（河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院，河南，許昌，461000）

【摘要】在工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工和管理各階段中進(jìn)行測量工作的理論、方法和技術(shù)，稱之為“工程測量”。工程測量是測繪科學(xué)與技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的直接應(yīng)用，是綜合性的應(yīng)用測繪科學(xué)與技術(shù)。以測繪城市和區(qū)域地物、地貌為目的大比例尺地形測量最近若干年來得到了迅猛發(fā)展。測繪方式的多樣化和集成化、測繪過程的自動化和實(shí)時化、測繪成果的數(shù)字化和可視化是其最主要的特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】工程測量；數(shù)字測圖；分辨率

我國工程測量科技進(jìn)步很大，發(fā)展很快，取得了顯著成績；但是發(fā)展還很不平衡，尚跟不上國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和社會進(jìn)步的需要。擺在我們面前的任務(wù)是：大力促進(jìn)工程測量技術(shù)方法與手段的更新?lián)Q代，積極推動新技術(shù)的推廣與應(yīng)用，充分利用控制測量技術(shù)、地形圖測繪技術(shù)、全站儀野外數(shù)字測圖、攝影測量技術(shù)、高分辨率遙感技術(shù)等等，把傳統(tǒng)的手工測量向電子化、數(shù)字化、自動化方向發(fā)展。

1 全站儀野外數(shù)字測圖

全站儀大比例尺數(shù)字測圖實(shí)現(xiàn)了從野外數(shù)據(jù)采集、 處理到繪圖過程的自動化和一體化。 國內(nèi)已研制和開發(fā)了許多各具特色的大比例尺野外成圖軟件，比較有代表性的包括清華山維公司的 EPSW 系統(tǒng)、南方測繪公司的 CASS 系統(tǒng)、廣州開思測繪軟件有限公司的 SCSG 系統(tǒng)。這些系統(tǒng)已在國內(nèi)生產(chǎn)單位中得到比較廣泛的應(yīng)用。

近年來測繪界提出的“高端全站儀”，要求它不僅能適用于各種測量工作，而且還能用作“單人全站儀”，即只需一人便可進(jìn)行測圖作業(yè)，而且在觀測點(diǎn)處作業(yè)。在這種情況下，為獲得高質(zhì)量的觀測成果，對儀器就要提出新的要求。

2 攝影測量技術(shù)的發(fā)展及其在大比例尺地形圖中的應(yīng)用

當(dāng)測繪的面積較大或測區(qū)條件困難時，使用攝影測量技術(shù)包(括航空攝影測量和地面攝影測量進(jìn))行地形測繪是一種常用的方法。最近若干年來， 攝影測量技術(shù)有了兩個重大突破，第一是數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)趨于成熟并實(shí)際投入應(yīng)用；第二是 GPS 的出現(xiàn)使得攝影測量的外業(yè)控制變得簡單。它們都使得攝影測量方法的經(jīng)濟(jì)性和效率大大提高，競爭力和生命力進(jìn)一步加強(qiáng)。

數(shù)字?jǐn)z影測量也稱為軟拷貝攝影測量，它從根本上改變了攝影測量對價格昂貴、光機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專門測圖儀器的依賴，是攝影測量領(lǐng)域的一次革命?；谖C(jī)的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)目前可以高效率、高質(zhì)量地完成自動定向、空中三角測量、自動數(shù)字地面模型生成、自動正射影像圖制作和交互式數(shù)字測圖以及三維景觀模型采集等一系列作業(yè)，精度與通常的解析測圖儀相當(dāng)。雖然現(xiàn)在的系統(tǒng)尚存在不少缺陷，但數(shù)字?jǐn)z影測量已成為攝影測量的技術(shù)主流。

3 高分辨率遙感技術(shù)在大比例尺測圖中的應(yīng)用

遙感技術(shù)在資源與環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測、小比例尺制圖等領(lǐng)域均有成功的應(yīng)用。但由于遙感圖像的分辨率較低，難以用于大比例尺制圖。近年來，由于新型高分辨率衛(wèi)星遙感圖片的出現(xiàn)，為城市或區(qū)域大比例尺制圖提供了一種新的數(shù)據(jù)源。IKONOS 衛(wèi)星于 1999 年 9 月 24 日發(fā)射成功，是世界上第一顆提供高分辨率衛(wèi)星影像的商業(yè)遙感衛(wèi)星?？梢蕴峁┑孛娣直媛蔬_(dá) 1m 的 IKONOS 數(shù)字圖像，該圖像可以用于制作 1∶10000 比例尺的數(shù)字正射影像圖、數(shù)字地面模型和數(shù)字線劃圖。 QuickBird 是 Digital Globel 公司于 2001 年 10 月 18 日在美國發(fā)射成功的高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星，QuickBird 在地面的分辨率為 0.61m，能夠滿足更專業(yè)、更廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的遙感用戶，為用戶提供更好、更快的遙感信息源服務(wù)。2007 年 9 月 18日，Digital Globel 公司宣布在加州的范登堡空軍基地成功發(fā)射 了 一 顆 05.m 級 分 辨 率 的 商 業(yè) 衛(wèi) 星 W:orldView -1，WorldView-1 為當(dāng)今世界最具敏捷性的一顆商業(yè)衛(wèi)星， 這是2007 年波音航空公司為 Digital－Globel 公司繼 QuickBird 后成功發(fā)射的第二顆商業(yè)衛(wèi)星，該圖像完全滿足制作 11∶0000 比例尺的數(shù)字正射影像圖、數(shù)字地面模型和數(shù)字線劃圖，也可望在 15∶000 地形圖的修測中發(fā)揮積極的作用。

4 其它的地形測圖技術(shù)

其它的地形測圖技術(shù)主要是指將 GPS 與其它傳感器集成于一定運(yùn)載工具上而形成的數(shù)字測圖技術(shù)及直接利用GPS測圖的技術(shù)。主要包括:

4.1 (機(jī))載激光雷達(dá)系統(tǒng)。

激光雷達(dá)技術(shù)是近數(shù)十年來攝影測量與遙感領(lǐng)域最具革命性的成就之一，是目前最先進(jìn)的對地攝影測量系統(tǒng)。在 DGPS、IMU 支持下，激光掃描系統(tǒng)通過激光掃描器和距離傳感器，經(jīng)由微計(jì)算機(jī)對測量資料進(jìn)行內(nèi)部處理，顯示或存儲、輸出距離和角度等資料，并與距離傳感器獲取的數(shù)據(jù)相匹配，經(jīng)過相應(yīng)軟件進(jìn)行一系列處理來獲取被測目標(biāo)的表面形態(tài)和三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)， 從而進(jìn)行各種量算或建立立體模型。該技術(shù)的最初目的主要是獲取困難地區(qū)的數(shù)字高程模型(DEM 數(shù))據(jù)。在這些困難地區(qū)。例如森林，沙灘等，使用常規(guī)攝影測量方法費(fèi)時、費(fèi)力，很難獲取高精度的地面高程模型數(shù)據(jù)。使用機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)，可以高效、高精度地直接獲取地面的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)。

4.2 (水)下測繪系統(tǒng)。

該系統(tǒng)是一種移動測繪系統(tǒng)，主要由GPS 接收機(jī)、自動測深儀、數(shù)據(jù)采集軟件和通訊設(shè)備等組成，平面測繪精度取決于 GPS 的作業(yè)方式和接收機(jī)的性能，高程精度則與測深儀有關(guān)。它們已在大比例尺水下地形測量實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用，國內(nèi)代表的產(chǎn)品有中海達(dá)水下測繪系統(tǒng)、南方水下測繪系統(tǒng)。3(R)TK 數(shù)字測圖技術(shù)。隨著實(shí)時動態(tài)差分 RTK 技術(shù)的進(jìn)一步完善，人們提出了 RTK 測圖的設(shè)想，就是將 RTK 當(dāng)成全站儀，配置相應(yīng)的支持軟件直接用于測圖，該方法在地物稀少、植被覆蓋不厚的測區(qū)中具有良好的應(yīng)用前景。

5 結(jié)語

GPS 已成為建立平面控制網(wǎng)的一種常用手段?？梢哉f，GPS 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是本世紀(jì)測繪領(lǐng)域最輝煌的成就之一。隨著差分 GPS 定位技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，不僅是高等級的首級網(wǎng)和加密網(wǎng)，就連圖根點(diǎn)和航空攝影測量像控點(diǎn)的測定也廣泛采用了 GPS。在許多地形測量項(xiàng)目中，光電測距導(dǎo)線早已成為一種最基本的控制測量方法。特別是當(dāng)使用全站儀時，可以將低等級的圖根控制與細(xì)部地形測量同步進(jìn)行，從而提高總體作業(yè)效率。徠卡公司最新推出的全站儀與 GPS 完美結(jié)合，是集成了 GPS 功能的高性能全站儀(超站儀，)無需控制點(diǎn)、長導(dǎo)線和后方交會等工作，直接使用 GPS 確定該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后就可以使用全站儀進(jìn)行測圖、放樣等工作。高程控制測量過去一直沿用幾何水準(zhǔn)測量的方法，這種方法耗時費(fèi)力，效率較低。本世紀(jì)六七十年代以來，隨著電磁波測距技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了電子測距三角高程測量，國內(nèi)外在這方面均做了大量的理論研究和實(shí)驗(yàn)論證工作，目前電子測距三角高程測量已可以代替三、四等水準(zhǔn)測量，大部分規(guī)范也已采納了這些成果。電子測距三角高程測量無疑是幾何水準(zhǔn)測量很好的補(bǔ)充手段。同時，隨著 GPS 在平面控制測量上日益廣泛的應(yīng)用，關(guān)于 GPS在高程控制測量領(lǐng)域的應(yīng)用研究也掀起了熱潮。大比例尺地形圖主要指的是15∶00～1:1000比例尺的地形圖。傳統(tǒng)的地形圖一般均是指線劃圖，這里不僅指線劃圖，而且還包括另一種極具應(yīng)用潛力的圖種:影像圖 D(EM、DOM、DTM 等。)目前，數(shù)字地形圖包(括數(shù)字線劃圖、數(shù)字正射影像圖等)已取代傳統(tǒng)的模擬地形圖，成為地形測量的主要產(chǎn)品。

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