古 君,張博古,趙思怡(內(nèi)蒙古第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院,呼和浩特 010020)
大比例尺數(shù)字測圖的發(fā)展趨勢
古君,張博古,趙思怡
(內(nèi)蒙古第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院,呼和浩特 010020)
在科學技術不斷發(fā)展的背景下,我國地理信息系統(tǒng)不斷完善,尤其是全野外數(shù)字測圖技術,逐漸實現(xiàn)了與無線傳輸技術的同和應用,并能夠?qū)㈢R站作為中心,整個測圖系統(tǒng)在原有基礎上得到了更快速的發(fā)展。
大比例尺;數(shù)字測圖;無線數(shù)據(jù)傳輸
當前,全站儀和GPSRTK技術聯(lián)合作業(yè)已經(jīng)廣泛應用于測繪生產(chǎn)當中,可以預見,隨著測繪相關科學技術的發(fā)展以及GPS等定位系統(tǒng)的進一步優(yōu)化和普及、硬件價格的進一步降低和軟件功能的進一步完善,兩者的聯(lián)合作業(yè)模式將會迅速的發(fā)展,也將會使測繪作業(yè)更加的高效和精確。
對于大比例尺數(shù)字測圖技術來說,其作為GIS前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),必須要保證其能夠完全滿足GIS對基礎地理信息的要求。現(xiàn)在地理信息測圖作業(yè)中所應用的數(shù)字測圖系統(tǒng)功能比較單一,配置的軟件一般只有地形、地籍成圖軟件等,系統(tǒng)整體來說過于簡單,很難完全滿足GIS數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運行需求,最終在作業(yè)時會造成數(shù)數(shù)據(jù)采集與GIS系統(tǒng)構建脫節(jié),增加了GIS構建工作的復雜性。為解決此類問題,必須要在現(xiàn)有基礎上對地理數(shù)字測圖系統(tǒng)進行規(guī)劃化研究,并向系統(tǒng)配置更多新型軟件,最大程度滿足GIS構建工作要求。
近幾年迅速發(fā)展起來的且具有很大的發(fā)展前景的測量技術還有三維激光掃描技術。與傳統(tǒng)精度較高的測繪技術相比,三維激光掃描技術主要被應用于高精度逆向三維建模與重構,對傳統(tǒng)測繪技術單點精確測量特點進行了完善,可以提高建模效率。傳統(tǒng)測繪技術主要用于單點精確測量工作,但是想要完成對目標結(jié)構的完整性描述必須要采集大量測繪點,往往需要很長的采集時間,并且采集數(shù)量龐大,工作效率與精確性會受到一定影響。而三維激光掃描為自動高精度立體掃描技術,避免了多點測量采集,作業(yè)時間大大縮減,并且精度更高。再加上其掃描儀與后處理軟件具有更為廣泛的應用范圍,如航空、公路、鐵路以及水利等醒目的新建或者改建等。尤其時針對文物挖掘以及文物保護等項目,利用三維激光掃描儀可以在不損傷文物對象的前提下,利用新型的工具與方法完成各項測圖數(shù)據(jù)的采集與記錄,提高了測圖工作的綜合效率。
另外,對于環(huán)境復雜性較高的工廠環(huán)境、大型鋼結(jié)構、變電站以及大型裝備等,也可以選擇用三維激光掃描技術,通過掃描儀來完成各項數(shù)據(jù)的采集,可以快速完成基于完整特征面的測量,從而采集和記錄下完備的相關信息。針對工廠和管道的應用,三維掃描處理軟件提供了專業(yè)的模塊完成模型建立,虛擬測量,分析計算等功能。綜合來講,三維激光掃描技術對傳統(tǒng)測繪專業(yè)帶來新的理念與技術,并通過其自身應用廣泛的特點,推動了建筑測繪、采礦測繪以及地形測繪等專業(yè)的進一步發(fā)展。
在數(shù)字測圖中,所謂的近景攝影測量其主要內(nèi)容為建筑攝影測量,對各類建筑工程的等值線圖、平面圖與立面圖進行制作,將其應用到文明古跡遺址的挖掘以及歷史文物的復制等領域具有良好的效果。近幾年,多基線數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)(Lensphoto)的產(chǎn)生與應用,使近景攝影測量的發(fā)展更為迅速,可以說是地理信息系統(tǒng)中,最為新型的數(shù)字近景攝影測量應用軟件,是近幾十年來首次在理論上突破了傳統(tǒng)近景攝影測量原理,以計算機視覺替代傳統(tǒng)的人眼雙目視覺原理而獲得實質(zhì)性發(fā)展的一套全數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)。多基線數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)可以對普通單反數(shù)碼相機獲得的影響進行自動空三測量,并測繪生成任何比例尺線劃地形圖,并可以短時間內(nèi)對普通數(shù)據(jù)相機所獲近景影像進行三維重建,并保證結(jié)果具有較高的精度。此系統(tǒng)的應用,對我國近景攝影測量專業(yè)進行了完善,對提高地理信息系統(tǒng)的建設效果具有重要的推動作用。
在信息技術與傳感器技術應用綜合效率不斷提高的背景下,衛(wèi)星遙感影像分辨率在原有基礎上得到了很大的提升,尤其是空間分辨率、時間分辨率以及光譜分辨率,在應用上效果更佳。其中空間分辨率已經(jīng)由原有的30m與10m,優(yōu)化到2m與1m,軍用甚至可以提高到0.1m范圍。以及光譜分辨率已經(jīng)達到5~6nm,并且包括高光譜在內(nèi)已經(jīng)超過400個波段?,F(xiàn)在我國遙感影像分辨率不斷提高,可以在更小的空間尺度上對地表更為細小的變化進行觀察,是一種比較高效的將地形圖測量更新方法。根據(jù)其發(fā)展趨勢來看,將可以利用高分辨率遙感衛(wèi)星影像進行1:5000以及更大比例尺地形圖進行高效更新。
此種測量系統(tǒng)主要被應用到建筑工程密集區(qū)、云霧較多地區(qū)以及地形復雜的丘陵地區(qū),此類環(huán)境對地形圖的測量難度更高,利用航測系統(tǒng)比其他測量方法具有更高的效率,并且測量成本也更合理。測量時由無人機搭載高精度數(shù)碼成像設備,通過超低空飛行,完成對測量地區(qū)的測量成像。其測量設備具有比較高的成像空間分辨率,可以完全滿足1:2000或者更大比例尺遙感應用,測量效果能夠滿足要求。此種測量系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應用到城市規(guī)劃、國土資源以及環(huán)境保護等領域中,并且對于特殊情況還可以進行應急指揮,應用范圍比較廣泛,其在大比例尺數(shù)字測圖中將會占據(jù)更重要的地位。
隨著測繪技術的不斷發(fā)展,現(xiàn)代測量技術正在向著內(nèi)外業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動化、測量過程控制及系統(tǒng)智能化、測量成果數(shù)字化、測量信息管理可視化、測量信息共享數(shù)據(jù)庫和傳播網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。發(fā)展創(chuàng)造需求,需求指引發(fā)展,測圖系統(tǒng)的集成是必然趨勢,GPSRTK與全站儀的進一步結(jié)合,近景攝影測量技術的進一步成熟和發(fā)展,高分辨率遙感衛(wèi)星技術、三維立體掃描技術的進一步普及和擴展,小飛機航測系統(tǒng)的進一步完善,以及各種大比例尺數(shù)字測圖方式的交叉運用,使得大比例尺數(shù)字測圖有了更為廣闊的發(fā)展空間和更為美好的發(fā)展前景。
[1]崔書珍,李建,馮大福.大比例尺數(shù)字測圖的發(fā)展與展望[J].北京測繪,2015(01):134-137.
古君(1984-),男,內(nèi)蒙古呼和浩特人,學士,研究方向:測繪工程。