关于自动化测绘技术在地形测量中的应用与发展

关于自动化测绘技术在地形测量中的应用与发展

周汉华

武汉市蔡甸区勘察测绘设计院湖北武汉430000

摘要：测绘是一门具有悠久历史的技术，在社会经济、国防建设、科学研究工作中是不可或缺的重要工具。随着时代发展、科技进步，测绘技术不断融入新的血液，自动化测绘就是目前广泛应用的技术，所以本文对其在地形测量中的应用、发展现状与前景进行了分析。

关键词：自动化测绘；地形测量；应用；发展

引言

测绘是一门古老的技术，人类有文字记录以来就有测绘活动，例如甲骨文中就有很多古代测绘的记载。同时测绘又是一门发展中的学科，随着科学技术的发展不断融入新的内容，从准、绳、规、矩到今天常用的水准仪、经纬仪、全站仪、GPS接收机，无论内容还是形式都发生了巨大的变化。目前，我国测绘学科已完成传统测绘向数字化测绘的过渡，正处于由数字化测绘向信息化测绘跨越发展的阶段，但不管是数字化测绘还是信息化测绘，都离不开自动化测绘技术的支撑[1]。所谓自动化测绘技术是自动化技术在测绘学科中的应用，自动化意味着无人或少人参与情况下，系统能按照人的指令和要求，完成自动检测、信息处理、操作控制等过程，从而实现预期的目标和任务，所以可以理解自动化测绘技术就是集数据采集、处理、传输和显示于一身，并以3S（GPS、GIS、RS）技术为核心，结合计算机技术、网络技术、测量仪器智能化技术，具有自动化水平较高、测绘结果更准确、成果信息更丰富、图像编辑更加便利高效的一种新型测绘技术[2]。地形测量是为满足城市规划、工程建设、矿山开采等需求开展的地形图测绘工作，是测绘学科的基本应用，测绘技术的发展也给地形测量带来新气象，因此本文对自动化测绘技术在地形测量中的应用与发展进行了分析。

1自动化测绘技术在地形测量中的应用分析

1.1全球卫星定位系统（GPS）

全球卫星定位系统是空间导航卫星、地面监控站和用户接收机三部分组成，空间导航卫星可向用户连续发送用于导航定位的位置、速度和时间信息，而地面监控站则跟踪、维护和管理导航卫星，使卫星更好、准确地发挥导航定位功能，用户接收机通过接收导航卫星的信号确定自己的位置、速度和钟差。目前投入运营的全球卫星定位系统有GPS、GLONASS（俄罗斯格洛纳斯系统）、GALILEO（欧盟伽利略系统）、GOMPASS（北斗导航系统）。由于GPS开发最早，功能最完善，而且国内用于测量的接收机几乎都是基于GPS芯片开发的，所以说全球卫星定位系统也就是指GPS系统，但其他卫星定位系统也在一定区域和场合得到应用，例如我国的北斗导航定位系统近年来在海上作业、渔业生产中获得大量应用。GPS测量定位主要采用GPS静态相对定位、差分GPS定位和RTK定位三种方式[3]。GPS静态相对定位需要2台或2台以上的接收机进行同步静态观测，以获得各站点高精度的位置差，主要用于建立各级控制网。差分GPS定位是从GPS基准站获得位置、伪距和相位的差分，各用户站根据基准站的测量结果进行修正，以获得更精确的定位结果。RTK定位不像前两种定位方法需要经过事后解算获得高精度定位结果，而利用载波相位动态实时差分技术即刻获得厘米级的定位精度，可实现快速测量、成图一体化。卫星定位系统只需同步观测4颗卫星即能实现高质量的定位，有利于实现外业观测、内业数据处理的高度自动化，是自动化测绘技术在地形测量中的重要手段。

1.2地理信息系统（GIS）

GIS是综合地理学、地图学、计算机科学等众多学科，用于输入、存储、查询、分析、显示地理数据的计算机信息管理系统。GIS的核心是建立地理空间数据库，主要包括几何数据、实体的空间关系、与几何位置无关的属性数据，数据来源包括现有地图的数字化、遥感影像、航空数字摄影测量、激光扫描系统、无人机遥感、车载移动测绘、近景摄影测量、雷达干涉测量等。借助GIS建立地理信息公共服务平台，向政府、公众和行业用户提供空间定位服务，地形测量应用GIS可以极大地减少测绘人员的工作量，例如地籍图的测绘采用传统方式需要花费大量人力和时间，而经济快速发展、地籍要素的不断变更，显然传统测绘及管理方式越来越难以适应了，利用GIS建立土地资源管理系统（LIS），其中土地利用详查与成图系统、地籍图自动制图系统等可减少测绘人员绘制地图的工作量。

1.3遥感技术（RS）

遥感技术是利用卫星、飞机（有人飞机、无人机）、飞艇、高空气球等收集地物目标信息的一种技术。遥感图像一般要经过图像增强、辐射校正、几何校正、融合处理、影像判读等才能发布。目前，高分辨的遥感卫星已能获得0.5m以下的分辨率，接近航空摄影。采用合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术的遥感卫星不受云层厚度和天气的影响，可以全天候、全天时获取大范围地面三维地形信息。而航空摄影采用高质量的航空数码相机可测绘大比例地形图。我国是无人机第一生产大国，利用无人机进行低空遥感测量具有成本低廉、分辨率高、方便快捷等优点，非常适合小范围复杂地形的三维影像的获取。可见遥感技术在地形测量中具有重要的价值，是自动化测绘技术在地形测量中的有效应用。

2自动化测绘技术的发展现状与前景

2.1自动化测绘技术发展现状

随着测绘技术、自动化技术、网络技术的快速发展，自动化测绘技术在我国地形测量工作中获得广泛应用，但3S集成技术的应用还不够普及和全面，因此加强3S集成技术的研究和推广普及非常重要。目前，车载移动测量系统获得一定应用，它将GPS、GIS、CCD及各种传感器与技术集成为移动3S平台，可以实现快速定位、导航和实时测量功能。

2.2自动化测绘技术的发展前景

自动化测绘技术发展很快，我国也在建设信息化测绘体系，但目前仍有很长一段路要走，主要问题是局限于局域网范围内的信息产品生产，还需要提升到全网络范围内，这也是今后发展的一个重要方向。大比例尺地形图测绘是地形测量的主要内容和任务，需要从野外数据采集、处理到绘图全数字化，有赖于专业软件系统的推出，我国在这方面发展很快，借助GIS和网络技术，实现了数字化地图的快速分发，例如内外业一体化测图技术的发展就改变了传统作业模式，目前已能实现外业数据自动采集、传输及绘制现场地形草图，再自动传输到内业计算机，经过人机交互编辑，自动生成数字化地图，并控制绘图仪自动绘制地形图，这种技术将向GIS信息获取天、空、地一体化，信息处理智能化，信息服务网络方向发展，这也是3S技术进一步发展的一个标志。人工智能技术的更广泛应用也是自动化测绘技术发展的方向。人工智能是模拟、延伸和拓展人的智能一种技术，不久前谷歌AlphaGo以4：1战胜人类顶级棋手李世石的新闻将人工智能技术引向焦点，而在测绘领域应用人工智能将使数据采集、图形处理和信息管理的效率得到更大提升。

3结语

传统测绘技术受限于测绘仪器与方法，生产周期长、效率低，而GPS、GIS、RS及数据通信技术的发展、渗透和集成，为测绘技术提供了新的发展空间。自动化测绘技术的应用与发展代表了测绘技术发展的一个里程碑，随着应用的不断深入，必将为测量领域带来更美好的前景。

参考文献：

[1]张澄，马静.从数字化测绘到信息化测绘的测绘学科新进展[J].测绘技术装备，2014,16(2)：75-76，24.

[2]崔俊良.测绘技术自动化在地形测量中的应用与发展[J].世界有色金属，2015(S1)：23-26.

[3]李建成，阎利.现代测绘科学技术基础[M].武汉：武汉大学出版社，2009.