分析測繪自動化技術(shù)及其發(fā)展趨勢

　　摘要：該文闡述了地形測量和測繪技術(shù)相關(guān)概念及目前地形測量的測繪自動化技術(shù)，并探討了測繪技術(shù)自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵詞：地形測量;測繪技術(shù);發(fā)展趨勢

　　0 引言

　　地形測量學(xué)是研究測繪地形圖及與其有關(guān)測繪工作的理論、方法的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。地形測量是為城市、礦區(qū)以及各種工程提供不同比例尺的地形圖，以滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃、礦山開采設(shè)計以及各種經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。

　　地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小，并將其測繪成地形團(tuán)的理論和技術(shù)。通過測定小范圍地表高低起伏形態(tài)和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點(diǎn)的平面位置和高程，經(jīng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應(yīng)地面幾何圖形相似的地形圖，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供設(shè)計與施工的圖紙資料。

　　傳統(tǒng)的測繪包括控制測量、地形測量、施工測量、竣工測量和變形監(jiān)測5個部分。現(xiàn)代測繪技術(shù)自動化技術(shù)具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優(yōu)點(diǎn)。

　　1 目前地形測量的測繪自動化技術(shù)

　　測繪自動化是集數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化，測繪技術(shù)自動化技術(shù)發(fā)生了重大變革，3S技術(shù)(GPS全球定位系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、RS遙感)及其集成技術(shù)成為測繪技術(shù)自動化技術(shù)的核心。

　　1.1 GPS技術(shù) GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統(tǒng)，是美國20世紀(jì)70年代開始研制的，它歷時20年，于1994年3月全面建成的利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測時和測距，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。

　　GPS定位技術(shù)與常規(guī)地面測量定位相比，具有抗干擾性能好、保密性強(qiáng)，功能多、應(yīng)用廣，觀測時間短，執(zhí)行操作簡便，全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點(diǎn)。特別是RTK的定位精度可達(dá)厘米級，在水上定位得到了廣泛的應(yīng)用。

　　GPS RTK(Real Time Kinematic)技術(shù)開始于90年代初，是一種全天候、全方位的新型測量系統(tǒng)，稱載波相位動態(tài)實(shí)時差分技術(shù)，是目前適時、準(zhǔn)確地確定待測點(diǎn)的位置的最佳方式，是基于載波相位觀測值基礎(chǔ)上的實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)。

　　GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻，速度快、效率高，觀測時間短，方便靈活，測程不受限制，不受通視條件影響等優(yōu)點(diǎn)。

　　1.2 GIS技術(shù) 地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System-GIS)是利用現(xiàn)代計算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來處理地理空間及其相關(guān)數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)，是融地理學(xué)、測量學(xué)、幾何學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和應(yīng)用對象為一體的綜合性高新技術(shù)。其最大的特點(diǎn)就在于：它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機(jī)地結(jié)合在一起，并通過計算機(jī)屏幕形象、直觀地顯示出來。

　　GIS具有以下的基本特點(diǎn)：一是公共的地理定位基礎(chǔ);二是多維結(jié)構(gòu);三是標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化;四是具有豐富的信息。

　　地理信息系統(tǒng)對空間地理信息進(jìn)行處理，準(zhǔn)確采集有關(guān)的數(shù)據(jù)，并對地理空間數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理、管理、更新和分析，是采用數(shù)據(jù)庫、計算機(jī)圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù)的技術(shù)系統(tǒng)，對現(xiàn)代測繪技術(shù)自動化技術(shù)的起重要支撐作用。

　　目前GIS地理信息將向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化(Interoperable GIS)、數(shù)據(jù)多維化(3D&4DGIS)、系統(tǒng)集成化(Component GIS)、系統(tǒng)智能化(Cyber GIS)、平臺網(wǎng)絡(luò)化(Web GIS)和應(yīng)用社會化(數(shù)字地球)的方向發(fā)展。

　　1.3 RS技術(shù) 遙感RS(Remote Sensing)起源于20世紀(jì)60年代，不直接接觸被研究的目標(biāo)，感測目標(biāo)的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發(fā)射輻射)，經(jīng)過傳輸、處理，從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛(wèi)星、航空、航天攝影測量等技術(shù)。遙感技術(shù)依其波譜性質(zhì)，可分為電磁波遙感技術(shù)、聲學(xué)遙感技術(shù)、物理場遙感技術(shù)。

　　遙感信息技術(shù)已從可見光發(fā)展到紅外、微波;從單波段發(fā)展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴(kuò)展到時空維;從靜態(tài)分析發(fā)展到動態(tài)監(jiān)測。

　　RS為GIS提供信息源，GIS為RS提供空間數(shù)據(jù)管理和分析的技術(shù)手段(圖像處理)，GPS作為GIS有力的補(bǔ)測、補(bǔ)繪手段，實(shí)現(xiàn)了GIS原始地圖數(shù)據(jù)的實(shí)時更新。3S的綜合應(yīng)用是一種充分利用各自的技術(shù)特點(diǎn)，快速準(zhǔn)確而又經(jīng)濟(jì)地為人們提供所需的有關(guān)信息的新技術(shù)，三者的緊密結(jié)合，為地形測量提供了精確的圖形和數(shù)據(jù)。

　　2 測繪技術(shù)自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的系統(tǒng)、智能化，測繪技術(shù)自動化技術(shù)向著3G技術(shù)及集成技術(shù)自動化、實(shí)時化、數(shù)字化，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件的開發(fā)應(yīng)用，三維可視化技術(shù)以及人工智能化發(fā)展。使測繪技術(shù)自動化技術(shù)能全方位的應(yīng)用于地形測量中，提高了地形測量的效率和準(zhǔn)確性。

　　2.1 3G技術(shù)及集成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展 積極普及3G技術(shù)的應(yīng)用，改進(jìn)3G技術(shù)中存在問題，更新3G及其集成技術(shù)測量的方法和手段，加強(qiáng)測量精度和準(zhǔn)確性，使3G技術(shù)能在地形測量測繪技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展。

　　全球數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)在GPS、GIS、RS和3S集成技術(shù)中的應(yīng)用，對數(shù)碼攝影測量和地形測量更加普及和深化，使測繪技術(shù)向電子化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展。

　　2.2 測繪軟件及數(shù)據(jù)庫的開發(fā)與更新 加強(qiáng)地形測量數(shù)字化測繪軟件的研發(fā)，使測繪軟件系統(tǒng)更加高效、靈活和功能齊全，使測繪軟件技術(shù)在地形測量中起到了相當(dāng)重要的作用。

　　更新完善信息數(shù)據(jù)庫，將采集的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換直接進(jìn)入信息數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)管理查詢方便，數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)全球數(shù)據(jù)更新和擴(kuò)展空間基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的動態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的管理科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化，實(shí)現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會化，使測繪技術(shù)走向自動化，實(shí)時化，數(shù)字化。

　　2.3 人工智能和專家系統(tǒng)在測繪技術(shù)中的應(yīng)用 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和測繪技術(shù)與相關(guān)學(xué)科的交叉、綜合，人工智能和專家系統(tǒng)在測繪技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用前景。計算機(jī)利用專家知識模擬人腦思維進(jìn)行推理，從事智能化的數(shù)據(jù)、圖形處理和信息管理工作，極大地提高工作效率，使測繪技術(shù)向自動化、智能化發(fā)展。

　　全球定位系統(tǒng)(GPS)、數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)(DPS)、遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和專家系統(tǒng)(ES)這5S技術(shù)的發(fā)展和相互結(jié)合，專家系統(tǒng)在其中發(fā)揮著重要的作用，專家系統(tǒng)對整個測量流程進(jìn)行控制，并執(zhí)行相應(yīng)的推理、分析和處理工作，并可實(shí)現(xiàn)信息資源共享，實(shí)時動態(tài)監(jiān)測診斷，提高效率和質(zhì)量，是測繪技術(shù)通向?qū)崟r、自動、智能測量系統(tǒng)的關(guān)鍵。

　　3 結(jié)束語

　　隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化，測繪技術(shù)自動化技術(shù)發(fā)生了重大變革，從傳統(tǒng)的測繪技術(shù)(例如電子測距儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和平板儀)向3G技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)以及人工智能化發(fā)展，推動了測繪技術(shù)自動化技術(shù)的活躍和革新，測繪技術(shù)朝著自動化、實(shí)時化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化方向發(fā)展，使地形測量更快速、簡單、精確。