浅析数字化技术在工程测量中的应用
随着科学技术的高速发展，现代工程测量技术已经突破了传统测绘的局限性，除了涉及建设工程的几何及物理量测定，还包括了对测量结果的快速分析和对物态发展变化作初步预报。现代工程测量技术的发展是由传统的测量技术向数字化测量技术转化，逐步实现工程测量内外业一体化、数据获取及处理自动化，测量过程控制智能化以及测量成果的数字化等。本文结合作者经验，对数字化技术在测量工程中的应用做出了探讨。
自二十世纪八十年代以来测绘工程中就已经出现了一些比较先进的地面测量仪器并发展成为工程测量的技术工具和方法手段。如电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、精密测距仪、光电测距仪、激光扫平仪和激光准直仪等一系列相对比较先进的工程测量仪器都不同程度的为现代工程测量技术的数字化发展提供了便利和基础，其发展主要改变了传统工程测量中的工程控制网布置、地形测量、道路测量和施工测量等繁杂的作业方法。
测绘工程测量建设应用新型数字化技术可以通过计算机的模拟信号，在屏幕上直观生动表达，在测量成果的使用、维护和更新上具有方便快捷的特性，能够随时保持产品信息的现势性。根据不同用户的需要，还可以对成果的各种要素进行数据再加工，用途更广泛，大大提高了测绘工程的自动化和规范化。
2.1 全球卫星定位技术
GPS全球定位技术，近些年在工程测量中的应用迅速推广，主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的3维坐标、3维速度和时间信息等技术参数。GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成，除此之外，测量用户当然还应有卫星接收设备。
GPS作业有着极高的精度。它的作业不受环境和距离限制，非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响，整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。
GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外工作量，提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是GPS测量应用的重要领域。特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，往往由于
这些地区地形条件的限制，实施常规的几何水准测量有困难，GPS高程测量无疑是一种有效的手段。
2.2 实时动态(RTK)定位技术
实时动态定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差GPS(RTDGPS)技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知，无论静态定位，还是准动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量，在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性，这样一来就降低了GPS测量的工作效率。
实时动态定位系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置1台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的3维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。因此，RTK被广泛应用于图根控制测量，地籍、房地产测绘及施工放样等工作中。
2.3 地理信息系统技术(GIS技术)
地理信息系统技术是一门综合性的技术，它的发展是与地理学、地图学、摄影测量学、遥感技术、数学和统计科学、信息技术等相关学科的发展分不开的。近年来，GIS技术在我国得到了广泛应用，其应用面从传统的城市规划、土地利用、测绘、环境保护、电力、电信、减灾防灾等领域渗透到矿产资源调查、海洋资源调查与管理等各方面，取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。
2.4 遥感技术
遥感技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势，得到快速的普及，多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取，其获取信息的手段多，信息量大，速度快，周期短，获取信息受条件限制少等优势，为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例尺地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。
与传统工程测量中所进行的工程测绘相比，现代工程测量中测绘技术具有明显的优势，传统的测绘主要运用大比例尺地图与工程图实施绘图，绘图所运用的具体数据由人工进行核算，核算任务量大，工作环节容易出现疏忽，导致测绘数据存在缺陷，对工程建筑造成不利影响。
而现代绘图技术以数字绘图技术为支撑，极大地提高了绘图工作的自动化程度，极大地提高绘图工作的效率，降低了工程测绘人员绘图工作的强度。数字化绘图技术的工作节奏与现代工程快速发展的进程相吻合，符合现代工程建筑对绘图技术的根本要求。数字化绘图技术主要采用的是内外业一体化模式来进行工程绘图工作的。内外一体化模式作为实施外业数据采集的一种方式，主要采用全站仪、电子手薄等主要绘图设备，它具有如下几个方面的特点：
3.1自动化程度高
数字测图是经过计算机软件自动处理(自动计算、自动识别、自动连接、自动调用图式符号等)，自动绘出精确、规范、美观的数字地形图。另外，数字测图出错(读错、记错、展错)的概率小，能自动提取坐标、距离、方位和面积等。它可以通过计算机的模拟，在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素，而且一目了然，基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗，非具备一定专业知识才能读懂的缺陷。
3.2测图精度高
采用数字测图技术在距离300m 以内时测定地物点误差约为2mm，测定地形点高差约为18 mm。测量数据作为电子数据格式可以自动传输、记录、存储、处理和成图，在全过程中原始数据的精度毫无损失，不存在传统测图中的视距误差、方向误差、展点误差，很好地反映了外业测量的高精度，获得高精度(与仪器测量同精度)的测量成果。数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性，能够随时保持产品信息的现势性，可以随时补充修改，随时出新图提供使用。
3.3图形属性信息丰富
进行数字测图时不仅要测定地形点的位置(坐标)，还要知道所测的点的属性是什么，当场记下该测点的编码和连接信息，显示成图时，利用测图系统中的图式符号库，只要知道编码，就可以从库中调出与该编码对应的图式符号成图。因此，数字测图时所采集的图形信息，它包括点的定位信息、连接信息和属性信息，易于检索。
3.4图形编辑方便
数字化测图的成果是分层存放，不受图面负载量的限制，从而便于成果的加工利用，采用地面数字测图能克服大比例尺白纸测图连续更新实地房屋的改建扩建、变更土地权属或房产权属以及其它信息的更改，只须输入有关的信息，经过数据处理就能方便地做到更新和修改，就可以始终保持图面整体的可靠性和现势性。
随着工程测量对现代测绘技术需求的与日俱增，以及现代测绘技术的自我发展，我国的数字化测绘技术将不断走向成熟，在工程测量领域中的运用将更加广泛，在今后的测量工作实践中我们要通过数字测绘技术、仪器设备的使用不断发现数字化测绘技术的不足，并不断加以改正，测绘工作人员要不断提高自身运用数字化测绘设备的能力，对数字化测绘技术形成正确的认识，在实践的道路上不断吸收运用新的测绘技术与测绘专业知识，将测绘技术的各种优势充分的挖掘出来，提高我国工程测绘的整体水平，为建筑工程事业的发展提供科学有效地测绘数据。
本文作者：湖南省煤田地质局物探测量队 周诚棋
整理：陈柳林
审核：高冲、黄家伟
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