1、G I S技术和数字化测绘技术的发展及其在工程测量中的应用麻玉玲(安徽省地质矿产勘查局3 2 4地质队 安徽 池州 2 4 7 1 0 0)作者简介麻玉玲(1 9 8 8年),女,汉族,安徽省池州市人,本科学历,工程师,主要从事测绘工程相关工作。摘 要 随着工程建设项目规模逐步升级、难度不断增加,G I S技术和数字化测绘技术被广泛应用于工程测量工作中以保证工程建设的质量。本文研究目的是通过明确G I S技术和数字化测绘技术的具体内容及发展,探究G I S技术和数字化测绘技术在工程测量工作中的具体应用,旨在为工程建设提供科学可靠的数据支持和技术支持。关键词G I S技术;数字化测绘技术;工程测
2、量 前言在现代化发展的强大助力下我国工程建设项目持续增加,工程测量作为实现建设项目质量控制的重要环节受到了广泛关注。工程测量是指包含工程项目全流程各阶段的各类测量工作,是工程测量数据信息、方法工艺和应用技术的总和。在现代化先进科技的加持下,工程测量工作已突破了传统的静态测量模式,在与光电学、机械性和计算机学等学科技术的不断融合渗透中逐步实现自动化、信息化和智能化的动态测量转型,并相应创新研发出了一系列可以高效完成工程数据采集、分析和监管的测绘新兴技术,其中以G I S地理信息技术、R S遥感技术和各类数字化测绘技术为代表,为当前阶段的工程测量工作提供全新应用模式,并 为 工 程 项 目 的 建
3、 设 质 量 和 效 率 提 供保障。1.G I S技术和数字化测绘技术概述1.1G I S技术G I S技术即地理信息系统,是依托信息化技术对地理信息开展研究应用,并在这一过程中充分结合地理学、地图学、环境学和空间科学等学科技术运算处理的一种综合性测量应用技术,又叫资源与环境信息系统。G I S在强大的信息技术支持下可以将全球范围内存在和发生的事物进行数字化解析形成信息图像,再通过各类数字摄影和扫描测量技术将各区域内的数字化信息数据收集整合,其应用过程中可充分体现出精确化、高效化和标准化的优越性。G I S技术依靠其高效稳定的图像显示功能和数据库管理能力得到多元领域内的广泛应用,其在工程测量
4、中更是具有重要的实用价值。G I S技术可以在较短时间内按照工程测量要求完成所需信息的调取和成图,其超高的成像效率在极大程度上节约了工程设计规划时间,并将所需信息图像清晰呈现以便于工程管理部门的识别和应用。其中空间分析功能作为G I S技术中的重要组成部分,可以对现有数据库中的信息进行深度挖掘并对工程的决策规划提供可靠参考。1.2数字化测绘技术在各类工程测量工作中占据关键基础地位的任务是工程图和地形图的测绘,为进一步确保工程测量的精确性,开展工程图和地形图的测绘工作时需要立足于工程测绘的具体要求,借助科学高效的数字化测绘技术来实现测量结果的精准无误。相比于传统的测绘技术,数字化测绘技术具有较为
5、明显的实用优势,在机助成图全解析技术的加持下,测绘手段更加高效灵活,同时测绘结果也更加精准可靠,其实用优势具体体现在自动化数据采集分析和高效率、高质量的绘制两方面。作为一种较为先进的测绘理念和应用技术,现阶段应用的许多新兴测绘技术都属于数字化范畴。数字化测绘技术应用于工程测量中其特点主要有以下几点:第一是自动化处理,在数字化测绘技术的支持下系统可以完成测绘工作的自动化处理,并在计算机技术的辅助下实时绘制所需图纸,其呈现的图形具有更高的精准度;第二是图形编辑,数字化测绘技术的图形编辑功能可以在确保绘图完整性的前提下完成相应模板的编辑和调整;第三是动态化处理,数字化测绘技术与R T K技术的有效结
6、合可以完成数据测绘工作的动态化并提升其测量质量。2.G I S技术和数字化测绘技术的发展2.1G I S技术的应用发展随着计算机技术的快速突破升级,G I S技术在全球范围内的应用得到了进一步的发展,具体体现在其海量信息数据的储存、分析、呈现、共享等方面。G I S技术在硬件系统上采用服务器结构,在不断发展过程中形成了网络分布式的G I S系统;同时G I S技术在发展过程中深化开放的理念,促进资源共享和数据共990 遥感测绘DOI:10.16631/15-1331/p.2022.06.023享的实现,重点强调高质量和标准化,为G I S技术的应用提供可靠的数据支持;除此之外G I S技术的数
7、据管理系统也在不断创新升级,努力形成全新的数据库管理系统。G I S技术在不断发展和优化的过程中,已从基本的信息管理和整合功能转向更多元复杂的区域,开始应用于区域开发和预测预报等领域并成为极为重要的辅助决策工具。G I S在发展过程中与R S技术、G P S技术有效配合,逐步形成以G I S技术为核心的“3 S”技术体系,为工程测量提供了空间概念上的全新应用模式。2.2R S技术的应用发展R S技术即遥感技术,具体是指从一定高度空间或外层空间接收自地球各区域表层发出的各类地理电磁波信号,针对接收信号实施一系列的摄影、扫描、分析、处理和传输等操作,以远程识别和测控相关地理事物与现场情况,是当前应
8、用于工程测量领域较为重要的一种现代综合技术。近年来,随着科学技术应用水平的不断提升,遥感技术得到迅猛发展,并逐渐实现智能化、高效化的动态转型,其卫星遥感的影像分辨率和光谱分辨率大幅度提升,可以应用于具有诊断性光谱特征地表物质的分辨和呈现,这项工作是传统遥感宽波段测量技术无法实现的。目前R S遥感技术在工程测量工作中发挥着重要作用,同时被广泛应用于土地地图、交通线路以及水文分布的绘图编制中,具有极高的应用价值和较大的发展空间。2.3G P S技术的应用发展G P S技术可以实现精准测距,并可以为用户提供连续稳定的三维位置数据。G P S系统的运行原理是利用卫星发射信号持续发射导航电文,通过导航电
9、文中的位置信息保证用户可以在同一时间接收三个以上的距离信号,进一步确定中心位置点从而快速计算出G P S卫星的实时空间位置坐标和卫星距离。通常G P S技术都是由地面监控终端、卫星群和接收设备三部分构成。在使用G P S技术进行建筑工程测绘工作时,首先要利用G P S精准定位优势选择正确的测绘区域,其次在地面测量范围内架设信号接收装置以便更快速地收到传输信号,最后基于G P S的全自动化可以将接收数据进行实时大数据处理,利用云计算功能准确计算出测绘数据,从而提升建筑工程测绘工作效率与质量。在工程项目具体施工过程中因受到材料质量、工程技术、地况不平等因素影响,会出现工程质量问题,其中较为严重的是
10、工程变形问题。这一质量问题通常由地壳运动和人为施工不当两种原因造成,表现为工程表面或内部机构的变形,这一问题会直接影响到整个工程的安全性能,需要持续监控管理。G P S技术可以利用其快速精准定位的能力,及时发现工程的结构变动和变形隐患,可将建筑变形监控程度精准到1.0 p p m,并提醒施工人员进行及时维护处理,在很大程度上优化了施工维修的效率,并保证了工程测绘可以体现这些具体安全问题,从而加快解决方案的产生。另外在1 2 0 0 0 k m的高空中,2 4颗G P S卫星都以1 2 h作为一个周期在围绕地球运动,用户能够不受时间和地点的限制接受其中的4颗左右的卫星信号。利用G P S技术进行
11、实际测量过程中主要是利用3颗卫星用户端设备的实际距离以及三维坐标中的距离公式来获得方程组,最终获取观测点三维坐标,方程组如下所示:P12=(X-X1)2+(Y-Y1)2+(Z-Z1)2P22=(X-X2)2+(Y-Y2)2+(Z-Z2)2P32=(X-X3)2+(Y-Y3)2+(Z-Z3)22.4数字化成图技术的发展传统的工程测量工作中进行成图环节时,通常采取内业数据整理和野外绘图测量相结合的方式,这类成图操作模式制作周期较长且工作强度较大,使工程测量的成图过程效率不高、难度较大。自工程测量中引入数字化成图技术以来,内外业工作可以在先进技术的支持下同步动态开展,通过应用全站仪、平板等智能工具将
12、野外分散的各点联系起来绘制成图,利用电子手簿通过全站仪获取测量数据信息并高效完成成图工作,或者利用电子平板将完成整合的采集数据输送到指挥站终端完成绘图。与传统的成图方式相比,数字化成图技术在不断发展过程中其成图效率明显提升,可实现图形编辑和数据采集的同步进行,且精确率较高。3.G I S技术在工程测量中的应用G I S技术作为工程测量工作中的重要应用技术可以对地理信息和空间数据进行有效的处理、分析和储存,在极大程度上保证了地理信息及空间数据在工程建设领域的实用价值,同时充分满足工程测量工作的实际需要。G I S技术通过专门设置数据库管理系统来有效解决硬件闲置的问题,从而使数据库在数据整合、分析
13、和应用环节发挥实效,为工程测量及地图绘制提供多元、可靠的数据信息。G I S技术本身强大的数据库功能能够更好地集成整个G I S数据以及R S图片和数字化测土数据的相关文本及地图信息(如图1所示)。图1 G I S数据库集成功能0013.1数据规划在工程测量的具体工作中,通过利用G I S技术获取的各类地理信息和坐标信息都属于空间数据范畴,空间数据具有一定的特殊性,需要在进行储存工作前对其实施一定的处理。例如,利用投影变换方式完成数据信息的统一化处理。进入制图环节工作人员需要进行较大范围跨度的区域绘制,完成数据的统一处理才能严格符合各类要素具体设定要求。在传统工程测绘技术的应用中其具有较为明显
14、的定位分析优势。近年来在科技发展的支持和工程项目的升级下对工程测量工作提出了高标准的新要求,只有充分应用G I S技术才能实现工程测量工作的有序开展。G I S技术在工程测量中的重要应用首先体现在数据规范上,科学的数据规划工作可以为后续的数据预测分析提供支持和保障,例如借助互联网搜索引擎可以充分发挥其辅助功能。在开展实际数据规划时,G I S技术与R S技术、G P S技术等先进技术有效结合,高质量完成各类数据信息的辅助统计和分析处理,在结合混合数据和矢量数据的基础上使得各测量目标的点线面及空间位置关系被清晰呈现。G I S技术在应用于工程测量中时,其操作环节中包含着许多要点和难度,要求工作人
15、员严格安装操作指导来完成各环节的细节处理,针对所需地形地质信息和地面分布物信息进行详尽收集,并在完成各类空间信息的统一处理后对其开展分层次分析。3.2数字制图在进行数字制图环节时,为保证各类信息收集的有效性,工作人员需要针对地质地形、自然环境和工程项目等相关信息开展全面且详尽的收集和分析。在G I S技术的应用下,其数字化制图系统可以为各类信息的整合统计及比例计算提供便捷的技术支持,从而提升工程测量中制图工作的质量和效率。在开展数字制图的具体环节时,G I S技术可以有效结合虚拟现实技术、R S遥感技术以及3 D技术等,在多元化、数字化技术的应用下可以有效提升工程测量中的制图质量。3.3数据转
16、换将G I S技术应用于工程测量工作中,可以实现数据的灵活转换。由于工程测量收集到的各类数据可能呈现不统一的格式,具有差异化的格式不便于数据信息的统一管理,因此需要进行数据的转换工作。在开展数据转换工作时首先要使C O R E L D R AW与需要转换的数据建立可靠联系才能完成后续步骤,数据转换工作具体分为两类重要内容,第一类是直接转换,部分应用软件中自带V B A数据转换程序,通过运行这一编写程序可以直接完成相关数据的格式转换,工作人员应熟练掌握各类数据信息的结构和格式类型,以保证可以利用数据转换程序实现对应格式的修改和执行;第二类是中位数据方位,DWG与D X F的中间数据格式可以转换对应中间数据平台上的数据格式,完 成 这 类 数 据 转 换 的 数 据 最 终 会 呈 现 为M I F类型,这类G I S技术的应用角度可以保证工程测量工作的顺畅进行。4.数字测绘技术在工程测量中的应用应用数字测绘技术进行工程测量时工作人员需要充分掌握数字测绘技术的实际特点及工程测量的具体需求,对整体的技术应用进行预见性规划,以此保证数字化测绘技术可以发挥最大实效。一方面,在部分工程测量工作中涉