人工信息采集,但是依賴建筑物樓層數據估計高度,精度極低,不適于三維地圖的長遠發展。從遙感影像中直接提取建筑物高度。這種方法主要有兩個研究方向:利用立體像對進行立體量測、通過單幅影像獲取高度信息。立體像對量測方法,可以使用成熟的商品化數字攝影測量系統,這些數字測量系統已具備自動空中三角測量、DEM 的自動采集及正射影像的快速制作等功能。通過單幅影像獲取方法,以算法推導為主,研究地物陰影和高度的關系,或者研究單幅影像成像姿態與地面高程信息的幾何關系。
3.基于遙感圖像的建筑物提取方法
從遙感影像中提取建筑物信息并對這些信息進行三維重建,不僅是遙感領域所關心的課題,也是計算機視覺領域的一個重要研究方向。建筑物提取主要有自動提取和半自動提取兩類方法。近年來,研究者提出了一些新方法用于建筑物的自動三維重建。前期,陰影分析主要從單張相片檢測建筑物,后來逐漸被基于多張具有重疊度的影像獲取方法所取代。基于多重疊度影像的建筑物獲取方法,是從多張具有重疊度的影像上提取三維線索,以及包括顏色、現有的 GIS 數據、數字表面模型等多種線索,屋頂三維重建出來后直接投影到 DTM 上,并加上垂直的墻面,得到建筑物的三維模型。此外,有人嘗試從雷達數據和高分辨率的遙感影像自動提取和重建建筑物。
4.基于高分辨率遙感圖像的建筑物提取
遙感圖像是三維城市地圖中建筑物的重要數據來源,基于遙感圖像的建筑物輪廓提取是近年來三維城市地圖研究的熱點。有效的圖像分割是建筑物輪廓提取的重要前提,遙感圖像具有多灰度級、信息量大、目標結構復雜等特征,至今沒有一種算法能夠有效分割獲取途徑不同的遙感圖像。分水嶺算法能夠對圖像進行完整分割,尤其在目標區域分辨率低且具有弱邊緣時仍能夠提供閉合的輪廓線,但在存在大量噪聲時會產生嚴重過分割。
5.三維地形景觀
5.1地形數據格式轉換
DEM 是數字高程模型的簡稱,它是用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型,是數字地形模型的一個分支。數字地形模型是描述包括高程在內的各種地貌因子如坡度、坡向、坡度變化率等在內的線性和非線性組合的空間分布,其中 DEM 是零階單純的單項數字地貌模型,其他如坡度、坡向、坡度變化率等地貌特征可在 DEM 基礎上派生。
5.2地形場景實現
Ogre 的場景管理器提供了兩種不同(卻類似)的場景讀取方式直接從磁盤文件載入數據以及從任意的數據流載入數據。其中使用數據流的方式允許你在程序中把網格模型包裝構造成通用或者私有的地圖格式,并直接發送到場景管理器中。但是大多數情況還是使用從磁盤中讀取地圖的方法,在這種方法里世界地圖文件通常是能直接打開和載入的磁盤上的獨立文件。
結語:
在圖像處理技術基礎上,結合遙感技術,進行圖像分割,邊緣提取,三維重建,目前是一個很有潛力的研究方向。當前已有的遙感數據獲取技術往往受自然和人為等各種因素的限制,存在著不足和缺陷,還有很多值得研究的課題等待人們去解決。可以預見的是,未來的三維地圖,將會朝著多元信息化、數據獲取自動化、數據更新及地圖漫游實時化的方向發展,而對于遙感數據的處理將是這一趨勢不可或缺的重要環節。
參考文獻:
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論文摘要:工程測量有著悠久的歷史,它是直接為國民經濟建設和國防建設服務,緊密與生產實踐相結合的學科。本文分析了我國工程測量技術發展和應用現狀,并對其發展前景進行了展望。
1前言
工程測量通常是指在工程建設的勘測設計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術的總稱。傳統工程測量技術的服務領域包括建筑、水利、交通、礦山等部門,其基本內容有測圖和放樣兩部分。現代工程測量己經遠遠突破了僅僅為工程建設服務的概念,它不僅涉及工程的靜態、動態幾何與物理量測定,而且包括對測量結果的分析,甚至對物體發展變化的趨勢預報。蘇黎世高等工業大學馬西斯教授指出:“一切不屬于地球測量,不屬于國家地圖集的陸地測量,和不屬于法定測量的應用測量都屬于工程測量”。隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,我國工程測量的發展可以概括為“四化”和“十六字”,所謂“四化”是:工程測量內外業作業的一體化,數據獲取及其處理的自動化,測量過程控制和系統行為的智能化,測量成果和產品的數字化。“十六字”是:連續、動態、遙測、實時、精確、可靠、快速、簡便。
2我國工程測量技術現狀
2.1先進的地面測量儀器在工程測量中的應用。
20世紀80年代以來出現許多先進的地面測量儀器,為工程測量提供了先進的技術工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、電子經緯儀、全站儀、電子水準儀、數字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等,為工程測量向現代化、自動化、數字化方向發展創造了有利的條件,改變了傳統的工程控制網布網、地形測量、道路測量和施工測量等的作業方法。三角網已被三邊網、邊角網、測距導線網所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量;具有自動跟蹤和連續顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作;電子速測儀為細部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應用代替了傳統的基線丈量。
2.2GPS定位技術在工程測量中的應用。
GPS是美國從20世紀70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進行全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。隨著GPS定位技術的不斷改進,軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術,正在逐步被以一次性確定三維坐標的高速度、高精度、費用省、操作簡單的GPS技術代替。
在我國GPS定位技術的應用已深入各個領域,國家大地網、城市控制網、工程控制網的建立與改造已普遍地應用GPS技術,在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監測、山體滑坡、地震的形變監測、海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS技術。隨著DGPS差分定位技術和RTK實時差分定位系統的發展和美國AS技術的解除,單點定位精度不斷提高,GPS技術在導航、運載工具實時監控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。
2.3數字化測繪技術在工程測量中的應用。
數字化測繪技術在測繪工程領域得以廣泛應用,使大比例尺測圖技術向數字化、信息化發展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與工程測量的重要內容和任務。
常規的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數據處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一,難以適應飛速發展的城市建設和現代化工程建設的需要。隨著電子經緯儀、全站儀的應用和GEOMAP系統的出現,把野外數據采集的先進設備與微機及數控繪圖儀三者結合起來,形成一個從野外或室內數據采集、數據處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統。系統的開發研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統可直接提供紙圖,也可提供軟盤,為專業設計自動化,建立專業數據庫和基礎地理信息系統打下基礎。
20世紀80年代以來,我國數字化測繪技術的開發研究和應用發展很快,成效顯著。由于技術標準和規范不同,國外研究成功的數字化測繪系統不適合國情,難以推廣應用,只有依靠自己研究開發。1987年北京市測繪設計研究院在國內首先完成了“大比例尺數字化測圖系統”(即DGJ)的軟件開發,并通過技術鑒定,1990年被建設部列為第一批技術推廣應用項目之一,在80多個城市及工程測量單位推廣應用,同時又有十幾個大專院校、儀器公司和工程測量單位,先后開發和研制出多個類似的數字測圖系統軟件。
2.4攝影測量技術在工程測繪中的應用。
攝影測量技術已越來越廣泛的在城市和工程測繪領域中得以應用,由于高質量、高精度的攝影測量儀器的研制生產,結合計算機技術中的應用,使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業工作量,具有測量高效、高精度,成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態、建筑物變形監測、文物保護和醫學上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用,具有廣泛的應用前景。由于全數字攝影測量工作站的出現,為攝影測量技術應用提供了新的技術手段和方法,該技術已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進和應用。
航空攝影測量是進行城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測繪與更新以及大型工程勘測的重要手段與方法,它可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖成果。目前,我國有100多個城市或工測單位利用航測技術測制大比例尺地形圖和地籍圖,最大比例尺為1/500。采用的儀器除利用高精度的模擬測圖儀和解析測圖儀成圖方法外,還用立體坐標測圖儀與微機連接進行數據采集,經微機數據處理輸入繪圖機自動繪圖。
3工程測量技術的發展展望
展望21世紀,工程測量將在以下方面將得到顯著發展:
測量機器人將作為多傳感器集成系統在人工智能方面得到進一步發展,其應用范圍將進一步擴大,影像、圖形和數據處理方面的能力進一步增強。
在變形觀測數據處理和大型工程建設中,將發展基于知識的信息系統,并進一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質以及土木建筑等學科相結合,解決工程建設中以及運行期間的安全監測、災害防治和環境保護的各種問題。
大型復雜結構建筑、設備的三維測量,幾何重構及質量控制,以及由于現代工業生產對自動化流程,生產過程控制,產品質量檢驗與監控的數據與定位要求越來越高,將促使三維業測量技術的進一步發展。工程測量將從土木工程測量、三維工業測量擴展到人體科學測量。
多傳感器的混合測量系統將得到迅速發展和廣泛應用,如GPS接收機與電子全站儀或測量機器人集成,可在大區域乃至國家范圍內進行無控制網的各種測量工作。
GPS、GIS技術將緊密結合工程項目,在勘測、設計、施工管理一體化方面發揮重大作用。
在人類活動中,工程測量是無處不在、無時不用,只要有建設就必然存在工程測量,因而其發展和應用的前景是廣闊的。
參考文獻:
關鍵詞:工程測繪;信息技術;工程測量
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
引言
地理信息量不斷擴展的今天,數據單位已經達到了TB,面對各行各業的需求,信息的管理出現了“既多又少”的局面,一方面海量的數據無法有效的得到處理;另一方面用戶想要獲取到自己所需的數據又無法找到,得不到快速高效的回答。所以地理信息的處理加工要求向著智能化、自動化以及實時化方向發展,這是對系統整體格局的適應也是數字化提升的要求。
一、信息化概述
全球信息網格是建立在現代信息技術不但發展的今天,人們所面對的是當下3G互聯網時代,網絡以及計算機的發展使得人們在進行信息的檢索和查詢過程中,不僅能夠獲取GIS時空數據,同事還能夠網格計算網絡資源。正是由于網格計算你的發展,使得在該種環境下,空間信息的全球統一化成為了必然的趨勢。至此多級空間信息網格的概念應時而生,這種概念以用戶作為出發點,對時空數據通過粗細網格進行統一的管理。該種結構的基礎理念是以地理坐標作為基礎框架,依據社會發展的差異性將全球范圍進行劃分,以粗細不同的網格作為基本單位,地球地心以及全球網格的中心店是整體坐標的參照物,將不同網格中的地物和地物屬性進行存貯,這種存貯方式在國家經濟數據的空間統計中較為適用,便于對社會經濟的發展狀況進行分析。若能夠有效解決多級網絡同實際不同比例尺的空間信息之間的相互裝換問題,那么GIS技術會從理論上上升到一個新的技術高度,空間數據的應用更是能夠得到飛速發展,從輔助決策以及空間分析上更進一步。并且明確了信息化測繪的發展方向以及發展目標。無論是自然界的變化還是人類活動都是以時空作為框架進行變遷的,地球及其周圍的空間是所有活動的信息載體,可以作為信息計算的基礎。信息時代是以互聯網以及計算機終端為基礎發展起來的,并且隨著網絡的移動化,終端的便攜化,時空信息服務越來越趨向于大眾化,這是未來時代的基本特征,也是保證信息產業是否能夠正常運轉的核心內容。因此,公共產品、平臺以及服務是信息化測繪能夠得以推廣應用的基本依托。
二、信息化測繪的若干關鍵技術
1、城市地理信息共享標準
由于標準化工作未得到重視的危害有滯后性,往往被忽視,而一旦發現失誤再去彌補,代價很大,有些工程需要重來。主要包括:地理基礎框架與地理信息分類標準、數據質量標準和分發服務標準等。
2、現代化城市測繪基準體系
該技術不僅可逐步取代傳統的城市測量控制系統,還可以提供實時動態的空位置服務,將帶來城市測量的歷史性進步。
3、智能化移動測量技術
移動測量技術是多傳感器集成技術、空間同步技術、自動提取技術、移動信息實時傳輸等技術的總稱。
4、無人飛行器航空攝影測量技術
無人飛行器航空攝影測量技術主要包括:長航時無人飛行器技術、傳感器姿態控制技術、平流層平臺攝影測量技術與應用、航空攝影二維及三維信息的提取技術等。
5、地理信息動態更新技術
地理信息動態更新技術主要包括:基于遙感信息的地物要素變化的發現與測定技術、級聯更新技術、基于時態的增量更新與歷史數據保存技術等。
三、信息技術在工程測繪中的實際應用
現代化的測繪技術中主要應用了全球定位系統技術(GPS),數字化技術,地理信息系統技術(GIS)和遙感技術(RS),并且這幾種技術作用較大,很大程度上提高了測繪技術的質量和工作效率。
1、數字化技術
跟傳統的地形測圖相比,數字化測圖技術具有更高的優越性,不僅提高了測圖的效率,還可以提高測圖的精度,保證測圖的質量"數字化技術可以更好的適應當前科技的發展,在地籍測量、工程測量、房產測量和管網測量中應用廣泛,既降低了工作量,還提高了作業精度,實現了數字化的要求。
2、自動化
在地形測圖中大比例尺地形圖的測繪是工作的重點任務,而數字測繪技術剛好可以在大比例尺地形圖測繪中發揮作用。數字測圖是通過利用計算機的各種軟件來進行計算!連接!識別和調用圖式符號的自動化,然后準確的繪制出規范、合理、美觀的數字地形圖。并可以通過計算機軟件將測繪出的數據制作成模型,能清楚的觀察到其模型的特點,對于地形和地貌的特征和要素等一目了然,讓施工人員更容易讀懂測繪出的地形圖。同時降低了地形圖的出錯率,并可以自動的提取所需要的數據坐標和高程等信息,方便、快捷。
數字化測圖可以利用分圖層的形式來進行圖幅的管理和保存,這樣可以減少負載量,方便的對圖幅進行變更和修改,保持圖幅的現勢性和可靠性,隨時對其進行更改,提高了工作效率。
施工案例
案例一:定向測量在北京地鐵復八線中的應用北京地鐵復八線的中間段全長12.7千米,東西走向由復興門至八王墳。其中地上線接近2千米,地底線十千米左右。地下線處地質情況復雜,有多層地下水分布,施工面臨防水的挑戰。這種情況下,進行豎井定向采用全站儀、垂準儀和陀螺經緯儀組成的聯合作業方法可以提升圖形清晰度,縮短占用井筒時間。而且采用雙投點-雙定向的方法的好處是對數據的檢核條件進行了優化,也令測量定向精度有所提高。測量中所使用的陀螺經緯儀(型號gak―1)的一次定向中誤差理論值為±20毫米′,實際作業時自動校對其定向邊陀螺方位角誤差可達到±8′。在工作推進中他們引進操作簡便的智能陀螺經緯儀定向系統,保證了定向成果的可靠性。
3、全球定位技術
全球衛星定位系統技術是在上個世紀70年代開始發展的,主要運用于海洋、陸地和航天等領域,隨著全球定位系統技術的發展和進步,逐漸被運用于測繪技術中。定位技術和定位理論的不斷改變,使得測繪技術也有了革命性的變革。目前使用的GPS接收機的重量和體積逐漸變小,便于操作,且質量越來越好。在現代化的測繪技術中,全球定位系統技術逐漸成為了主要的測繪技術之一,能夠通過測角、測水準和測距的方式來快速的為客戶提供所需要的三維坐標和其他數據。實現高效率、高精度和高速度的測量水準,并逐漸將測量領域擴展到宇宙空間,測量方式也實現了實時動態化。
施工案例
案例二:北京地鐵四號線GPS控制網測量四號線的建設難點在于北京南站一段地處交通樞紐,車多客流量大,施工地有限且干擾大。車站周圍建筑物布局集密存在民工互擾問題。采用盾構就要求施工配合度較高,因此必須加大工程測量的幅度。為滿足盾構施工的需要,要對已提供的一級GPS控制點、精密導線及精密水準點進行檢測,保證各級控制點相鄰點的精度分別小于±10mm,±8mm和±8mm(l為線路長度,以km計)(精密水準路線閉合差)作為盾構測量工作的起算依據。
四、工程測繪的信息化發展趨勢
隨著國民經濟的快速發展,信息化進程也不斷加快,推進信息化技術,是工程測繪工作中必須可少的。傳統的工程測繪技術主要包括了航空攝影測量、大地測量、工程測量、海洋測量、地圖印刷和制造以及測繪儀器的生產和制造技術等。目前出現的高科技的信息化測繪技術主要是指空間定位、衛星和航空遙感、地理信息技術和地面的一體化測量技術等。該現代化的測繪技術主要是通過當前的通信技術、系統技術和測繪技術配套,對地理信息的產生!收集、整理、檢測、傳遞、儲存、識別等,并對這些信息進行應用,滿足測繪工作的需要。當前的測繪技術信息化主要是通過各種先進的信息技術,深人的利用和開發地理信息的數據和資源,實現現代化,其中涵蓋了測繪技術的數字化,測繪產品的數字化和信息服務的網絡化。未來的測繪工程,必然要利用信息技術,實現測繪的現代化和科學化。
結束語
現代測繪技術中多學科經過交叉融合,逐步的形成了新型的信息化測繪技術手段,其主要以數字化測繪作為體系依托,快速更新、獲取地理空間信息,實現一體化的信息管理,使得系統在進行數據處理的過程中向著智能化方向發展,這種生產的網絡化使得地理信息在空間上逐步的融合,使得技術產品同測繪信息社會化。使得測繪服務在形式上更加的多元靈活,因此信息化測繪是測繪技術后數字化時期的必然發展趨向。
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[4]李清泉,楊必勝.數字城市的現在與未來[A].西部大開發科教先行與可持續發展―中國科協2000年學術年會文集[C],2013.
論文摘要: 本文根據高職土建類建筑工程專業的人才培養目標,結合測量新技術和人才市場的需求,并對《建筑工程測量》課程教學方法的改革進行了探討,以幫助同行提高該課程的教學質量, 培養出更加合格有用的技術性人才。
現代經濟建設高速發展,土木工程建設的大型化、網絡化、高等級向建筑工程測量學科提出了更高的要求。建筑工程測量課程應密切關注測繪學科的發展及其在工程建設中的應用,與時俱進,不斷探索教學新內容、新方法,嚴格要求,不斷提高教學質量。近年來,隨著測繪事業的不斷發展,生產上對建筑工程程測量的要求發生了較大變化,傳統教學中的某些不適應及缺陷也逐步顯現出來,這迫切要求我們重新認識和改革建筑工程測量的教學內容,以滿足生產的需要。
1 目前教學中存在的主要問題
1.1 教材內容陳舊
現行教材內容陳舊,存在重理論輕實踐的問題,仍然以講述光儀器的測量方法為主。對于新儀器、新技術的知識只是輕描淡寫地介紹,很難適應當今測繪形式發展的需要。
1.2 教學儀器設備落后
學校測量儀器設備落后而且數量有限。在近年生源擴招的情況下,很難滿足實際需要。加上學生多且水平有限,不能嚴格按照正確的使用方法操作,導致測量儀器經常損壞,有的甚至報廢。即使修好,儀器的靈敏度也大大下降。對于現在在工地上廣泛應用的電子水準儀、電子經緯儀、全站儀等先進的儀器配備很少,甚至沒有。這樣就會在實驗課上出現一部分學生摸不到儀器、用不到新儀器的現象,長此以往會打擊學生學習測量儀器的熱情。
1.3 測量實驗場地簡單
大部分學校在做測量實驗時沒有固定的場地,都是教師在校園里隨便指一個地方讓學生做實驗。校園里地形通常比較簡單,沒有明顯的高差,沒有已知的控制點,這樣教師在學生做完實驗后,很難檢核學生測量數據的正確性;學生在做實驗時也會質疑這樣的實驗有什么實際應用或者有什么實際意義。另外,測量實驗場地的隨意性,還會使部分做實驗不認真的學生為了逃避再次返工的問題,而刻意修改測量數據。
2 《建筑工程測量》課教學方法的改進
2.1 教學方法應該多樣化
教師應結合所講的內容,在上課時除傳統的板書外,也要多采用一些多媒體的教學方法。例如,在講到測量儀器時,可以把測量儀器帶到教室,或者做幻燈片、圖片等,簡單地向學生做一展示和講解。這樣既可以讓學生了解各種先進的測量儀器,還可以增加學生的好奇心,保持對這門課學習的熱情。
再如,在講到水準儀的基本操作、水準測量,經緯儀的基本操作、水平角觀測等這些具體的、有嚴格規范要求的、實用性很強的教學內容時,就可以準備一些視頻資料,在這些視頻資料里要有各種規范的操作方法,以及需要重點強調容易出錯或忽視的地方,還可以增加一些以往學生在做實驗時犯錯最多的操作方法,在課堂上給學生放映出來加以強調。這樣既可以解決在室外實驗課上講解時學生比較容易分心、重點記得不全、某些操作看得不是太清等問題,還可以增加學生上課的興趣。
2.2 教學內容上調整
課程內容的改革應本著“加強基本理論、基本技術的培養,注重實踐操作技能訓練,兼顧測繪新技術應用”的基本原則,對課程內容作必要的調整。
2.2.1 在講課方面要突出重點,有的放矢。
教師要不斷地提高自身的素質,要經常進入工程施工現場,積累實踐經驗,結合專業特點,了解測量在工程建設中主要都有哪些方面的應用,出現了哪些新工藝、新方法,然后對講課內容做一調整。例如,對于高職高專建筑工程技術專業的學生,應重點講述民用建筑施工測量,可以略講測量誤差的基本知識、小區域控制測量和地形圖的應用,刪除大比例尺地形圖的基本知識、地形圖測繪、線路工程測量和變形觀測等方面的內容。這樣主次分明、重點突出,就能在有限的課堂上,讓學生掌握更實用的測量知識。
2.2.2 在實驗教學上要合理選擇,突出實用性。
加強實踐教學環節,提高實習效率和質量加強實踐教學環節,是學生能力培養的關鍵,為了達到高職學院培養高等技術應用型人才的要求,實踐教學在課程教學中所占比例已達50%。學生能力的高低直接反映實踐教學的質量。如何提高測量實驗、實習效率和質量,是抓好實踐教學的關鍵。
2.2.2.1 測量實驗
測量實驗是測量教學中不可缺少的重要環節,只有通過實驗和對測量儀器的操作、采集數據、進行計算、測圖或施工放樣,才能真正理解測量的基本原理,掌握測量的基本方法,培養和提高應用理論知識解決實際問題的能力。足夠的測量儀器設備是實驗的基礎,嚴格的實驗管理是實驗質量的保證。
2.2.2.2 測量實習
測量實習是運用測量基本理論和基本實踐操作技能解決建筑工程測量技術問題的實踐過程,是培養學生實際動手能力和綜合分析問題、解決實際問題能力的重要階段,為了提高實習質量,應增加測量實習操作技能的考試,要求人人過關,從而防止個別學生因產生倦怠情緒而不親自動手的情況發生。為了提高學生測量技術操作基本功,更好地激發學生對測量課程的學習興趣,有條件的學校還應開展測量技術競賽活動,并舉辦測繪技能水平考試,通過者發放測量技能考核合格證書。這是對實踐教學環節的有效補充,也是提高課程教學質量的有效方法和手段。
3 結語
《建筑工程測量》教學方法的改革是一項長期的、與時俱進的工作,需要教師不斷結合社會上出現的新技術,探索出更加合理、實用的教學方法。這樣才能逐步提高《建筑工程測量》課的教學質量,培養出更多符合社會需求的技術性人才。在目前的情況下,不能等、靠、要,而應積極努力地投入到課程教學的改革中,從基礎做起,從教學和學生的需要做起,一步一步地將教學改革引向深入。
參考文獻
[1]柳小燕.《建筑工程測量》教學中存在的問題及改進方法[J].測繪技術裝備,2005(1).
關鍵詞:公路;前期;測繪;應用
中圖分類號:X734文獻標識碼: A
1、公路工程測繪工作要求
工程的建設說到底是與社會以及經濟利益緊密相聯系的。在進行工程建設之前首先要進行工程測繪工作,特別是道路、橋梁、隧道的建設,更加需要測量工作來保障工程能夠順利的進行。在施工之前需要測繪人員在建設地點進行實地考察。測繪人員需要對工程所處的地質環境等條件有充足的了解,再結合當地的歷史地質資料進行考察。當上述的事情做好以后將數據匯總并對地質環境進行判斷,考察施工現場是否穩固,是否能支撐起工程施工的建設,為工程建設范圍的路線提供依據,比如在設計鋪設路線的時候需要盡可能節約成本,我們首先需要要對路線的地質環境進行勘測,然后繪制地形線條圖,對圖上的線路進行測量,按照收集來的數據進行路線鋪設的定制,對于設計好的路線平面圖和路線縱斷面圖、路線橫斷面圖也應該在圖紙上標注出來,如果路線需要穿過河流也要將河流兩岸的地形圖繪制出來,需要架設橋梁的話也要測量兩岸的距離制定合適的橋梁中軸線,測定橋軸線的長度及橋梁所處的河床斷面,要對橋位處的河水比降的數據進行測量,方便進行橋體結構和鋪設線路的選擇,當遇見山體而又無法采取避讓的路線時,這時就要開通隧道了,按照規定繪制出隧道設計圖,為將來的隧道修建做準備。
2、公路工程測繪技術的發展
現代測繪工程技術也需要做出改變,它與傳統的測繪方法有幾點不同:傳統的測繪技術設計方法是按照規則來進行的。而現代測繪技術設計方法與之不同,它需要借助計算機來對設計進行改進,而且對設計方法的改進是在不斷的變化中的,因為新科技帶來新的設計思路會對現代測繪工程技術產生深遠的影響,再加上現在需要測繪的地質條件越來越復雜,導致其公路的測繪需要大量的數據來支撐。外加現代測繪工程技術引入了新的獲取數據的方法,所以這些數據的儲存、傳輸和管理對工程設計的質量有著相當重要的作用。現在學科的種類越來越多,其分類也是有多種的,要想一個人掌握測繪技術方面所有的知識不是現實的。所以現代工程測繪需要多種專業領域的人才一起協作才能更好的完成。
3、幾種測繪技術在公路施工前期的具體應用
3.1、遙感技術
遙感技術利用的是光學測量原理,可見光可以掃描地理空間形態,衛星或航空器將這些掃描數據收錄到信息處理系統中,經過短時間處理把數據信息轉化成實景地形圖片、通常情況下,利用航攝照片和地面控制測量工作的配合,為公路工程的勘測設計等工作提供各種照片平面圖和地貌信息,為選線和紙上定線提供有力依據;利用航攝照片得到的豐富地面信息資源,可以構成航測立體光學模型,再經過立體觀察、判釋和實地調查等工作就可以在立體模型上選取路線,同時還可以為工程設計提供地質、水文等很多有關資料;利用解析攝影測量技術和數字攝影測量技術,計算機直接生成被攝區域的大比例等高線地形圖和地形三維坐標數據,這些地形圖和數據為公路工程的設計和勘測提供原始地形數據。
3.2、檢測預報技術的實際應用
檢測預報技術現階段在公路工程前期主要是運用高邊坡三維攝像成圖系統將邊坡巖體結構數據化,三維立體可視化,以便對邊坡巖體的穩定性和發展趨勢進行分析。檢測預報系統對邊坡線路的選取也有很大作用,減少線路以后因塌方造成損失的風險。
3.3、鉆探與重型勘探技術的實際應用
近幾年來鉆探和重型勘探技術在公路測繪中的應用越來越多,對公路測繪工作幫助很大,并且隨著我國科技的發展也在不斷得到改進和創新。對于我國公路工程中的測繪工作,使用先進的鉆探和重型勘探技術可以大大提高工作效率,縮短測繪周期,保證測繪成果的質量水平。當前在我國應用最廣泛的鉆探和重型勘探技術是金剛石繩索取芯鉆進技術。其先進性在于可以在不提鉆的情況下利用專用鉆桿內的繩索將裝有巖芯樣品的內管提取到地面,這樣在復雜的地層可以減少回鉆次數,以防止發生孔洞坍塌、掉塊,減少巖蕊之間的對磨。在軟弱夾層取樣時同樣可以保障巖蕊的質量。利用專用的粘結劑可以使插入的鋼管與含軟弱夾層的巖蕊凝結為一體,不僅可以將弱質夾層完整地取出,而且還可以基本保持原狀結構。
2.4、瞬變電磁測量技術的實際應用
瞬變電磁技術(TEM)屬于時間域電磁感應方法,它的工作原理是通過不接地回線或接電極發送脈沖式一次電磁場,然后再利用線圈或接電極觀測由這個脈沖電磁場感應的地下渦流產生的二次電磁場的時間和空間分布,從而得到被測區域地質情況。瞬變電磁測量技術是通過收集各個測道的瞬變感應電壓并換算成視電阻率、視深度等參數,然后再經過濾波、時深轉化、繪制各參數圖件等步驟,確定被測區域的地質情況。此法比較適用于地形條件比較復雜的山區公路隧道的測繪,它還擁有操作簡便,精確度高等優點,并且已經在這些區域取得了良好的效果。近幾年來隨著我國高速公路的迅速發展,許多高速公路不可避免地要經過煤礦采空區。在高速公路的測繪實踐當中,瞬變電磁測量技術在煤礦采礦區域的應用取得了顯著效果,它能夠很直觀地反映出地層深處的地質信息,而且劃分詳細,勘測的深度比較大。
3.5、全球定位系統的實際應用
GPS定位技術是指通過導航衛星傳遞測繪信息的處理系統,這種測繪技術的操作程序很簡單,可以實現地理環境的實時監控和測量。導航衛星的測繪數據可以表現出兩種處理形態:靜態測量,可以測量地形角度、距離、水準等多個參數信息;動態測量,通過2臺以上接收器觀測地理空間變化形態,觀測到的數據存在一定差異性,工作人員可以根據這個數據差異精確的測算出地理空間變化的坐標數據、平差數據、變形數據等、CPS技術在工程監測、地理變形控制、隧道工程測量方面有著突出貢獻,可以協助國家土地管理局創建精密、高效的地理收測才空制網.
3.6、RTK技術
公路選線時,應減少農田占用量、減少房屋拆遷量,依據勘測設計的規范行事。為使中線的選用達到要求,保障道路中線的精確性,可采用RTK技術,以RTK接收機為流動站,隔一定的距離收集相關數據,以另一個已知點作為參考,準確定位重要物質,把得到的數據輸入接收機后,就可以利用CAD軟件選線。傳統的放樣方法很多,如全站儀邊角放樣、經緯儀交會放樣等,效率不高,難度偏大。如果采用GPSRTK放樣技術。只需輸入點位坐標,靠接收機的提醒能到達任一放樣點,不但快捷方便,而且精確度也高。
總言之,目前我國的公路工程中依舊存在著很大的問題。因此在以后的工作中,我們為了能夠更準確、全面地掌握公路建設路線的地質情況。就必須在公路工程的施工前期不斷地研究、改進,應用更先進更準確更經濟的測繪技術,以此保證我國公路工程整體施工質量。
參考文獻
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