時間:2022-09-30 03:56:37
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數字化測繪論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
論文摘要:數字城市的最早概念來源于美國前總統戈爾提出的數字地球。據統計,人們的生產生活80%與地理空間位置有關。數字城市是數字地球和數字中國的延伸,同樣是一種戰略目標,是一個發展的過程。數字城市是利用地理信息系統,全球地位系統,網絡,多媒體及現實虛擬技術,在城市發展中起到整合城市數據、分享城市信息、合理規劃城市、城市安全建設、城市科學管理、輔助經營管理、便利市民生活的重要作用
中圖分類號: F291.1文獻標識碼:A 文章編號:
概述
在數字化城市時代,一個城市的經濟和發展已經不再僅僅被納入整個社會的分工體系當中,并且城市的各種社會問題和競爭力都將和這座城市在全國乃至全球的數字化水平密切相關。不管這個城市愿不愿意,社會的進程都將把城市帶入一個沒有空間限制,開放的平臺中。如果這座城市不想被淘汰,就必須進行數字化城市建設。隨著數字化城市的建設,基礎測繪部門承擔的城市基礎地理信息的采集,更新與維護工作,為城市建設,規劃,管理提供必要的基礎資料和實施保障,在城市的信息化建設和可持續發展中處于重要的地位。
數字城市的概念
數字城市的最早概念來源于美國前總統戈爾提出的數字地球。據統計,人們的生產生活80%與地理空間位置有關。數字城市是數字地球和數字中國的延伸,同樣是一種戰略目標,是一個發展的過程。數字城市是利用地理信息系統,全球地位系統,網絡,多媒體及現實虛擬技術,在城市發展中起到整合城市數據、分享城市信息、合理規劃城市、城市安全建設、城市科學管理、輔助經營管理、便利市民生活的重要作用。
三。、基礎測繪在數字化城市中的作用
1、城市基礎地理信息與數字城市
數字城市是城市各職能部門與城市基礎地理信息的集成,它包括城市規劃、建設、國土資源、市政公共設施、環保、消防、防震減災預測等。城市基礎地理信息是數字化城市的基礎,沒有城市基礎地理信息的支持,就談不到數字化城市的建設。數字化城市的提出將進一步加快城市基礎地理信息的建設的步伐,城市基礎地理信息為城市各職能部門和各行業提供統一的、實時的、精確的基礎地理信息,城市基礎地理信息的建設直接影響數字化城市建設。
2、基礎測繪與城市基礎地理信息
《中華人民共和國測繪法》第三章第十一條規定,基礎測繪是指建立全國統一的測繪基準和測繪系統,進行基礎航空攝影,獲取基礎地理信息的遙感資料,測制和更新國家基本比例尺地圖、影像圖和數字化產品,建立、更新基礎地理信息系統。
城市基礎地理信息基本特征是空間位置的關聯性,它主要表現自然與人文要素地理位置和空間分布關系,其主要的表現形式就是地圖。而基礎測繪就是一個充分利用數字化,智能化和網絡化手段,專門從事城市基礎地理信息的獲取、加工、存儲、更新和提供的產業,毫無疑問,基礎測繪是城市地理信息系統的主干產業,是數字化城市建設不可缺少的產業。
3、數字城市與基礎測繪
近年來,隨著以3G技術為代表的測繪高新技術的不斷推廣與應用,基礎測繪得到迅猛的發展,數字化的測繪生產模式與技術體系已經建立,并逐步由傳統測繪向現代地理信息產業轉化,成為城市規劃與建設的有力保障,社會各相關產業發展的重要依托。城市地理信息系統的建設是數字化城市的基礎與前提,因為,發展數字城市必須首先建設城市地理信息系統,制定空間數據標準,建立地理數據的共享機制,使全社會都能充分共享地理空間數據。
關鍵詞:水利水電工程;工程測量數據處理技術;數字攝影測量;GPS定位
中圖分類號:TV 文獻標識碼:A 文章編號:
0.引言:科學技術的新成就,電子計算機技術等新技術的發展與應用,以及測繪技術和科技的不斷發展,工程測量技術近年來發生了很大的變化;水利水電工程施工測量技術的面貌日新月異。
1.全站儀測量放樣技術
全站儀替代光學經緯儀和電磁波測距儀的應用.足地面測量技術進步的重要標志之一。全站儀具有測量精度高,儀器的集成化、自動化和智能化程度高等優點,為施工測量提供了極大的方便。已大量應用于各類工程的施工測量中。電子全站儀自動改正儀器軸系統差、自動歸化計算、角度測量自動掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差,自動記錄存儲、實時測量三維坐標、與雙向數據通訊功能,為測圖和工程放樣向數字化發展開辟了道路。目前全能型和智能化方向發展的電腦型全站儀都帶有豐富的軟件,可以直接進行坐標放樣、導線測量、程序測量、懸高測量、道路放樣、對邊測量、面積測量、高程傳遞、參考線放樣,故能提供高速高精度的觀測成果,又能高效地完成多種測量作業。帶馬達驅動和程序控制的全站儀可以結合激光、通訊及CCD技術,能實現測量的完全自動化,被稱作自動化測量器械。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。
2.數據庫技術與GIS技術
測量工作者如何更好更好地為工程建設服務,其最有效的方法是利用數據庫技術或GIS技術建立數據庫或信息系統。其同的是把大量的測量數據或信息進行科學的存儲.建立三維數字地形模型,提高測量數據利用率,減少重復勞動,以便于檢索、分析、分發和利用。實現管理和服務的科學化、現代化。將GIS應用于水利水電工程建設,虛擬顯示施工總布置三維全景,直觀反映各組成部分空間上和時間上的相互關系并實現各種信息可視化查詢、分析、統計計算,實現建筑物施工全過程動態仿真演示。以信息的數字化、直觀化、可視化為出發點,直觀清晰地描述復雜工程建設的施工動態過程,為全面、準確.快速地分析掌握工程施工全過程提供有力的分析工具,實現工程信息的高效應用與科學管理。
3.GPS定位技術
隨著GPS的出現和不斷發展完善,測繪定位技術發生了革命性的變革。長期以來用測角、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、高效率、高精度、大范圍的GPS技術所代替,同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間;定位方法已從靜態擴展到動態;定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經濟建設的廣闊領域。碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。GPS接收機已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測量中得到廣泛應用。將GPS接收機與電子全站儀或測量機器人連接在一起,稱超全站儀或超測量機器人。它將GPS的實時動態定位技術與全站儀靈活的三維極坐標測量技術完美結合,可實現無控制網的各種工程測量。水電工程施工區域大,控制點傳算工作量大,精度衰減快;高山峽谷之中,山脈蜿蜒曲折,造成上點和通視困難;河流阻隔,致使交通不便,前后視須迂同前進。利用GPSRTK技術進行碎部點測繪與放樣不需要與基站保持通視,也無需進行后視作業,誤差不累加,精度分布均勻,精度衰減每公里只有lmm。10--15km的作業半徑不需要設置過渡控制點,更長距離的測繪可通過設置中繼電臺轉發電測波解決。大幅度地提高工作效率。
4.程序型計算器輔助計算技術
程序型計算器(如CASIO fx-4800P/fx-4500PA)以其功能強大、經濟實惠、方便攜帶的特性受到了各行各業工程技術人員的歡迎,尤其是測繪方面的技術人員進行工程放樣計算的有力工具。水利水電工程龐大而復雜。工程細部的放樣往往牽涉到幾十個公式的數學計算,尤其是在施工現場,嚴寒、酷暑、噪音、灰塵很難讓人時刻保持清醒的頭腦,計算的速度和結果的正確性大打折扣,嚴重影響放樣的質量和效率。利用編程計算器事先編制好所需放樣部位的計算程序,在施工現場最多只需輸入測點三維坐標X,Y,Z的數據即可迅速計算出所需要的放樣數據,結果準確率大大提高。全站儀實現了測點坐標的隨測隨得,編程計算器實現了放樣數據的即輸即得,大大加快了工程放樣的速度。
5.數字化測繪技術
大比例尺地形圖和工程圖的測繪,是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現代化工程建設的需要。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―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。實現大比例尺基本圖、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。系統可直接提供圖紙,也可提供電子數據,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。數字化成圖技術住現代工程中的應用不僅提高了工作效率,并保質保量提交成果。僅內業制圖部分可節約經費50%,節約時間60%。
6. AtuoCAD輔助設計技術
計算機輔助沒計(Computer Aid Design簡寫CAD)足20世紀80年代初發展起來的一門新興技術型應用軟件。如今在各個領域均得到了普遍的應用。它大大提高了工程技術人員的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp語言,可以編制一些常用的計算程序,得到定制的計算結果。在水利水電工程上有許多體形復雜的計算,尤其是各種不同體形銜接處的相交線,需要用空間解析幾何的方法解算。單靠計算器手工計算,非常繁瑣,工作量大,準確性也不好保證,用AutoCAD建立數字化模型,執行點坐標查詢功能就可以了。也可以對所編寫的程序的計算結果進行正確性驗證。AutoCAD的特性提供了測量內業資料計算的另外一種全新直觀明了的圖形計算方法。另一方面是各種工程橫斷面、縱斷面網的繪制,以及斷面面積的計算和其它一些需要的圖紙的繪制。從而大大減輕我們內業的工作強度和工作量。.
7.數字攝影測量技術
攝影測量技術由于可以提供實時的三維空間信息,無需接觸被測物體,以及野外工作量少、效率高和成果品種多等優點,具有廣泛的應用前景。隨著全數字攝影測量系統的應用,攝影測量的產品將從影像圖、線劃圖向數字化系列產品――4D產品轉化。產品應用與服務領域更廣,并為建立各類專業信息系統和基礎地理信息系統提供可靠的數據保障。在水利水電工程。利用數字攝影測量技術可以迅速獲取制作大比例尺影像圖、地形圖、立面圖、等值線圖和斷面圖圖庫,建立DTM(數字地面模型)和DEM(數字高程模型)模型數據庫,建立并永久保存高分辨率建基面三維影像數字地面模型數據庫。檢查陡坡地段的開挖質量和工程竣工部位的形體資料,記錄工程在施工過程中各個項目地理地貌信息,形成各種數字信息產品,并可通過網絡方便快捷、及時地提供給各個部門使用。
8.工程測量數據處理技術
隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,工程測量領域技術的發展趨勢和方向是:測量數據采集和處理的自動化、實時化、數字化;測量數據管理的科學化、標準化、規格化;測量數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化。GPS技術、RS技術、GIS技術、數字化測繪技術以及先進地面測量儀器等將廣泛應用于工程測量中,并發揮其主導作用。
9.結束語
科學技術的新成就,電子計算機技術、微電子技術、激光技術、空間技術等新技術的發展與應用,以及測繪科技本身的進步,為工程測量技術進步提供了新的方法和手段;水利水電工程施工測量技術的面貌也發生了深刻的變化。施工測量的速度與準確度得到了空前的提高。
參考文獻
1. 陳向平 淺議水利工程施工的幾種施工測量技術[期刊論文]-輕工設計2011(3)
2. 王立業 淺談水利水電工程中的測量技術[期刊論文]-中華民居2011(10)
3. 鄧國義 淺談水利水電工程的施工測量方法與要求[期刊論文]-科技信息2010(31)
關鍵詞:水利水電工程;工程測量數據處理技術;數字測量;GPS定位
中圖分類號: TV 文獻標識碼: A 文章編號:
0.引言:科學技術的新成就,電子計算機技術等新技術的發展與應用,以及測繪技術和科技的不斷發展,工程測量技術近年來發生了很大的變化。
1.全站儀測量放樣技術
全站儀替代光學經緯儀和電磁波測距儀的應用.足地面測量技術進步的重要標志之一。全站儀具有測量精度高,儀器的集成化、自動化和智能化程度高等優點,為施工測量提供了極大的方便。已大量應用于各類工程的施工測量中。電子全站儀自動改正儀器軸系統差、自動歸化計算、角度測量自動掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差,自動記錄存儲、實時測量三維坐標、與雙向數據通訊功能,為測圖和工程放樣向數字化發展開辟了道路。目前全能型和智能化方向發展的電腦型全站儀都帶有豐富的軟件,可以直接進行坐標放樣、導線測量、程序測量、懸高測量、道路放樣、對邊測量、面積測量、高程傳遞、參考線放樣,故能提供高速高精度的觀測成果,又能高效地完成多種測量作業。
2.數據庫技術與GIS技術
測量工作者如何更好更好地為工程建設服務,其最有效的方法是利用數據庫技術或GIS技術建立數據庫或信息系統。其同的是把大量的測量數據或信息進行科學的存儲。將GIS應用于水利水電工程建設,虛擬顯示施工總布置三維全景,直觀反映各組成部分空間上和時間上的相互關系并實現各種信息可視化查詢、分析、統計計算,實現建筑物施工全過程動態仿真演示。以信息的數字化、直觀化、可視化為出發點,直觀清晰地描述復雜工程建設的施工動態過程,為全面、準確.快速地分析掌握工程施工全過程提供有力的分析工具,實現工程信息的高效應用與科學管理。
3.GPS定位技術
隨著GPS的出現和不斷發展完善,測繪定位技術發生了革命性的變革。長期以來用測角、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、高效率、高精度、大范圍的GPS技術所代替,同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間;定位方法已從靜態擴展到動態;定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經濟建設的廣闊領域。碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。GPS接收機已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測量中得到廣泛應用。將GPS接收機與電子全站儀或測量機器人連接在一起,稱超全站儀或超測量機器人。它將GPS的實時動態定位技術與全站儀靈活的三維極坐標測量技術完美結合,可實現無控制網的各種工程測量。水電工程施工區域大,控制點傳算工作量大,精度衰減快;高山峽谷之中,山脈蜿蜒曲折,造成上點和通視困難;河流阻隔,致使交通不便,前后視須迂同前進。利用GPSRTK技術進行碎部點測繪與放樣不需要與基站保持通視,也無需進行后視作業,誤差不累加,精度分布均勻,精度衰減每公里只有lmm。10--15km的作業半徑不需要設置過渡控制點,更長距離的測繪可通過設置中繼電臺轉發電測波解決。大幅度地提高工作效率。
4.程序型計算器輔助計算技術
程序型計算器(如CASIO fx-4800P/fx-4500PA)以其功能強大、經濟實惠、方便攜帶的特性受到了各行各業工程技術人員的歡迎,尤其是測繪方面的技術人員進行工程放樣計算的有力工具。水利水電工程龐大而復雜。工程細部的放樣往往牽涉到幾十個公式的數學計算,尤其是在施工現場,嚴寒、酷暑、噪音、灰塵很難讓人時刻保持清醒的頭腦,計算的速度和結果的正確性大打折扣,嚴重影響放樣的質量和效率。利用編程計算器事先編制好所需放樣部位的計算程序,在施工現場最多只需輸入測點三維坐標X,Y,Z的數據即可迅速計算出所需要的放樣數據,結果準確率大大提高。全站儀實現了測點坐標的隨測隨得,編程計算器實現了放樣數據的即輸即得,大大加快了工程放樣的速度。
5.數字化測繪技術
大比例尺地形圖和工程圖的測繪,是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,難以適應飛速發展的現代化工程建設的需要。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—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。實現大比例尺基本圖、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。系統可直接提供圖紙,也可提供電子數據,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。數字化成圖技術住現代工程中的應用不僅提高了工作效率,并保質保量提交成果。僅內業制圖部分可節約經費50%,節約時間60%。
6. AtuoCAD輔助設計技術
計算機輔助沒計(Computer Aid Design簡寫CAD)足20世紀80年代初發展起來的一門新興技術型應用軟件。如今在各個領域均得到了普遍的應用。它大大提高了工程技術人員的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp語言,可以編制一些常用的計算程序,得到定制的計算結果。在水利水電工程上有許多體形復雜的計算,尤其是各種不同體形銜接處的相交線,需要用空間解析幾何的方法解算。單靠計算器手工計算,非常繁瑣,工作量大,準確性也不好保證,用AutoCAD建立數字化模型,執行點坐標查詢功能就可以了。也可以對所編寫的程序的計算結果進行正確性驗證。AutoCAD的特性提供了測量內業資料計算的另外一種全新直觀明了的圖形計算方法。另一方面是各種工程橫斷面、縱斷面網的繪制,以及斷面面積的計算和其它一些需要的圖紙的繪制。從而大大減輕我們內業的工作強度和工作量。.
7.數字攝影測量技術
攝影測量技術由于可以提供實時的三維空間信息,無需接觸被測物體,以及野外工作量少、效率高和成果品種多等優點,具有廣泛的應用前景。隨著全數字攝影測量系統的應用,攝影測量的產品將從影像圖、線劃圖向數字化系列產品——4D產品轉化。產品應用與服務領域更廣,并為建立各類專業信息系統和基礎地理信息系統提供可靠的數據保障。在水利水電工程。利用數字攝影測量技術可以迅速獲取制作大比例尺影像圖、地形圖、立面圖、等值線圖和斷面圖圖庫,建立DTM(數字地面模型)和DEM(數字高程模型)模型數據庫,建立并永久保存高分辨率建基面三維影像數字地面模型數據庫。檢查陡坡地段的開挖質量和工程竣工部位的形體資料,記錄工程在施工過程中各個項目地理地貌信息,形成各種數字信息產品,并可通過網絡方便快捷、及時地提供給各個部門使用。
8.工程測量數據處理技術
隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,工程測量領域技術的發展趨勢和方向是:測量數據采集和處理的自動化、實時化、數字化;測量數據管理的科學化、標準化、規格化;測量數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化。GPS技術、RS技術、GIS技術、數字化測繪技術以及先進地面測量儀器等將廣泛應用于工程測量中,并發揮其主導作用。
9.結束語
GPS技術和其他數字化測量技術的應用和推廣已經在我國的水利工程測量工作中發揮了很大的作用,表現出極強的生命力。對于數字化測量技術的研究和討論對于水利工程測量工作意義非凡,我們在結合工程實際的前提下,應當多學習國外的先進技術和理論,使我國的測量技術發展為世界的尖端。
參考文獻
1. 陳向平 淺議水利工程施工的幾種施工測量技術[期刊論文]-輕工設計2011(3)
【關鍵詞】 公路勘測;現代測繪;應用
測繪工作引領著現代公路橋梁勘測設計的方向,起著先鋒和表率的作用,測繪的精度和準度相當關鍵,它不僅影響著測繪數據,還影響施工的效果和質量。現代測繪技術的發展,給公路勘測提供了便捷性,減輕了測繪工作人員的工作強度和工作難度,提高了測繪的準確性,保證了施工設計和施工質量。當然,現代的測繪技術被廣泛利用在公路勘測的各個方面,在整個公路勘測中起著不容小覷的作用。
一、公路勘測的流程
公路勘測主要分為踏勘選點、質量控制、中樁放樣、斷面測量、路線地形圖測繪、限制條件下測繪精度的控制原則幾個環節。選點就是在測繪區內選取控制點的位置,首先收集相關地形圖的資料,依據規范標準,設定可參考的方案,然后進行實地踏勘,選定導線點的位置。
現代公路勘測的控制測量作業,大體上由先前的第一代經緯儀器相互配合測量距離、第二代全站儀演變為當前的GPS測量技術。而全站儀具有測量精準度高、測量速度快、自動化程度高的優勢,對于我國的公路勘測坐標直接進行橫斷面測量。
在公路設計時,必須從當地的實際出發,因地制宜地采取不同的測繪技術,確保公路測量的精度,提高公路測量的工作效率。
二、現代測繪技術的優越性
3S技術,即RS(遙感)、GIS(地理信息系統)、GPS(全球定位系統)技術被應用在公路的測繪中,在微機輔助設計下,開拓了公路測繪的新途徑,向高精度、高分辨率、數字地面模型、立體技術的自動化和智能化發展。3S各具特點,RS可以幫助獲取更多的地面信息,擴大了測繪的面積,但是不能滿足對所有物質的感知,比如說距離比較遠的或者經緯度信息,它就不能準確得到相關的數據;GIS能夠準確度地分析和管理信息,但是獲取測繪數據比較的困難;GPS在進行目標定位的時候,迅速便捷,但是缺乏相關的地理屬性。由此可見,把3個技術綜合利用,發揮各自的優勢,彌補彼此間的不足,構建一個控制網,是當今信息技術發展的必要要求。GPS技術的利用,構建了公路帶狀的控制網,提高了測繪的效率和測繪的精度。
GPS對于大型的道路橋梁施工位置惡劣的地段,可以及時布點、檢查、矯正,并為道路橋梁的設計提供詳細、準確、全面的信息。3S技術的發展以及微機監測的使用,為數字化公路設計提供了新的途徑、較高精度、超高分辨率、地理信息技術、數字化模版、立體三維圖等技術,促使公路的設計和測繪向自動化和智能化發展。3S收集的公路相關數據,在微機上構建模型,對公路走向進行橫縱向設計,所經流域的排水設計,惡劣地段的防護設計,工程的投資預算和結算設計。此外,還可以利用三維的立體圖在微機上模擬計算行車速度,檢測行車的間距,檢測公路的全景,使公路施工達到設計優化、費用節省的效果。
此外,現代公路測繪技術主要向數字化靠攏,減少了測繪的時間和工序。傳統的測繪技術主要依靠人工測繪,人工草繪形成鉛圖再經過反復的審核和修正,最終被驗收,形成資料,它經過的周期比較的長,并且在微機計算分析數據之前,人工在測繪圖紙上長時間地計算和分析,浪費了人力和物力。然而,數字化測繪技術正好可以克服這些不足,新的軟件平臺,對相關地形要素,設計草圖,校對后在微機上自行修改,一次性出圖,大大節省了人力和物力,同時還縮短了施工的周期。此外,數字化測繪技術可以進行各種工程的分析和設計,路上地形圖就是其主要應用之一,通過對主要數據的分析和計算,測繪出公路的長、面積和斷面等。
三、現代測繪技術在公路勘測中的實例分析
在某一段公路的施工中,有很多條公路采用了1:2500的數字地形圖和DEM的制作。它的工作流程可以被總結為以下幾步:首先根據1:2500的比例選取地形的圖像控制點,緊跟著是對空三實施嚴格的加密,之后是建立互相對應的模型,之后正射影像到外業的圖像控制,之后又回到空三加密和模型建立上來,最后是對業內的測圖和外業的調繪,進行業內的編輯和DEM的制作。
在整個流程中,工作人員采用的是1:12500的地形圖,以航飛相片的每6條基線量取兩個比較明顯的特征線和物方相關,接著得到正確的DEM制作,之后創建圖像校對的DOM,做成一定單位的成條帶狀分布的正射影像圖。從地形上看,這條路段的南方比較平坦,北部則是起伏較大的丘陵地帶,為此在DEM制作的過程中,依據地形的不同選取不同的測繪方案。
為了保證測繪的精準度,在公路測繪的時候要以每一個像對測量為特征線,而特征線設置的越多越提高測繪的精準度,但是這樣的話需要更長的時間,可能會影響到工程的進度。因此,在此情況下就可以對以上兩種地形分別選取幾個像對點,特征線測量的時候,對地勢較為平坦的南部采用不相關區包圍整個相對,利用DEM的方法完成正像的校對工作;在北部的丘陵地帶把居民住宅區作為不相關區進行處理。
自動化的三角測量軟件GXP-AAT可以幫助像控業內工作,在JX4C全數字化攝影測量工作站上,半自動化的作業可以完成對空三的加密。依據對空三的加密成果,在JX4C上使用相關的測繪模版,完成對數據進行模型的定向工作。JX4C的最大優勢就是矢量測圖模版,這給工作人員帶來了很大的方便,可以對漫游進行放大和縮小的功能,而這些優勢又為DLG的立體套和查漏提供了有利條件,從而提高公路的測繪效率,保證道路施工的質量。
結論:
公路是人們通行的的關鍵環節,公路的質量會直接影響到車輛通行的安全性,因此對公路施工前的設計,對公路路基的勘測,對公路出現問題的及時維修都是相當重要的。在這些因素中,公路勘測甚為重要,而隨著科學技術的進步,傳統的公路測繪技術已經不能滿足時代的需求,現代的測繪技術已經在期待中孕育而生,新測繪技術的產生,被廣泛應用到公路的勘測工程中。新的公路測繪技術提高了公路設計和施工的效率,節省了人力和物力,保證了施工質量的同時縮短了工期,成為現代公路測量必不可少的工具。
參考文獻
[1] 陳琦.地理信息系統在城市測繪中的應用探究[J].科技資訊,2011,(20)
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。
參考文獻
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關鍵詞:土地信息系統、數據質量、誤差、分辨率、坐標變換、矢量數據、柵格數據、拓撲
Abstract:Data is very important for Land Information System,A key to Land information the system's developments success is whether the data quantity is accuracy. This paper will Study the data quantity the problem in Land information the system establish the process.
Key words:Land Information Systems;Data Quality;Error;Accuracy;Remote Sensing;Digitize;Resolution;Coordinate Transformation;Vector Data;Raster Data;Topological.
一、前言
土地是人類的寶貴財富,是人類社會進行物質生產所必需的基本條件和自然基礎。如何科學、合理地利用有限的土地資源,如何及時了解與掌握土地利用變化數量和空間特點,對于保持耕地總量動態平衡和土地持續利用具有十分重要的意義。
隨著社會經濟的日趨多樣化,土地部門的業務工作及范圍也在不斷擴大,原有的靠手工操作,圖紙管理的模式已經越來越不能滿足高效率的需求。為強化土地管理,滿足社會對土地資源信息更多、更細、更完善的服務要求,各土地管理部門紛紛加入信息化、數字化的改革大潮。特別是在市場經濟條件下,因土地管理部門工作的嚴肅性、準確性、科學性和規范化要求,管理中任何規定的確定和變更都需要完成大量的信息收集、分析、綜合、決策和評估等工作,土地管理也只有強有力的信息技術(IT)的支持下,才能做到真正的科學決策和管理。
土地信息系統(LIS)是地理信息系統的一個分支,是一種基于宗地[以宗地(地塊)為單位]的計算機管理信息系統。是一種利用計算機技術及其屬性數據進行采集、處理、管理、查詢、分析、應用和維護更新的空間信息系統,是土地管理的現代化工具,是土地規劃和管理定量化、科學化的方法、手段。但是,在土地信息系統的建設過程中,還存在許多問題,給土地信息系統的建設及發揮帶來一定困難。這里僅對土地信息系統建設中的數據質量問題進行探討。
二、對LIS數據質量的認識
數據是一種未經加工的原始資料,是客觀對象的表示,它可以是數字、文字、符號、圖像,數據是信息的具體表達形式。一個LIS系統包括空間數據、屬性數據、空間數據之間的關系以及空間數據與屬性數據之間的關聯。
人們往往以為計算機為基礎的信息系統的數據質量是可靠的,很少懷疑利用信息系統產生的分析結果在數據質量方面會有問題,但事實遠非如此。在某些情況下,由于多種原因,計算機分析的結果甚至會比手工分析的誤差更大。這里除軟件、硬件的質量問題,計算方法上的問題,以及分類、編碼、輸入、操作的明顯疏忽外,數據本身的質量是重要的原因。
眾所周知,數據是LIS的“血液”,是組成系統的重要元素。數據質量的好壞是土地信息系統成功與否的關鍵所在;數據質量的高低優劣,都直接影響到土地信息系統的經濟效益和社會效益,決定了系統應用價值的大小;數據的可靠,質量的好壞將直接影響到整個系統的成敗。系統如果不能提供正確、可靠的信息,這個系統也就失去了存在的價值。
數據質量的好壞是一個相對概念,并具有一定的針對性。衡量其好壞主要有以下幾個指標:誤差、數據的準確度、數據的精度和不確定性[1]。數據質量是數據整體性能的綜合體現。
統而言之,數據的質量問題主要表現在兩個方面:一是數據是否及時反映了現實世界;二是數據是否保持了一致性和完整性。
土地信息系統的數據量大,數據來源廣,數據采集的任務重,在數據庫建立過程中會出現許多人為和系統的誤差,甚至還有可能產生數據錯誤,最后采集的數據無法準確反映規劃和管理的實際狀況,建立在此數據庫基礎上的系統往往也就達不到管理自動化輔助決策的目的,而只不過是“看看而已”的一種“擺設”罷了。轉貼于
數據庫(包括空間數據庫和非空間數據庫)是土地信息系統最基本、最重要的組成部分,也是投資比重最大的部分。數據質量的好壞,直接影響系統的功能和應用。不僅要根據技術規程衡量數據質量,還要從數據使用角度分析數據質量問題。數據質量通常是指數據的可靠性和精度,它主要用數據的誤差來度量的。現就土地信息系統建立過程中的數據質量問題作進一步的探討。
三、數據源質量的問題
土地信息系統的數據源指建庫中所需要的各種數據類型的來源。它是土地信息系統最基本、最重要的組成部份。土地信息系統的數據源多種多樣,主要包括有:地圖,地圖是系統最主要的數據源,因為地圖是地理數據的傳統描述形式,是具有共同參考坐標系統的點、線、面的二維平面形式的表示,內容豐富,圖上實體間的空間關系直觀,而且實體的類別和屬性可以用各種不同的符號加以識別和表示。土地信息系統其圖形數據大部分都來自地圖,土地信息系統的屬性數據主要有地籍圖、宗地圖、土地詳查圖、土地利用現狀圖、行政區劃圖、專題圖、乃至地形圖等各種圖件的矢量化地圖數據。二是遙感影像數據,遙感影像數據是一個極其重要的信息源。通過遙感影像可以快速、準確地獲得大面積的、綜合的各種專題信息,航天遙感影像還可以取得周期性的資料,這些都為土地信息系統提供了豐富的信息。三是統計數據,包括土地的分類、面積、權屬、分布及質量、等級狀況、利用狀況、非法占地等統計資料。四是實測數據,包括GPS點位數據、地籍測量數據等。五是數字數據,包括數字圖形數據和屬性數據。數字數據主要有地籍號、檔案卷宗號、地類號、圖號、手簿號、宗地界址點點號及坐標控制點坐標,宗地面積,面積中誤差、年代、日期等等。屬性數據包括圖形、圖像以外的各種文字、數字信息。其中文字信息主要是與宗地檔案,文件檔案組成相關的各種檢索和查詢信息(如:土地權利人姓名或單位各稱、土地座落,文件檔案的標題、發文機關、公文字號等等),以及土地登記、地籍調查、權屬審核、登記發證各辦公流程中的各種鍵盤輸入信息。六是各種立法文件和文字檔案,主要有地籍檔案、文件檔案等具有法律效力或需要經常查閱的原始文件材料,它們是土地信息的重要組成部分,在土地的規劃管理中起著很大的作用。
數據源質量問題指數據的采集和錄入中可能產生的誤差,建庫所需的各種類型的數據的可靠性和精度。
從土地信息系統建立的過程來看,它的主要因素有:各種測量數據,地圖和遙感數據等的誤差;調查和統計造成的屬性數據誤差,以及文檔數據的錯誤等,數字化前的預處理、手扶踀自動化的分辨率和矢量化精度。
1、遙感數據
地理信息系統、遙感和計算機輔助制圖是現代地理學的重要技術手段。遙感作為一種獲取和更新空間數據的強有力手段,能及時地提供準確、綜合和大范圍進行動態監測的各種資源與環境的信息,因此遙感數據是土地信息系統的一個重要數據源。
所謂遙感(Remote Sensing)就是遙遠感知的意思,也就是不直接接觸目標物和現象,在距離地物幾公里到幾百里、甚至上千里的飛機、飛船、衛星上,使用光學或電子儀器接受地面物體或發射的電磁波信號,并從圖像膠片或數據磁帶形式記錄下來,傳送到地面,經過信息處理,判讀分析和野外實地驗證,最終服務于有關部門的規劃決策 [2]。土地管理部門可以運用遙感技術快速獲取現狀空間的信息。
盡管遙感技術有很多好處,但因其自身特性,獲取的遙感數據可能存在一些誤差。如:不同的高度引起的問題,由于傳感器的結構及穩定性產生的問題,對信號進行數字化產生的誤差。傳感器在航線、航向上出現的誤差,大氣輻射產生的誤差,地形和地貌等因素產生的誤差等等。在遙感資料的獲取時,有些誤差是可以控制的,有些則不可控。因此必須對原始數據進行預處理,包括利用地面控制對原始數據進行幾何校正,圖像增強和分類。對獲取的遙感數據進行光譜校正,特征提取,自動識別分類、自動成圖等處理[3]。
2、測量數據
各種原始的測量數據是土地信息系統的主要來源之一。包括宗地的權屬界線、位置、形狀、數量、面積、各級行政界線、地形圖測量等。由于人和環境的因素,測量數據不可避免地受到人為誤差(對中、讀數、平分等誤差)、儀器、環境的影響。來源于地面測量的數字數據中含有控制測量和碎部測量誤差。其中控制點誤差又受控制網的參考基準、網形和觀測精度以及觀測費用等因素的影響。碎部點誤差除了繼承了控制點的誤差外,還受自身觀測方法,觀測精度和地界的人為判斷,以及地物地貌的取舍等因素的影響。當然原始數據誤差受觀測儀器、觀測者和外界環境三種因素影響。除此之外,還有測量數據的實時性以及數據老化,采集數據的密度不合理,或概括取舍不合理,選取測量規范標準不一致或精度等級不一致造成測量數據的不一致的影響。
地籍要素是構建土地信息系統極為關鍵的一步,其測量數據的精度高低決定了系統功能能否得到正確和充分發揮。
從地籍測量成果的有效性和土地管理的可能性來考慮,為了保證各權屬單元之間的界線清晰,邊界無爭議,并且雙方都能接受而不損害他人和國家的利益,地籍測量要達到一定精度。因此,必須要有相應的數據采集方法作為保證。地籍要素的采集方法目前主要有兩種,一種是傳統的模擬式外業測圖方法,另一種是野外全數字化數據采集方法。傳統方法的主要作法是在地籍控制測量的基礎上,用解析法測量出權屬界址點坐標,以控制點或以界址點為基礎施測成地籍圖,要形成入庫數據信息,則要通過對原圖數字化來實現。用傳統數據采集方法形成地籍要素數字信息其誤差影響因素較多,主要誤差來源為:測站點誤差m1,量距誤差m2,在測圖板上描繪方向線誤差為m3,刺點誤差m4,數字化儀采點誤差m5等。按有關專著論述,一般情況下,m1≈±0.12mm,m2≈±0.2,m3≈±0.1mm,m4≈±0.14mm,這四項誤差為野外采集誤差。數字化m5的影響因素比較復雜,誤差產生首先與圖形要素有關,要素本身的復雜程度對數字化精度有顯著影響,數字化儀本身的精度更應引起重視。正常情況下,用常規數字化儀進行數字化時,精度一般可達到±0.13mm。綜合上述得,地籍要素采集精度m采 為:
m采 =±
=±
=±0.02mm
按1:500比例尺來考慮,實地誤差將達到±10cm,由此可見,按傳統方法施測,則擬入庫的地籍要素信息很難達到規定的±5cm的精度標準[4]。
采用野外全數字化方法,界址點野外數據采集一般采用直接測定坐標法,即將全站儀或測距儀置于測站點上,對界址點上的移動棱鏡進行水平角和距離測定,電子手薄記錄計算。此種方法的主要誤差來源為水平角測角誤差mβ和測距誤差mD,測角中誤差角保守為±5″,測距誤差主要來自移動棱鏡偏離界址點位置誤差,其偏離值按2cm考慮。測距平均邊長取100m,按點位誤差精度估算公式m2= 來計算,則m≈±2cm,即便考慮測站誤差和其他偶然的聯合影響,點位精度也肯定在規定范圍內,所以地籍要素信息數據的野外全數字化有利于提高界址點精度,從而保證地籍數據的質量。
3、調查、統計、文檔數據問題
土地信息系統的建設過程中,涉及大量的調查統計數據,這些資料尚存在許多不足之處,為土地信息系統的建設帶來了一定困難。
建立土地信息系統,必須首先進行土地基本信息的搜集,開展地籍調查工作,核實宗地權屬,掌握土地利用狀況,獲得宗地位置、形狀及其面積的準確數據,為建庫奠定基礎。
現就地籍調查工作加以探討,眾所周知,權屬調查的工作之一是填寫地籍調查表。由于權屬調查技術性強,工作量大,參與人員多且水平不同等原因,填寫后的地籍調查表或多或少會出現下面一些問題。在填土地使用者名稱時,單位本應填寫全稱,可出現了類似這樣的情況:某林業局有3宗地,而在3份地籍調查表上出現了xx林業局、縣林業局、林業局等名稱。按這樣的名稱錄入建立信息系統,將導致不能正確地自動的歸戶。在填寫土地使用者性質時,本應該寫“全民”或“集體”或“個體”或“個人”,而出現了“國營”或“國有”或“私營”這樣的名詞。在填寫宗地四至時應說明權屬界線所經地物名稱及歸屬、位置、與誰接壤。但出現了東(南、西、北)至xx,而未填出接xx。且有的四至填寫錯誤,如兩宗地共用一堵墻時,則只能出現兩宗都至墻中,或一宗至墻內另一宗至墻外,但填出了兩宗都至墻外或墻內等情況。在填寫界址標示處的界址線位置時也有類似錯誤,有的表填寫字跡潦草,或使用簡化字,讓人難以辨認。有的內容還可以猜出,但戶主的姓名、調查員、勘丈員的簽名等內容實在難辯;有的表中該填的內容而未填,任意涂改。
共用宗的處理,一個地塊被幾個權屬單位共同使用,而其間又難以劃清權屬界線,這樣的地塊稱為共用宗[5]。不少縣(市)是這樣處理的:有多少土地使用者就填多少份地籍調查表,表上的內容按各分宗填寫。這樣做的好處是所填的內容詳細,調查表和土地登記申請書、審批表形成一一對應的關系。但其弊端也是顯而易見的,其一較大地增大了填表的工作量,其二增大了復雜程度,在填寫四至時,如遇一個土地使用者使用幾個地塊則不得不寫清幾個地塊的四至;為填清界址指標,又得設置內部界址點,增加了宗地草圖和地籍圖的負荷量,填表時如不小心還會造成表與表之間的相互矛盾。為了和地調表統一,有的在形成宗地界址點成果表時,除了有宗地界址點成果表外,還有分宗的界址點成果表。如果內部界址點是在紙圖上圖解的,則將該宗地的宗地界址點和內部界址點和計算機展點后,會出現界址線混亂的情況。在土地信息系統建庫時,這些內部點是不能當界址點錄入進庫的。如進庫則在面積統計時,這種內部界址點所圍成的區域的面積就被多統計了一次。
建立完備的信息系統,必須具備這樣的條件:大比例的地形圖或地籍圖;野外測量的界址點數據;宗地的屬性數據(土地登記申請書、地籍調查表、審批表等)。全省在進行大大規模的城鎮地籍時,由于受當時的條件限制,自動化程度低,各作業單位作業水平的不同,或多或少出現一些問題。在建庫時所發現的問題主要是界址點的坐標成果與地籍上的位置不吻合;相鄰宗的同一界址點坐標不同;界址邊長、宗地面積計算有誤。某些縣(市)為了進行土地登記,由于多方面的原因,在進行初始地籍調查時,只作權屬調查,不作規范的地籍測量。為了計算面積,用皮尺或鋼尺丈量界址邊長及相關尺寸,用幾何圖形法計算出宗地面積,而不測址點坐標和地籍圖。這樣做不利于信息化的管理。
4、圖形數字化
影響數據質量的因素是多方面的,有相當一部分來自于建庫過程中的數字化過程。建庫過程中的數據質量,包括數字化前的預處理,紙張變形、手扶跟蹤數字化精度或掃描數字化的分辨率和矢量化精度。
(1)數字化前的預處理
用于數字化作業的地形圖(工作底圖)一般采用聚酯薄膜圖,其變形一般小于0.2‰。采用紙質圖紙時,圖紙的尺寸隨濕度和溫度的變化而變化,溫度不變的情況下,溫度由0%增至25%,則紙的尺寸可能改變1.6%[6]。因為紙的膨脹率和收縮率不相同,即使溫度回到原來的大小,圖紙也不能恢復原來的尺寸。因此在數字化時要適當的比例因子,通過仿射變換進行幾何糾正,以減小工作底圖變形產生的位置誤差,達到相應的精度。
對不同種類和比例的工作底圖進行數字化時,應注意它的投影方式是否一致,比例是否匹配。對于不同投影方式應在數字化后及時變換為系統要求的投影方式。對于不同比例應將比例尺和精度記錄到元數據中,以便估記由此可能產生的誤差。
(2)跟蹤數字化
手扶跟蹤數字是一種自動化精度較低的數字化方式,其數字化精度也因操作員及其工作的疲勞程度而異,操作員的勞動強度較高。隨著大幅面掃描儀的成本不斷降低,掃描和矢量化技術不斷完善,這種數字化方式可能成為自動掃描數字化的一種補充。
手扶數字化是從地形圖輸入空間數據的最廣泛采用的輸入方法。把地形圖放置于數字化桌上,用手持設備,跟蹤每一個地圖特征、數字化設備精確量測鼠標的位置,產生數據形式的坐標數據。
影響跟蹤數字化數據質量的因素很多;主要有:數字化底圖中地理要素的寬度、密度和復雜程度對數字化結果的質量有著顯著影響。數字化儀的分辨率和精度對數字化數據質量有著直接的決定性的影響。《地形圖數字化規范》規定,數字化儀的分辨率不能小于每厘米394線(約1000dpi),精度不低于0.127mm(0.005英寸)。常見數字化儀在分辨率方面通常能滿足要求,而在精度方面卻有相當一部分不能達到要求。在選擇數字化儀時要特別注意其精度指標,以滿足LIS工程的需要。數字化操作員的技能與經驗不同而引入的人為因素誤差是不同的,由于操作員視力、操作習慣,熟練程度和疲勞程度的不同,最佳采樣點位值判斷,十字絲與目標點重合程度的判斷會有一定程度的差異,影響數字化的質量。操作方式(如曲線采點方式和采點數目)也會影響數字化數據的質量。
假定各種誤差影響符合誤差傳播規律,手扶跟蹤數字化的綜合精度應按下式求得:[7]
m數=±
其中:m數 表示手扶跟蹤數字化的綜合精度;m定 表示工作底圖定向誤差,m儀 表示數字化儀精度,m人 表示人為因素誤差。
(3)、掃描數字化
掃描數字化用高精度掃描儀將圖像等掃描并形成柵格數據文件進行處理,將之轉化矢量圖形數據。規范規定:圖形定位控制點掃描誤差不大于0.1mm,相對于工作底圖,矢量化后的掃描點誤差不大于0.15mm,線劃誤差不大于0.2mm。影響掃描數字化質量的因素除原圖質量外,還包括:掃描精度、定向精度、矢量化精度損失等。
①掃描儀的分辨率和精度
掃描儀的分辨率和精度對掃描數字化質量的影響是至關重要的。因此,要根據具體情況選擇適當的掃描儀。目前,大幅面掃描儀大致有,滾筒式(drum),平板式(flatebed),直進式(direct feed)3種。這些掃描儀能夠輸出一種或多種形式柵格數據文件(二值、灰度和彩色)。
滾筒式掃描儀精度較高價格較貴,能以較高的分辨率掃描AO或更大的圖紙。
平板式掃描儀與滾筒式一樣精度高、價格貴、分辨率很高,但一般幅面不會超過A1幅面。由于平板式掃描儀幅面小,掃描后多需進行拼接,從而增加了工作難度,引入了更多的誤差源。LIS工程一般不選用這種掃描儀。
直接式掃描儀精度較低,價格也較便宜。通常能夠滿足一般LIS工程的需要。
目前,需要的大幅面掃描儀品牌有:CONTEX、VIDER、ANATECH等。
在選擇掃描儀時,應注意其是否采用硬件消藍。光學分辨率代表了掃描儀的分辨率能力,而經銷商往往只是給出插值分辨。同時,應注意掃描儀的歪斜失真,歪斜失真的大小與掃描儀的走紙方式有關。
②柵格數據矢量化的精度損失
在土地信息系統中,柵格數據與矢量數據各具特點與適用性,為了在一個系統中可以兼容這兩種數據,以便有利于進一步分析處理,常常需要實現兩種結構的轉換。
柵格的矢量轉換處理的目的,是為了將柵格數據分析的結果,通過矢量繪圖裝置輸出,或者為了數據壓縮的需要,將大量的面狀柵格數據轉換為由少量數據表示的多邊形邊界,但是主要目的是為了能將自動掃描儀獲取的柵格數據加入矢量形式的數據庫。
在柵格數據矢量的過程中的細化、跟蹤等均可能引入一些誤差。復雜圖形全自動化矢量化效果極差,會產生眾多的交叉線,導致多邊形跟蹤錯誤。對此,應采用交互式矢量化方法。因此在選擇矢量化軟件時不應僅僅關心自動化程度(全自動矢量化軟件價格往往很高)。還要特別注意是否具有以下功能:智能去斑,裁剪,扭曲較正,比例控制,水平校正,光柵編輯和交互式矢量化等。
③掃描數字化方法誤差
掃描數字化的幾何分辨率是掃描數字化方法誤差中最重要的誤差源,減小這種誤差的唯一方法就是提高掃描儀的幾何分辨率。但是,隨著分辨率的提高,柵格數據量以平方級速度增長。這往往造成計算機存儲資源耗盡,數據處理時間平方級延長。以300dpi(約每mm12個點)的分辨率掃描時,獨立點間距離的相對精度為1.4/1000左右。全自動矢量化細化過程所產生的點位誤差為1~2個像素點,而交互跟蹤矢量化最大點位誤差可以控制在一個像素點。按300dpi計,每個像素點相當于圖上0.01mm。掃描數字化綜合精度可按下式計算:
M掃=±
其中:M掃 表示掃描數字化的綜合精度;M定 表示底圖定向誤差;M儀 表示掃描儀精度;M矢 表示矢量化誤差。這里,M定取±0.12mm,按300dpi計算M儀取±0.09mm,M矢取±0.1mm。則M掃=±0.180[8]。
四、數據處理質量
土地信息系統的數據庫建立后,其中已經包含了數據源和數據庫建庫所引入的誤差。數據庫中的多源數據,經過系統的各種分析處理后,在形成新的數據和最后產品的過程中還會產生新的數據質量問題。這些問題包括:幾何改正,坐標變換和比例變換,幾何數據的編輯、屬性數據的編輯、空間分析,數據格式的轉換等。
1、空間分析
空間分析是對分析空間數據的技術的通稱。從客觀上區分,可歸納為:空間的圖形數據的拓撲運算;非空間屬性數據的運算;空間和非空間屬性的聯合運算等[9]。空間分析賴以進行的基礎是空間數據庫,土地信息系統的空間數據分析,是實現土地資源信息系統的實際運用的重點途徑。
空間分析中的疊加分析是土地信息系統中十分常用的一種分析方法,是用戶經常用以提取數據的手段之一。通過同一地區不同內容的多幅地圖的疊加組合,產生新的圖形和屬性信息。在這個過程中往往產生拓撲匹配、位置和屬性方面的數據質量問題。由于疊加時多邊形的邊界可能不完全重合,從而產生若干無意義多邊形。對這些無意義多邊形進行處理的結果往往會改變界線的位置,疊加后形成的新的多邊形的屬性值也可能存在由于屬性組合帶來的誤差。
2、坐標變換
土地信息系統數據來源較多,各種數據輸入信息系統應便于系統對數據進行圖形顯示,疊加查詢,統計分析處理。LIS要實現這些功能,一個首要和基本的前提就是各種不同來源的數據在系統內必須在一致的地形圖坐標系下。但是,在實際的數據采集過程中,大量的數據坐標并不一定屬于系統用戶所要求的坐標系,原始數據為一種坐標系,系統要求的數據為另一種地圖坐標系,有的數據坐標根本沒有地理意義,對此情況,必須提供從一種地圖坐標系到另一中坐標系的坐標變換。
在具體的操作過程中,有可能產生新的誤差。在不同比例尺下對坐標數據的重新設立產生誤差,進行投影變換和/或基準面變換時產生的誤差。生產實踐中為提高數據質量,確保系統的數據精度和可靠性,通常用仿射變換和相似變換等模型來進行數據處理,以減小或消除誤差。
坐標變換的實質是建立兩個平面點之間的一一對應關系,現有一般GIS(LIS是GIS的專題)軟件大都提供了以下兩種模型實現坐標變換。
一是仿射變換:仿射變換也稱六參數變換,其變換公式為:[10]
x′=Ax+By+C
(Ⅰ)
y′=Dx+Ey+F
(Ⅱ)
其中,x′、y′為地圖輸出坐標系中的坐標點對;x、y為輸入坐標中的坐標點時;A,B,C,D,E,F為方程參數。參數在坐標系空間上的幾何意義為:A和A分別確定點(x,y)在輸出坐標中x方面和y方向上的縮放尺度。B和D確定旋轉角度,C和F分別確定在x方向和y方向上的水平移尺寸。
二是相似變換:當式(Ⅰ)、(Ⅱ)中的參數滿足條件A=E=Scos@,B=-D=Ssin@時,則得到四參數的相似變換公式:
x′=Ax+By+B
(Ⅲ)
y′=-Bx+Ay+D
(Ⅳ)
式中,x′、y′為輸出地圖坐標系中的坐標點對;x、y為輸入地圖坐標中的坐標點對;A、B、C、D為方程參數,相似變換實質上也是坐標系間的平移,旋轉和縮放尺度的變換,式中C和D分別為坐標在x軸和y軸上的平移大小, 為縮放比例,@=arctg(B/A)為旋轉角度。
為了求出以上公式中的參數,建立兩種坐標之間的仿射(或相似)轉換關系,至少需要三個(或兩個)已知的控制點坐標。而實際上,應選擇多于三個(或兩個)控制點,方能按照最小二乘法原理進行平差,得出系數值,代入上述方程即建立輸入和輸出坐標系之間的仿射(或相似)變換數學模型。
可以看出,仿射變換和相似變換都為線性函數變換模型,可實現對原圖形的平移、旋轉和縮放,相比較而言,相似變換不能進行x軸、y軸不均勻縮放的變換,而仿射變換能保證更高的數據精度。
3、數據變換
(1)CAD向GIS的轉換
目前我國土地管理中存在一個較為普遍的問題是土地信息系統的構建與圖形數據采集較少作用一個整體來通盤考慮,地籍測繪大大超前于信息管理系統構建。中小城市這種問題表現得更為突出。為滿足土地確權發證,土地定級估價等需要,1995年前測繪的地籍圖等圖件因受技術條件的限制絕大部分是采用傳統白紙測圖方法完成的。隨著計算機技術的發展和在測繪工作中的普及應用,1995年之后數字地圖逐漸取代傳統測繪。但一個不容忽視的事實是,絕大多數測繪圖軟件是在AUTOCAD上進行二次開發完成的。有些甚至是采用低版本的CAD,有些測繪圖軟件雖然測的是數字圖,但只有非編碼的圖形文件,不保留信息,或者圖形編輯以后,返不成信息。這種數字圖說到底僅僅是從傳統的白紙圖過渡到計算機驅動繪制的白紙圖。本質上與傳統測繪沒有什么區別。有些雖然采用了較高版本的CAD基礎軟件二次開發成數字測圖軟件并采用了數字編碼技術,但由于較少考慮CAD與GIS的數據共享問題(土地信息系統屬于專題GIS)。在著手考慮構建土地信息系統時,遇到的突出問題則是如何充分,有效利用已有數字信息資料,并確保數據轉換質量。
對于傳統模擬圖或難以返成信息的所謂數字圖只能采用原圖數字化,形成數字信息后方可加以利用,但其精度丟失是不可避免的。
對于采用了編碼技術,也能返成信息的數字圖,其數字信息可以通過數據轉換來實現數據共享,但由于 CAD與GIS圖形數據之間其數據格式,數據內容甚至數據概念都有很大差異,數據轉換時應注意以下三個方面:[11]①數據格式轉換。不同的軟件有不同的數據格式,有些可以通過通用數據格式如DXF實現轉換,但轉換過程中的數據丟失也的確令人煩惱。②數據元素轉換。CAD與GIS兩者之間的圖形元素不是一一對應關系,CAD圖形中的圖形元素種類要比GIS圖形文件中的圖形元素種類多,GIS中只有點、線、面三類基本圖形元素,而CAD中包括有點、線、面、注記、矩形等多種圖形元素,在具體轉換中,CAD的圖形元素哪些轉換成GIS的點,哪些元素轉換面面,什么元素需要轉換成GIS的屬性數據,什么元素則不需要轉換到GIS中去等。CAD與GIS圖形元素之間的對應關系,都需要認真細致地加以技術處理,使空間數據和屬性數據在輸入系統后正確地連接起來。③拓撲關系的形成。因為CAD的圖形元素之間沒有拓撲關系,實現CAD向GIS數據轉換的一個重要內容就是要將轉換后的圖形數據按照一定的技術要求經過編輯,在GIS環境下建立幾何元素的拓撲關系。
在實際轉換中,還會出現許多意想不到的技術問題,會影響數據轉換質量,有待進一步解決。
(2)矢量數據結構向柵格數據結構的轉換
土地信息系統的建設中,許多數據如行政邊界,交通干線,土地利用類型、土壤類型等都是用矢量數字化的方法輸入計算機或以矢量的方式存在計算機中,表現為點、線、多邊形數據。然而,矢量數據直接用于多種數據的復合分析等處理將比較復雜,特別是不同數據要在位置上一一配準,尋找交點并進行分析。相比之下利用柵格數據模式進行處理則容易得多。加之土地覆蓋的疊置復合分析更需要把其從矢量數據的形式轉變為柵格數據的形式。
矢量數據的基本坐標是直角坐標(x,y),其坐標原點一般取圖的左下角。網格數據的基本坐標是行和列(i,j),其坐標原點一般取圖的左上角。兩種數據變換時,令直角坐標x和y分別與行與列平行。由于矢量數據的基本要素是點、線、面,因而只要實現點、線、面的轉換,各種線劃圖形的變換問題基本上都可以解決[12]。
矢量數據變成柵格數據的原理與方法并不困難,但由于矢量數據的記錄方式各不相同,也會產生一些問題。如多邊形之間公共邊原來只有一條交界線,轉變成網格后成為有一定寬度的界線,產生了一定的近似性。特別是幾條線交叉處,一個網格元素中包括了相鄰的幾種類別,轉換時只能用其中的一種類別作為交叉點所在的元素的類別,這種誤差應在允許的范圍以內。而減小網格尺寸,雖提高了精度,但大大提高了數據的冗余量。
柵格數據結構需要大量的計算機內存來存貯和處理數據,才能達到與矢量數據結構相同的空間分辨率,而矢量結構在某些特定形式的處理中,如象多邊形疊置,空間均值處理等尚有大量的技術問題來解決。值得注意的是,無論采用哪種轉換方法,轉換的結果都會不同程度地引起原始信息的損失。
4、空間數據的編輯
通過矢量數字化或掃描數字化所獲取的原始空間數據,都不能避免地存在錯誤或誤差。屬性數據在建庫時,也難免會存在錯誤。諸如:空間數據的不完整或重復,空間點、線、面數據的丟失或重復,區域中心點的遺漏,柵格數據矢量化時引起的斷線等,空間數據位置的不準確、線段過長或過短,線段的斷裂、相鄰多邊形結點的不重合及空間數據的變形等。因此,必須對圖形數據和屬性數據進行一定的編輯。
土地信息系統數據編輯是消耗時間的交互處理工作,對空間數據不完整或位置的誤差,主要是利用LIS圖形編輯功能,如刪除(目標、屬性、坐標),修改(平移、拷貝、連接、分裂、合并、裝飾)、插入等進行處理。對空間數據比例尺的不準確和變形,可以通過比例尺變換和糾正來處理。轉貼于
在數據的編輯過程中,由可能產生一些新的問題。如:線段的相關與延伸出現的問題,圖形的平移與旋轉出現的問題,刪除“細部多邊形”時產生的誤差,數值計算與變化的誤差;文件的合并以及形成新文件的問題;屬性數據的重新定義和更新的問題。有的問題時可能避免的,有的問題則無法避免。因此,必須進行檢核。通過耐心細致的檢查,主要誤差都能從數據中尋找出來,并有效消除誤差。一般采用疊合比較法,目視檢查法和邏輯法。
疊合比較法是空間數字化正確與否的最佳檢核方法,按與原圖相同的比例尺把數字化的內容繪在透明材料上,此后與原圖疊合在一起,在透光桌上仔細的觀察和比較。一般。對于空間數據的比例尺不準確和空間數據的變形馬上就可以觀察出來,對于空間數據的位置不完整和不準確則須把遺漏、位置錯誤的地方明顯地標注出來。目視檢查指在屏幕上用目視檢查的方法,檢查一些明顯的數字化誤差與錯誤,包括線段過長或過短,多邊形的重疊和裂口、線段的斷裂等。
5、由計算機引起的問題
在計算機中,數據是由一定字長的編輯數碼表示的,由計算機字長可能引起一種誤差。這種誤差出現在各種數值運算和模型分析中,由這種誤差引起的問題很多[13],例如LIS空間數據庫中整數編碼對面積和周長計算的影響,比例尺變換和旋轉變換對拓撲關系的影響等。削弱誤差影響的主要方法有:改變數據在計算機中的表示方式,采用合適的算法等。
除了數據處理精度外,數據存儲精度也與計算機字長有關。16位的計算機在存儲低分辨率的柵格圖像時不會出現問題,但存儲高精度的控制點坐標或點位精度要求高的地理數據時,則不能勝任。
五、數據應用質量
土地信息數據在使用過程中往往出現一些質量問題,這些問題包括數據的完備程度,時間的有效性,拓撲關系的正確等。
1、數據的完備程度
數據的完備程度指地理數據在范圍、內容、及結構方面滿足所有要求的完整程度。包括數據范圍、空間實體類型、空間關系分類、屬性特征分類等方面的完整性。
一般來說,空間范圍越大,數據的完整性就越差。在土地信息系統的建庫過程中,數據不完整最簡單的例子是缺少數據。如計算機從GPS接收機傳輸位置數據時,由于軟件受干擾或其它因素的緣故,只記錄下經度而丟失緯度,以至造成數據不完整。另外由于GPS接收機無法收到四顆或更多的衛星信號而無法計算高程數據也會造成數據的不完整。又如某個應用項目需要1:5000的基礎底圖,但現在的地圖數據只覆蓋項目區的一部分,底圖數據便不完整。
在土地信息系統底建庫中,涉及大量的地籍檔案。地籍檔案來源于土管機關的地籍部門,數量大、形式多、浩繁、零亂,隨著時間地推移,以及人為和自然的各種因素地影響,有可能遭到損壞。如檔案老化,書寫材料低劣、地籍檔案變到污染,變色、蟲蛀等現象,進而影響到整個系統的質量。
2、數據的現勢性
數據的現勢指數據反映客觀現象目前狀況的程度。數據的現勢差,反映的客觀現象就可能不準確。不同現象的變化頻率是不同的。如地形的變化一般來說比人類建設要緩慢,地形可能會由于山崩、雪崩、泥石流、人工挖掘及填海等原因而在局部區域改變。但由于地圖制作周期較長,局部的變化往往不能及時地反映在地形圖上,對那些變化較快的地區,地形圖就失去了現勢性。城市地區土地覆蓋變化較快,這類地區土地覆蓋圖的現勢性就比發展較慢的農村地區會差些。地形圖上記錄著所用航空像片獲得的年代。若又用其他數據進行過修改(一般是較新的航空像片),也應記錄于上。
在土地信息系統建庫中,要求地籍信息和地籍圖必須具有現勢性。地籍信息變更比較頻繁,如土地利用類型,權屬或宗地的重劃,合并等。由于受自然因素和人為作用的影響,土地資源的數量、質量、分布和使用情況都處在經常變化之中。基于這一特點,土地管理部門提供的數據很難保證現勢性,這也是影響數據質量的一個重要方面。
3、拓撲關系
在LIS中,為了真實地反映地理實體,不僅要包括實體的位置、形狀、大小和屬性,還包括必須反映實體之間的相互關系,這些關系就是指它們之間的鄰接關系,關聯關系和包含關系,拓撲關系。拓撲關系的核心是建立點、線、面的關聯關系。通常有以下幾種空間關系:點-點關系、點-線關系、點-面關系、線-線關系、線-面關系、面-面關系。空間數據的拓撲關系,對數據處理和空間分析具有非常重要的意義[14]。
利用拓撲關系,可以確定一種空間實體相對于另一種空間實體的位置關系。利用拓撲關系,可以確定某縣有多少耕地,分析土地利用類型及對土地適宜性做出評價等。
在拓撲關系的建立中,拓撲過程中伴隨有數據所表達的空間特征的位置坐標的變化,拓撲關系的不正確等情況,導致空間分析的結果錯誤,給土地管理決策帶來一定的影響。
六、結論
數據是LIS最基本和最重要的組成部分,同時也是一個LIS項目中投資比重最大的一個部分。數據質量的好壞,會直接影響到LIS的系統功能和應用質量問題的三個方面(數據源的質量問題、數據處理質量問題、數據應用質量問題)著手,對LIS的數據質量問題進行了一定的歸納總結和初步的探討。眾所周知,LIS的數據質量是影響LIS的一個瓶頸環節,LIS數據量大、數據種類多、數據結構復雜。因此,在LIS的建設過程中,如何在數據采集與建庫中實施質量控制,保證數據質量對土地信息系統建設來說顯得尤為關鍵。
七、總結與體會
畢業論文的撰寫是一次再學習和鍛煉的機會,是對所學知識的一個融會貫通的過程。通過畢業論文的撰寫,我對所學的知識有了更深層次領悟和掌握,對自己所學的土地管理專業有了一個整體認識。畢業論文不僅是對所學知識的總結,也是運用所學知識探求新知的方法、手段。既是一次再學習的過程,也是一次深入學習的機會。同時,畢業論文寫作,為今后的學習工作奠定了一定的基礎。通過畢業論文的寫作,我真正懂得理論聯系實際的重要性。在撰寫畢業論文中,我運用所掌握的基本知識、方法和技能,研究探討了土地信息系統建立過程中數據質量的有關問題。通過畢業論文的撰寫,我進一步完善了自己的知識結構,學習了更多的知識。不僅如此,我對土地信息系統數據質量控制措施與方法方面有了更進一步的認識。
通過畢業論文的寫作,不僅強化了我的學習素質、研究素質和創業素質,而且培養了我的創新意識,激發了我探求新知的欲望。認真寫作畢業論文,不僅能進一步鞏固所學的理論知識,而且還能進一步提高自己的各項基本技能,實踐能力和解決問題的能力。
八、謝辭
在論文的寫作過程中,玉文龍老師給予了很大的支持和幫助,為論文的寫作提出了許多寶貴性的意見和建議;在他的指導下,這篇論文得以順利完成。在資料的搜集過程中,圖書館工作人員為我們提供了很大幫助,本組同學也給予了很多支持,在此表示衷心感謝。
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【關鍵詞】地理信息成果;信息化管理;資料
1引言
當前我國已經全面進入到信息化時代,需要建立起一套以基礎地理信息為載體的測繪保障體系,全面提高測繪保障能力和服務水平,拓寬基礎地理信息應用服務領域,進一步滿足國民經濟和社會發展對基礎地理信息服務的需求,形成權威、唯一和統一的地理信息公共平臺,實現城市地理空間信息資源的開發利用與共建共享。這就需要地理信息資料管理人員對各種先進的管理技術與管理方案進行全面的研究與分析,為各種信息資料順利投入使用奠定良好的基礎。
2當前我國測繪地理信息成果資料管理的現狀分析
當前我國在測繪地理信息資料管理方面的工作正在由傳統的手工地圖制圖技術向現代計算機數字制圖技術的跨越式發展,成果由單一的紙質升級為多元的基礎航空攝影和遙感衛星等獲取的數據和遙感影像資料;國家基本比例尺地圖、影像圖及其數字化4D產品;基礎地理信息系統庫數據等。在我國信息化建設不斷發展的大背景下,各種先進的管理技術與管理思維運用于地理信息成果資料管理工作的條件已經比較成熟。[1]為了提高管理工作的有效性與科學性,需要對傳統的信息資料管理模式進行有針對性的改良與創新,使地理信息成果所提供的服務能夠與目前的應用需求相適應,為氣象、水利、交通、國土以及農業等方面的發展提供有力的數據支持。另外,地理信息成果資料也是智慧城市、數字城市、國防建設以及政府管理等領域的重要信息資源。隨著國家與省級基礎地理信息聯動更新、全國地級以上數字城市地理空間框架建設、新型智慧城市建設、智慧時空大數據與云平臺建設、多規合一等新業務、新技術的推進,需要提供海量甚至覆蓋全球的成果數據信息。因此,測繪成果信息化管理勢在必行。
3規范數字化測繪地理信息資料歸檔管理
①對地理信息成果資料管理制度進行改良與優化,最大程度上提高檔案入庫質量。對用于地理測繪工作的儀器設備、生產技術檔案以及信息管理檔案的統一性、完整性與真實性進行重點檢查,使數字化地理信息資料的權威性得到提升。②對地理信息資料的安全性進行定期的檢查,確保地理信息數據具有充分的完整性與安全性。必要情況下可以通過殺毒軟件對數據與系統安全性進行病毒查殺操作,同時也需要對儲存信息資料的計算機硬盤進行檢查。③對地理信息成果資料的存儲管理模式進行嚴格的設計。加強電子檔案與圖紙檔案兩個方面的管理工作,最大程度上使地理信息資料能夠在安全的環境下進行備份與存儲。④對地理信息資料進行規范化的測繪,使成果數據具有充分的完整性與統一性。在對數字化信息資料進行歸檔管理的過程中,需要盡量保證技術要求、數據格式以及對應版本三個方面的統一性。
4測繪地理信息資料成果信息化管理探討
4.1采集完整數據,執行相關規定與行業標準
為了促進測繪地理信息資料的信息化、現代化發展,需要事先對庫存資料進行徹底、全面的清理。[2]再根據測繪資料的技術規定與相關標準,對地理信息資料的歸檔、組卷以及內容進行數字化處理,采集資料翔實、完整性好的目錄數據成果,通過計算機對文件目錄與案卷目錄進行錄入,建立文件級目錄與案卷級目錄。[3]對數據檢索體系進行科學有效的設計,使地理信息資料管理工作更加標準化并且規范化。
4.2對地理信息成果資料的信息化管理路徑進行研究與分析
在建設地理信息資料數據庫的過程中,需要事先對紙制數據資料成果進行數字化轉換,并完成系統程序編寫、系統調研、業務需求分析等方面的工作,初步形成數據庫系統,建立基于GIS、SOA、全文搜索引擎、工作流程引擎以及參考模型等技術的綜合管理系統,其中SOA指的是一個組件模型,它將應用程序的不同服務單元通過這些服務之間定義良好的接口聯系起來,形成基于空間的信息管理與基于圖形的庫房管理模式。
4.3地理信息成果信息化管理模式對于管理人員要求
在提質增效、轉型升級的大數據時代,準確、快速地向用戶提供成果數據是對于管理人員的基本要求,在對各項信息化資料進行入庫與管理的過程中,需要明確標注地理信息比例尺、數據格式、項目類型以及生產年代等方面的信息。
4.4對地理信息資料的處理流程進行優化
地理信息資料的處理流程主要包含收集、分類審核、保存、提供使用各部分,信息化管理工作環境下,需要重點對這四個方面的處理流程進行數字化處理。對地理信息資料進行收集的過程中,需要對各種不同內容的地理信息進行分類處理。相關管理部門的支持下嚴格驗收測繪地理資料。具體的驗收過程中,需要對檔案的內容有一個全面的了解,在明確歸檔范圍的基礎上,做好歸檔移交與材料內容鑒定兩方面的工作。[3]管理人員在對傳統信息成果資料進行數據化管理的過程中,需要對信息化管理系統的建設模式進行深入、全面的研究,將資料收集、資料管理以及資料提供使用三個方面的工作進行集成化處理,對相關管理制度進行進一步的完善,為信息資料管理服務能力的提升打下良好的基礎。
5測繪地理信息檔案信息管理系統建設
5.1采集原始數據
在計算機技術與圖形軟件的支持下,對地理圖形進行矢量化處理,數據文件在經過轉換后可以存儲于計算機中,采用這種資料儲存方式,能夠對現有電子數據進行充分的利用,降低管理人員重復工作次數,一方面要提高管理人員的工作效率,另一方面也需要進一步降低管理人員的工作強度。采用直接掃描技術對原有圖紙內容進行直接的收錄。
5.2建立測繪地理檔案信息管理系統
原始數據在經過數字化處理后,經過繪圖軟件的修飾、整理與編輯,完成圖形數據庫的建立工作。于計算機中錄入每個工程屬性特征、工程概況、位置以及名稱等方面的信息,對數據庫資料進行完善。[3]形成管理系統與地理信息資料的數據基礎。最后,屬性數據庫與圖形數據庫之間建立關聯體系,二者之間相互對應的前提下,可以使地理信息成果管理系統的結構更加完整。
5.3建立分發管理子系統
為了滿足當前檔案有效管理,對檔案的外接、閱讀體系要有嚴格的規范,制定一套嚴格地管理體系,將信息查詢、外接情況、統計分析、圖單打印等工作有合理的規劃,保證每個子系統的協調高效運轉。同時建立管理子系統也勢在必行。為了保證整個管理系統運行,必須保障對每個管理子系統的正常運行,建立相關安全保護措施,維護系統用戶的升級,對角色創建,信息管理等方面進行有效管理。
5.4完善現有庫存測繪檔案管理體系
在進行測繪檔案管理進程中要注意對檔案進行系統化分類,注意完善編碼體系,從技術上和流程上加強對檔案管理的力度。同時在管理過程中要注意為管理人員提供管理平臺,提高檔案管理的安全性的同時提高工作效率。相關技術人員要努力掌握嵌入式微操作系統的能力,針對測繪檔案管理的特殊性和復雜性,對光盤庫進行深層次的制定和封裝,整理形成讀取、刻錄、歸檔等一系列操作規范和流程。使使用者通過最簡便的操作實現對后臺大量光盤的精確控制。
6結語
地理信息成果資料信息化管理是一項具有專業化、系統化特點的新型管理模式,對于地理信息資料成果的多方位、快速、精準提供使用有著十分重要的促進作用。因此,地理信息資料管理人員需要對傳統的管理技術與管理模式進行大膽的突破,提高地理信息成果資料管理工作的技術含量,為我國的現代化建設貢獻力量。
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論文摘要:由于測繪技術和儀器設備的發展,測繪生產單位急需大批掌握新技術、新儀器的一線作業技術人員。發展測繪高等職業教育是解決測繪生產單位一線技術人員短缺問題的最佳途徑,測繪高等職業教育有著廣闊的市場需求和發展空間。應從加強高職教師隊伍建設,完善實習設備、加大教學和生產實習量,突出專業重點、加強基礎理論知識學習等方面推進測繪高職教育。
隨著國民經濟的快速持續發展,各項與測繪專業密不可分的建設也在迅速發展,因而各行各業對測繪高職人才的需求不斷增加。眾所周知,只要搞建設,就需要搞測量。隨著國家建設事業的快速發展和工程項目的不斷增加,測繪高職教育所培養的技術人才,已經成為國家經濟建設的有生力量。許多建設施工企業如鐵路工程、水利水電工程、石油管道工程等各大工程生產單位,都需要大量的測繪高職技術人才。近幾年,我們把測繪高等職業教育培養出來的優秀畢業生輸送到各類建設施工單位,他們中的許多人在各自的工作崗位上已經成為業務骨干,為進一步拓寬測繪高職人才的就業渠道打下了基礎。在此基礎上,筆者試對高職測繪人才就業市場進行探討。
1關于測繪高職人才市場的調查及分析
測繪高等職業教育主要為測繪生產部門培養中高級測繪技術人員,而培養出的學生是否適應市場的需要,就要看測繪市場對用人的要求。為了更好地了解市場的用人情況,筆者先后走訪了幾家測繪生產單位,并與一些單位領導進行了交談,了解了一些測繪生產部門的用人情況,同時請各測繪單位填寫了用人情況調查表(見表。此表共發出份,收回7份,其中具有甲級測繪資格的單位5份,具有乙級測繪資格的單位2份。通過對調查內容所占比例的技術分析,可以得出如下結果。
從表1分析結果中可以看出,第1項中的各個內容與其他部門相同,測繪一線生產技術人員占50%左右,對于第2項“學歷層次情況”,大專及中專人員平均占70%左右。這說明大中專畢業生仍然是測繪工作的主力軍。在第四項調查中,需要掌握數字化成圖技術及GPS衛星定位測量技術的工程測量專業技術人員為最多,占所調查單位的85.7%。而大地測量專業類型的技術人員需求者較少,幾乎為零,這可能與調查的單位有關(在調查的對象中沒有大地測量隊)。對于航測和制圖專業的人才,需求者差不多,當然這也與調查單位的工作性質有關。在第5項調查中,對于實際操作及動手能力較強的生產一線的技術人員需求者為最多,達到100%,組織管理人才次之。通過4,5項調查可以看出,掌握先進工程測量技術的業務人員最受測繪生產部門青睞。第6項主要調查教育部門從哪些方面對在校學生加強教育。通過調查結果可以看出,思想品德與職業道德教育和實際操作及動手能力應加強,幾乎占所調查單位的100%。除此之外,基礎知識理論學習也不能忽視,此項占調查單位的57%以上。
通過上述調查分析可知測繪生產部門的基本用人情況,同時也折射出整個測繪市場對人才的需求情況。由于多數用人單位都需要引進生產一線的專業技術人員,在專業技術人員中,中專的學歷層次在目前來看有些偏低,本科及研究生學歷人員又不安于生產一線工作,同時單位還擔心留不住人。所以大專生比較適合生產一線工作。他們具有一定基礎理論,又有扎實的專業基本功,應該成為測繪生產一線的主力軍。那么如何培養具有優秀才能的高職生呢?筆者建議從以下方面著手。
2關于測繪高職教育的幾點建議
2.1加強高職教師隊伍的建設
高職教師主要來源于本科院校畢業生、研究生其專業理論基礎扎實,基本具備條件。但是他們一般沒有經過專門的教育學和心理學的理論學習,專業實踐經驗和教學基本功相對薄弱,需要進一步培養,因此要從以下幾方面加強學習。
(1)強化教學基本功的訓練。由于高職院校的教師多來自非師范類院校,所以對教學規律、心理學、教育學等理論的掌握還不好,所以要成為一名優秀高職教師,仍需要對教學理論等知識進行系統培訓。學校可采取組織考核或知識競賽等方式促進教師學習。
(2)提高學歷層次。教師的水平直接決定學生的水平。提高學歷層次,這是知識經濟發展的需要,是師資隊伍結構改善的需要,也是高校學生掌握前沿技術的需要。
(3)更新知識、擴大知識面。測繪技術的不斷發展,儀器設備的迅速更新,測量方法與手段的增加和改進,促使高職教師必須加快知識更新的步伐,不斷學習新理論、新技術,擴大知識視野。高職院校應該為教師的知識更新創造良好的條件(如有計劃地組織教師接受新知識、新技術培訓等)。
(4)參加工程實踐鍛煉。由于高職教師多數來自普通本科院校,沒有參加過工程實踐鍛煉,而高職培養出的學生要迅速適應測繪生產的需要,則必須有具備良好專業技能的教師,所以教師參加工程實踐十分重要。學校要安排教師不定期地參加工程實踐,使其在實踐中解決實際問題,同時把實踐經驗充實到教學理論中去。這樣才能培養出優秀的適應市場需求的高職生。
2.2完善實習設備,加大教學和生產實習
如果說高職教師的水平是提高學生專業水平的軟件,那么實習設備無疑是硬件。由于測量專業具有實踐性強等特點,所以要想提高學生的專業水平,必須加強測繪教學的硬件建設,為教學實習提供必要的條件。例如,對于工程測量教學來講,各種精度指標的全站儀,單、雙頻的GPS衛星定位接收機,成圖所用的繪圖儀、計算機等設備應充分滿足學生實習的要求。根據調查可知,數字化測圖已經逐漸取代了常規的平板儀測圖,所以在教學實習中,要多進行數字化成圖實習,把用于數據采集的全站儀作為一種常規的教學儀器。因此全站儀的數量應該足夠多,以滿足學生實習的要求。同樣,在控制測量中,GPS接收機已經在測繪生產中起主導作用,學校應加大GPS衛星定位技術的控制測量實習,像常規經緯儀所測的三角網或導線網測量等傳統實習可以適當減少。從對人才需求的調查分析表1的第4項中,我們可以看到,對掌握數字化成圖及GPS衛星定位測量技術的工程測量專業方向的學生需求量最大,所以在教學中更應加強這兩方面的實習量,使高職學生畢業就可以直接從事野外實際生產。
另外,測繪高職教育也可以實行“雙元制”教學。“雙元制”職業教育是指學生在企業接受實踐技能培訓和在學校接受理論培養相結合的職業教育形式。它是德國職業教育的基本形式。“雙元制”職業教育下的學生具有雙重身份,在學校是學生,在企業是學徒工。測繪高職教育的學校可以和一家或多家測繪企業實行聯合辦學,進行“雙元制”職業教育。這樣既可以節省教學的實習經費,又可以幫助單位完成一定的生產任務,增強學生的責任心,同時也有利于加強學生的職業道德建設。
2.3突出專業點,加強基礎知識理論學習
現代測繪設備的迅速更新和改進、野外測繪方法的不斷變化,使得教學內容也不斷發生變化。光學經緯儀、光學平板儀等逐漸被淘汰,因此在授課時應減少對這些內容的講解,增加新設備、新的測繪方法的內容。例如在地形測量中,以數字化成圖代替大平板成圖,以全站儀光電圖根導線代替圖根線形鎖;在控制測量中,以GPS衛星定位控制網逐漸取代常規的三角網、導線網;在平差基礎中,以計算機計算取代手工計算,把手工計算的實習量轉移到計算機平差計算中來,使學生有足夠的時間來掌握各種平差軟件的使用方法;在工程測量中,用全站儀的放樣代替光學經緯儀的放樣;在制圖測量中,以計算機制圖取代手工制圖,等等。
總之,專業課的學習應突出重點、學以致用。重點是什么?重點就是先進的測量技術。測繪高職院校只要時時刻刻以掌握最現代的測量方法和最先進的測繪儀器為宗旨,處處以測繪市場為核心,就能避免“學校學的內容在生產中用不到,在生產中用到的知識在學校里又沒學”的現象發生,也才能培養出適應生產需要的優秀高職人才。
培養優秀的測繪人才,除了加強專業理論學習和專業技能培訓外,還應使學生加強基礎理論知識學習。從調查結果分析表1中可以看出,超過57%的單位建議教育部門對學生加強基礎理論教學(基礎理論課是指高等數學、大學基礎英語、計算機基礎理論等課程),因為只有具備扎實的基礎知識,才能學好專業理論。事實亦證明,各著名的高校之所以培養出的學生強于其他院校,也主要取決于他們具有深厚的基礎理論知識的鋪墊。基礎知識在將來的求學深造、生產科研、軟件開發中起到至關重要的作用,在測量平差理論研究、平差軟件應用與開發中都離不開基礎理論知識。因此,在教好專業課的同時,也不應忽視基礎理論知識的教學。
[關鍵詞]測繪技術 工程測量 應用
中圖分類號:P271 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)33-0391-01
引言:隨著社會經濟與科學技術的迅速發展,工程建設項目的規模也變得日益龐大,再加上工程測繪大多需要在艱苦的野外環境下進行,傳統的測繪由于需要操作人員長駐守在測繪地點以保證測繪的準確性,已經無法滿足工程測量的需要,而現代測繪技術的出現對于解決傳統工程測量的難題有重要的意義,開始在工程測量中得到廣泛的應用。
一、工程測量
所謂在工程測量,是指工程建設在規劃設計、經營管理、施工等階段所進行的測量工作。工程測量在工程建設各個階段的主要任務不同:在規劃設計階段,要提供可靠完整的地形資料;在施工階段,要按規定精度進行定線放樣;在經營管理階段,要進行建筑物的變形觀測以判斷它們的穩定性,保證工程質量和安全使用,同時也驗證設計理論和施工方法的正確性。
二、現代測繪技術概況
所謂的測繪,是以計算機技術、信息科學、空間科學、光電技術、網絡通訊技術為基礎,以GIS(地理信息系統)、GPS(全球定位系統)、RS(遙感)為技術核心,將地面已有的特征點和界線通過測量手段獲得反映地面現狀的圖形和位置信息,在工程建設的規劃設計中有重要的作用。
(一)全球定位系統(GPS)
全球定位系統(GPS)是上世紀70年代由美國開始研制,在1994年全面建成,它利用導航衛星進行測時和測距,是新一代衛星導航與定位系統,可以在海、陸、空進行全方位實時定位與三維導航。伴隨著全球定位系統的不斷改進、軟硬件的日益完善,GPS的應用領域正在不斷的拓展,目前,各種類型的GPS接收機體積越來越小,重量也越來越輕,更便于野外觀測,具有使用簡單、測量時間短等優點,引起了傳統測繪觀念重大變革,目前已成為大地測量的主要技術手段,也是最具潛力全能型技術。
(二)遙感(RS)
遙感技術包括航空遙感和衛星遙感,航空遙感主要用于地形圖測繪,已在實踐中得到了廣泛的應用,衛星遙感則主要用在測圖上,并且目前仍在研究之中但也已經取得了一些重大的成果,特別是基于遙感資料建立數字地面模型方面獲得了較多的應用。1972年第一顆地球資源衛星發射,從那以后,法國、美國、日本、俄羅斯、中國、印度等國家都相繼發射了對地觀測衛星。當前遙感獲取技術已從低分辨率發展到高分辨率甚至超高分辨率;從可見光發展到紅外、微波;從單波段發展到多波段、多角度、多極化;從空間維擴展到了時空維。遙感技術在測量中主要是通過波譜產生的響應不同的來識別不同的物體,是利用集合形態的物體的位置指標和物力性質等來進行分析,進而實現對物體形態的測繪。
(三)地理信息技術(GIS)
作為多個學科、多種技術交叉融合的產物,地理信息技術起源于20世紀60年代美國和加拿大的學者在土地和交通方面的地理信息研究,從誕生至今僅僅只有40多年的歷史,但作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統,其應用和發展對測繪科學有重要的發展作用和意義,已成為現代測繪技術的重大技術支撐。GSI技術在工程測量上的作用主要提使供空間形態的數據檢測,對于目標工程地地形狀態等方面的測量有著顯著的效果。
(四)數字攝影技術
數字攝影是將通過高精度攝像機與測量儀對觀測目標進行攝影,并能夠將影像實時發送至操作終端的技術。數字攝影的起源可以追溯到上世紀60年代末,當時貝爾實驗室為了研究存儲計算機數據,卻意外使“電荷對聯設備”(CCD)的微電子元件誕生了。但是,真正用CCD來記錄靜態影像的數碼相機則是20世紀80年代的日本索尼公司的不用感光膠片的電子靜態照相機――MAWEICA,它采用電子磁性記錄的方式記錄影像,一般被認為是今天數碼相機的雛形;世界真正意義上的第一臺數碼相機是由柯達公司于1991年研制的。隨著科技的發展,數字攝影技術能夠在不與測量目標相接觸的情況下對目標進行檢測,并得出其三維數據。三維數據通過軟件能夠轉化為目標物體的形象,進而生成物體表面模型。從而促使數字攝影技術進入到飛速發展的階段。
三、測繪技術在現代工程測量中的應用
測繪技術在工程測量中主要是用于研究工程建設中設計、施工和管理各階段測量工作的理論、技術和方法,進而為工程建設提供準確的大比例尺地圖和測量數據,保證工程選址的合理性,同時也在工程運營階段對工程進行沉降監測和形變觀測以保證工程運行正常。
(一)測量技術在礦山測量中的應用
在礦山測量中,遙感技術已經有較長的使用時間,同時也積累了豐富的經驗。首先應用遙感資料,能獲取礦區實時、動態、綜合的信息源,實現對礦區環境的監測,從而為礦區的環境保護提供決策支持;其次,遙感資料可以用于找礦、進行礦區地質條件和煤層頂底板研究,以上這些表明遙感技術對于礦山測量任務的完成具有重要意義。在GPS技術方面,主要利用其對礦區進行礦區控制網建立或復測、改造、地表移動監測、水文觀測孔高程監測等,在礦山測量工作的地面部分GPS技術已成為一項重要支撐技術。
(二)測量技術在水利工程中的應用
遙在水利工程測量上,遙感技術能夠實時地對湖泊后和大江大河的水位進行監測,從而確定洪水災害面積。RS和GIS結合在一起使用能夠多洪水淹沒范圍和干旱災情范圍進行及早的預報,從而為防災、抗災提供準確的信息,減輕水旱災害的危害。而在水利樞紐工程竣工后,需要對水庫大壩、大型橋梁等進行連持續細致精密的監測,這時現代測繪技術就可以應用其中,成為實時的安全運行監控手段。此外,將數字測圖技術或全數字攝影測量建立的數字地面模型和GIS的分析決策功能相結合,可以更加便捷、迅速地進行水庫大壩選址、庫容計算、引水渠修建、受益范圍等作,為合理利用和開發水資源提供科學的依據。
(三)測量技術在地籍測量中的應用
當前,在經濟迅速發展和城鎮化不斷推進的背景下,全國各地的城鎮地籍測量工作已經全面展開,而小城鎮建設速度的加快,使得各地對地籍圖的需求量也在快速增加,測量地籍的主要是為了建立全國土地管理信息系統,從而對城鎮土地的面積、屬性、經濟價值等有比較清晰的認識,更好的開展城市建設工作。同傳統的測繪技術相比,數字化測繪技術具有明顯的優越性,體現在技術含量更高、測繪產品更多樣化、應用范圍更廣泛、維護更方便、使用更便捷等,因此隨著高新測繪技術的較快發展,數字化測繪技術也得到了廣泛的應用。
四、結語
從上述分析可以看出,測繪技術在現代工程測量具有舉重輕重的地位,而隨著現代測繪技術朝著自動化、實時化、數字化的發展,其在工程測量中會發揮著越來越重要的作用,因此我們的測繪工作者必須與時俱進,不斷學習新方法、新理論、新知識,更新觀念,提高創新意識和能以,使得測繪技術在工程測量中得到更加廣泛的運用,提高工程測量的效率與質量。
參考文獻
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【論文摘要】:GPS、RTK測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統,文章就利用這項新技術在地形和地籍測量中的應用情況做一介紹。同時,文章利用地理信息系統(GIS)對測繪地形、地籍以及生成土地證、房產證等一些圖件進行說明,并作相應的轉換處理,滿足了地籍管理工作的需要。
一、基于GPS、RTK測量技術的地形和地籍研究
(一)概述
GPS、RTK測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統,文章就利用這項新技術在地形和地籍測量中的應用情況做一介紹,供同行參考。地形測圖是為城市以及為各種工程提供不同比例尺的地形圖,以滿足城鎮規劃和各種經濟建設的需要。地籍測量是精確測定土地權屬界址點的位置,同時測繪供土地管理部門使用的大比例尺的地籍平面圖,并量算土地面積。用常規的測圖方法(如用經緯儀、測距儀等)通常是先布設控制網點,這種控制網一般是在國家高等級控制網點的基礎上加密次級控制網點。最后依據加密的控制點和圖根控制點,測定地物點和地形點在圖上的位置,并按照一定的規律和符號繪制成平面圖。GPS新技術的出現,可以高精度并快速地測定各級控制點的坐標。特別是應用RTK新技術,甚至可以不布設各級控制點,僅依據一定數量的基準控制點,便可以高精度并快速地測定界址點、地形點、地物點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次測繪成電子地圖,然后通過計算機和繪圖儀、打印機輸出各種比例尺的圖件。應用RTK技術進行定位時要求基準站接收機實時地把觀測數據(如偽距或相位觀測值)及已知數據?(如基準站點坐標)實時傳輸給流動站GPS接收機,流動站快速求解整周模糊度,在觀測到四顆衛星后,可以實時地求解出厘米級的流動站動態位置。這比GPS靜態、快速靜態定位需要事后進行處理來說,其定位效率會大大提高。故RTK技術一出現,其在測量中的應用立刻受到人們的重視和青睞。
(二)RTK技術應用
RTK技術用于各種控制測常規控制測量如三角測量、導線測量,要求點間通視,費工費時,而且精度不均勻,外業中不知道測量成果的精度。GPS靜態、快速靜態相對定位測量無需點間通視能夠高精度地進行各種控制測量,但是需要時候進行數據處理,不能實時定位并知道定位精度,內業處理后發現精度不合要求必須返工測量。而用RTK技術進行控制測量既能實時知道定位結果,又能實時知道定位精度。這樣可以大大提高作業效率。應用RTK技術進行實時定位可以達到厘米級的精度,因此,除了高精度的控制測量仍采用GPS靜態相對定位技術之外,RTK技術即可用于地形測圖中的控制測量,地籍測量中的控制測量和界址點點位的測量。地形測圖一般是首先根據控制點加密圖根控制點,然后在圖根控制點上用經緯儀測圖法或平板儀測圖法測繪地形圖。近幾年發展到用全站儀和電子手簿采用地物編碼的方法,利用測圖軟件測繪地形圖。但都要求測站點與被測的周圍地物地貌等碎部點之間通視,而且至少要求2-3人操作。采用RTK技術進行測圖時,僅需一人背著儀器在要測的碎部點上呆上一、二秒鐘并同時輸入特征編碼,通過電子手簿或便攜微機記錄,在點位精度合乎要求的情況下,把一個區域內的地形地物點位測定后回到室內或在野外,由專業測圖軟件可以輸出所要求的地形圖。用RTK技術測定點位不要求點間通視,僅需一人操作,便可完成測圖工作,大大提高了測圖的工作效率。
(三)RTK技術在地籍測量中的應用
地籍和測量中應用RTK技術測定每一宗土地的權屬界址點以及測繪地籍圖,同上述測繪地形圖一樣,能實時測定有關界址點及一些地物點的位置并能達到要求的厘米級精度。將GPS獲得的數據處理后直接錄入GPS系統,可及時地精確地獲得地籍圖。但在影響GPS衛星信號接收的遮蔽地帶,應使用全站儀、測距儀、經緯儀等測量工具,采用解析法或圖解法進行細部測量。
在建設用地勘測定界測量中,RTK技術可實時地測定界樁位置,確定土地使用界限范圍、計算用地面積。利用RTK技術進行勘測定界放樣是坐標的直接放樣,建設用地勘測定界中的面積量算,實際上由PS軟件中的面積計算功能直接計算并進性檢核。避免了常規的解析法放樣的復雜性,簡化了建設用地勘測定界的工作程序。在土地利用動態檢測中,也可利用RTK技術。傳統的動態野外檢測采用簡易補測或平板儀補測法。如利用鋼尺用距離交會、直角坐標法等進行實測丈量,對于變通范圍較大的地區采用平板儀補測。這種方法速度慢、效率低。而應用RTK新技術進行動態監測,則可提高檢測的速度和精度,省時省工,真正實現實時動態監測,保證了土地利用狀況調查的現實性。
二、GIS在地籍、地形測量中的運用
(一)概述
目前GIS正向著數據標準化、平臺網絡化、數據多維化、系統集成化、系統智能化和應用社會化的方向發展。互操作地理信息系統是GIS系統集成的平臺,它實現異構環境下多個地理信息系統及其應用系統之間的通訊協作。基于WWW的GIS(WEBGIS)是利用Internet技術在網絡上空間信息,供用戶瀏覽使用,成為GIS社會化大眾化最有效的途徑。面向對象和構件的GIS是把GIS功能模塊劃分為多個標準控件,完成不同功能,通過可視化工具集成起來,形成最終GIS應用。嵌入式GIS是將GIS功能與嵌入式設備,嵌入式操作系統相結合創造更自由隨意的GIS應用模式。三維GIS(3DGIS)目前研究重點集中在三維數據結構的設計優化實現,立體可視化技術的應用,三維系統功能和模塊設計等方面。數字地球是對真實地球及其相關現象的統一性的數字化重現和認識,其核心思想是利用數字化手段統一處理地球問題和最大限度地利用信息資源。
在GIS軟件開發方面,更換平臺和環境,擴展數據庫管理系統、更改一切語言和開發模式。操作平臺以原Unix為主流更換到WindowsNT/2000平臺,后者已成為發展主流。在理論研究方面,時空數據處理及三維GIS仍然是當前熱點,隨著計算機處理能力和多維空間可視化技術的進步,推進商品化的多維GIS將為時不遠。在國內,當前研究GIS系統的主要有中國地大、武漢瑞得、南方CASS、金陵地籍等大小幾十家企業,各家軟件偏重點不同,使用方法各異。針對各個單位要求形成的數據格式不一樣,作者在各個軟件上分別使用,并轉換到通用平臺上,使之能在通用平臺上操作、修改、編輯等,完成工作的需要。
(二)建設方案的設計思路
1.關鍵技術
(1)高分辨率對地觀測技術
數字攝影測量將成為數字城市數據采集手段之一。
(2)3S一體化
3S指的是全球定位系統(GPS)、衛星遙感系統(RS)和地理信息系統(GIS),是建立數字城市的三大支撐技術,GPS可在瞬間產生目標定位坐標卻不能給出點的地理屬性,RS可快速獲取區域面狀信息但受光譜波段限制,GIS具有查詢、檢索、空間分析計算和綜合處理能力,但數據的錄入和獲取始終是瓶頸問題。數字城市需要綜合運用這三大技術的特長,方可形成和提供所需的對地觀測,信息處理和分析模擬能力。
(3)空間一致性匹配
建立數字城市是一項龐大工程,不同信息源、不同比例尺、不同投影方式、不規則分幅地圖,要在數字城市系統中復合顯示,疊加查詢和綜合分析必須進行系統整合。
(4)互操作
統一協議是實現互操作的關鍵。互操作是在保持信息不丟失的前提下,從一個系統到另一個系統的信息交換能力,現已有抽象開放地理互操作規范(OGIS),主要由三大模塊(開放式地理數據模型、OGIS服務模型、信息群模型)組成
2.系統結構組成
行業數據庫,行業辦公自動化系統,行業信息化系統、行業基礎檔案庫
(2)3S技術系統
包括城市電子地圖、遙感圖像(衛星、航空)、地理信息系統、行業應用軟件、全球衛星
定位系統(GPS)、立體測量系統。
(3)硬件環境
計算機硬件(包括外設)、網絡系統、全球衛星定位系統、立體測量系統。
三、計算機技術在地籍地形測量中的運用
下面是應用軟件的一個中文菜單提示:NAPGIS一個很大的特點就是圖形和屬性之間的聯系緊密,圖形處理功能強大。在其上建立的地籍管理信息系統除了圖形處理能強大以外,還提供了一套符合土地系統的解析圖形編輯法及十分強大的歷史管理功能,解決了圖形與屬性數據歷史信息管理的難題。宗地的屬性數據是十分豐富的,由于各地經濟發達的程度不同,城市的規模不同,需求的不同,它包括的內容也是多種多樣的;但要以把宗地屬性分為兩類:空間方面的屬性和人文方面的屬性。空間屬性主要有宗地面積,座落,四至等,這些是國家土地管理局頒
布的《城鎮地籍調查規程》及《土地登記規則》中規定必須要具備的,另外還包括一些地區根據自己的需要所增加的一部分,如:地物分布及類型面積情況、容積率,密度等,從計算機管理的角度考慮并結合MAPGIS的特點,空間方面的信息又可分為與圖形緊密聯系的屬性(如宗地面積,周長,宗地號,界標類型等)和一般性質的空間屬性(如:宗地座落,四至等),在MAPGIS中根據這兩種數據的特點,將其放在圖形數據中由MAPGI平臺直接維護其一致性,令面積的核算快速準確,而將一般性質的空間屬性放在外部數據庫中;而人文屬性包括宗地的權
屬、共用關系、用途等信息,這一部分屬性全部放在外中數據庫中,通過宗地號與圖形數據建立聯系。將上述的數據準備好以后,就可以進入系統進行初始數據采集與系統建庫了。對于地籍數據而言,系統數據分層處理必須以能提高工作效率,便于數據分析,統計,查詢,并且有良好的可擴展、可伸縮性,能夠滿足各地區地籍管理工作需要為目標。結合陽縣地籍,可以按如下專題進行分層:地形數據分過渡層、方里網、測量控制點、居民地、獨立地物、交通及附屬、水系及附屬特殊地貌、植被、注記、地形、電力線等層。界址數據包括界址點、界址線、宗地。由于界址數據在測量時就是一個整體,因此這一層沒有進行分幅管理,而是充分發揮MAPGIS對數據的管理能力,從物理上就作為完整的一體進行管理。
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關鍵字: 巖土工程 數字化勘察 應用方法
巖土工程勘察在快速的發展過程中,不論是在體制還是在勘察方法、 計算機輔助軟件、 勘察報告編制等各方面工作都有了長足的進步, 并且還在在不斷優化中。 巖土工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎以及地下工程的關系。 由于地基土是因地而異的,在接受一項巖土工程勘察任務時, 必須明確該工程的主要技術矛盾是什么, 需要解決哪些主要技術間題。在對設計意圖和設計要求以及建筑物荷載情況了如指掌的情況下,在巖土工程勘察實施過程中, 根據工程的具體情況, 就基礎及地下工程的設計、 施工過程中可能遇到的問題,給以充分的論證和分析, 最終提出經濟合理、 技術可行的解決方案。
1 巖土工程勘察的內容
規范是進行巖土工程勘察工作的依據,對勘察工作的目的、 任
務、 評價等均提出了詳細的、 可操作的要求, 巖土工程技術人員要重視對規范、 規程的學習, 充分了解其要求。 另外規范、 規程中的條文說明, 技術人員也要認真研讀, 條文說明中有豐富的信息,對于提高我們的理論水平及正確理解規范、 規程具有重要作用。
1.1 查明勘察范圍內場地原始地形、 地貌, 巖土層的成因、 類型、深度、 分布、 工程特性和變化規律, 分析評價地基的穩定性和均勻性。查明埋藏的河道、 溝浜、 墓穴、 防空洞、 舊基礎、 孤石等對工程不利的埋藏物及其分布范圍。
1.2 查明影響建筑場地穩定性的不良地質作用和特殊土的類型、
成因、 分布范圍、 發展趨勢和危害程度, 并提出相應防治措施的建議。查明地下水埋藏情況、 類型、 補給及排泄條件, 地下水位, 水位變化幅度及規律; 評價地下水對建筑材料的腐蝕性。對基坑工程還應查明各土層的滲透性質, 分析評價地下水的靜水壓力、 動水壓力及浮托力的作用和影響; 預估產生基坑突涌、 流沙或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度, 并提出相應的防治措施建議; 提供基坑施工降水的有關技術參數及施工降水方法的建議;提供用于計算地下水浮力的設計水位。
1.3 基坑工程還應查明基坑周邊環境, 提供基坑設計所需的巖土參數, 分析評價放坡開挖的可能性和基坑邊坡穩定性, 適宜選用的支護結構類型及其穩定性, 基坑開挖與降水對地基變形、 周圍建筑物和地下設施的影響。
2 巖土工程勘察的方法
隨著計算機信息技術的不斷發展,巖土工程勘察數字化技術得到廣泛應用。下面就與傳統勘察方法進行對比, 加以論述。
2.1 傳統巖土工程勘察方法研究
勘察資料過于地質化。由于部門長期的條塊分割, 勘察、 設計分散作業, 加之巖土工程規范制定和新技術、 新方法應用的滯后, 以及專業設置過細, 巖土工程本身的特殊性等原因, 設計與勘察之間脫鉤多,使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現,而且勘察也較難參與設計的全過程;設計人員也因知識的局限, 很難深層次理解巖土工程勘察信息, 因而勘察成果在設計中的轉化率較低, 造成許多不應有的浪費和損失數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據,由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟,與 CAD 設計軟件的接口不匹配, 很難順利實現對接, 設計系統不得不重新將勘察資料數字化, 影響了設計系統 CAD 的推廣應用。勘察信息數字化程度低。勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、 表格、 文字等形式為主,內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準
確理解, 另一方面造成對勘察信息處理、 利用上的困難。
2.2 數字化勘察技術研究
數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、 數據庫技術、 計算機技術、 網絡通信技術和 CAD 技術, 通過計算機及其軟件, 把一個工程項目的所有信息有機地集成起來,建立綜合的計算機輔助信息流程,使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化 CAD 技術轉變,作到數據采集信息化、 勘察資料處理數字化、 硬件系統網絡化、 圖文處理自動化, 逐步形成和建立適應多專業、 多工種生產的高效益、 高柔性、 智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點, 把勘察、 設計的圖紙、 圖像、 表格、 文字等以數字化形式存貯。
2.3 數字化勘察技術關鍵優勢
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面
模型法的歷史較早,它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料, 包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據, 然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規則連接起來,構成網狀曲面片,進而確定整個地質體的空間屬性,有很多方法用來表示表面, 常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法, 本論文主要討論圖示模型法。 常用的圖示模型法有邊界表示法、 規則格網法、 等值線法、 不規則格網法等, 其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法, 將做詳細分析討論。不規則格網法是將區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡。 區域中任意點落在三角面的頂點、 邊上或三角形內,如果任意點不在頂點上, 則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到,所以 TIN 是一個三維空間的分段線性模型, 在整個區域內連續但不可微。有許多種表達 TIN 拓撲結構的存儲方式,這里采用一個簡單的記錄方式是:對于每一個三角形、 邊和節點都對應一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針, 邊的記錄有四個指針字段, 包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節點包括三個坐標值的字段,分別存儲 X,Y,Z 坐標。這種拓撲網絡結構的特點
是:對于給定一個三角形,查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率,當然可以在此結構的基礎上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率。對巖土工程勘察方法實施改進, 逐步過渡到數字化勘察技術, 并推廣其廣泛應用, 這是勘察工程發展的必然趨勢, 但是這其中還有一段很長的路要走,不僅僅是因為其中還有一些關鍵技術問題尚未完全攻克,而且我國目前在數字化勘察、勘探方面的專業人才也很匱乏, 因此, 必須加大數字化巖土工程勘察技術人才的培養, 并加快該技術的研究應用,以真正實現巖土工程的數字化勘察的廣泛應用。
3 數字化勘察技術的應用
我們在進行道路、 橋梁、 隧道的測量設計經常遇到地形復雜交通不便的情況。如線路在丘陵山區,經常是各種樹木生長茂盛、 溝壑縱橫,難以通視,傳統的測量手段很難解決,經常令測量工作人員吃盡了苦頭。傳統的測量手段數據處理往往用手工方法記錄儲存,不僅數據顯得零亂,而且在數據后續處理中,往往手工處理,工作量大,容易出錯,測量數據不易校核。 由于處理枯燥,需要耗費的重復勞動也就相當多,內業處理出錯率較高。
通過調查研究, 在我國大多數單位在公路設計測量工作中采用的方法傳統,速度慢、 精度差,數據不易保存校核,所以難以適用當前推進公路建設自動化、 信息化建設的要求。采用現在傳統的測量方法存在許多弊端,例如測量數據多,易出錯,測量完畢不易校核和保存,采用數字化地形圖可有效解決這一問題。 采用專業數字化地形圖測繪,經過處理后,可以滿足公路規范的需
求,每條公路的地形圖可以形成永久保存的電子檔案,勘測成果在圖上一目了然,可重復利用,并可不斷補充調整。 公路設計引入專業勘測的電子地形圖,勘測效率大大提高,勘測費用降低很多,勘測設計周期會大大縮短,而且數據精確,易于保存,數據直接導入利用,免去人工錄入的繁瑣和失誤,可以重復利用,一舉多的,可以紙上選線、 定線,測量數據可以視實際情況,隨時補充調整。測量成果可以直接與國家控制網轉化,以便與其他測量行業的數據共享。測量完畢或公路施工后能長久保存測量成果,并進行校核,推進公路測量的數字化進程。
4 結束語
對巖土工程勘察方法實施改進, 逐步過渡到數字化勘察技術, 并推廣其廣泛應用, 這是勘察工程發展的必然趨勢, 但是這其中還有一段很長的路要走,不僅僅是因為其中還有一些關鍵技術問題尚未完全攻克,而且我國目前在數字化勘察、勘探方面的專業人才也很匱乏, 因此, 必須加大數字化巖土工程勘察技術人才的培養, 并加快該技術的研究應用,以真正實現巖土工程的數字化勘察的廣泛應用。