數字化勘測設計范文

導語：如何才能寫好一篇數字化勘測設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關鍵詞]方法探討 對比 應用

[中圖分類號] TV22 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-2-278-1

1數字化工具與傳統工具對比

1.1野外勘測及成圖

1.1.1地形圖測量

傳統方式測地形圖時一般首先要在測區建立圖根控制點，然后在圖根控制點上架設全站儀或經緯儀配合小平板測圖，要求在測站四周采集地形地貌等碎部點，這些碎部點都必須與測站通視，至少要2―3人操作?，F在采用RTK，僅需1人帶著儀器在要測的地形地貌碎部點上停頓一兩秒鐘，并輸入特征編碼，不需再進行計算即可實地編繪地形圖，不要求點間通視，大大提高了工作效率。

1.1.2水下地形測量

傳統的水下地形測量一般以經緯儀、電磁波測距儀及標尺、標桿為主要工具，用斷面法或極坐標法及交會法定位，用測深桿和測深錘來采集水深數據，效率低、誤差大。DGPS、GPS RTK及CORS系統配合多波束測深儀進行水下地形測量已達到厘米級的定位精度，而且可以大大縮短工作周期，減輕勞動強度。

1.2工程設計

傳統設計在平面設計時是用手工將建筑物畫在圖紙上，只有一張底圖，在底圖上進行修改容易磨損，也不方便進行方案比較；縱斷面設計時，靠手工計算和繪制，速度慢、易出錯，甚至造成圖紙報廢的現象；計算工作更是復雜，耗時間、精度差。

采用數字化工具設計時，可以利用設計軟件自動生成、復制圖形，可以完成設計計算，修改完善對圖紙本身毫無傷害，有利于多方案比選，設計過程快捷，計算數據精確，設計圖紙整潔標準。

1.3施工放樣

過去采用常規的放樣方法，要求點間通視，一個設計點位需要多次來回移動目標，要2～3人操作，在生產應用上效率不高?，F在采用RTK放樣，只需1個人操作，只要把設計點位坐標輸入電子手簿，儀器即可指示點的位置，快捷方便。

2數字化工具在水利工程勘測設計和施工中的應用

數字化工具在水利工程設計中的應用除AutoCAD和CASS以外還很多很多，在此不再一一闡述，現僅就測量勘察和施工中的應用做簡要介紹。

2.1全球定位系統（GPS）應用

目前，對GPS的應用最為高效RTK，RTK是GPS測量技術與數據傳輸相結合而構成的實時定位技術，主要由兩部分組成：基準站和流動站?；鶞收具B續把觀測到的衛星數據發射出去，流動站實時差分處理基準站和流動站的載波相位觀測值，獲取所在點的坐標、高程和精度指標，并隨時將實測精度和預設精度指標進行比較，一旦實測精度達到預設精度指標，手簿將提示測量人員是否接受該成果，接受后手簿將測得的坐標、高程及精度同時記錄進手簿。相對于傳統GPS靜態定位，其測量定位效率大大提高，并能滿足一般水利工程測量的要求。

2.2地理信息系統（GIS）應用

在水利工程建設中，可以利用GIS技術對工程區的地理信息及其它相關信息進行數字化，以GIS軟件為平臺，建立數字化地形，通過地形的三維矢量數據，生成三維地表面模型DTM，生成高精度的DTM，最后生成逼真的數字地形模型，實現對空間信息的疊加與分析；利用GIS強大的空間分析功能，通過對基礎資料的分析，可以對工程位置和引水路線進行優化；利用GIS強大的3D分析功能，可以對施工總布置實現三維可視化顯示及對引水路線進行貫穿飛行模擬，實現工程區各種信息可視化查詢。

2.3遙感技術的應用

目前，遙感技術主要應用于水利工程中有關重大工程地質問題及相關的環境等問題的調查與研究。一是區域構造穩定性研究。遙感圖像能提供大量宏觀的線性構造信息，較好地反映區域地質特征、水系分布特征和地貌形態，所以對研究區域構造格架，確定斷裂體系及活動性以及評價工程及其周緣地區的構造穩定性有 很大作用。二是水庫區塌、滑坡、泥石流調查。應用遙感技術，利用航衛片或彩紅外片進行地質解譯，結合現場踏勘可以查明影響庫岸穩定性評價的大型或較大型塌、滑體的數量、分布及其穩定狀態。三是巖土工程開挖面地質編錄。在開挖高邊坡、大型地下建筑物和大壩基坑的過程中，采用遙感技術進行地質編錄，并為有關的穩定分析和現場預報提供翔實的地質資料和數據。四是水土保持、防洪與移民安置容量研究。

3數字化工具在單位管理中的作用

對于設計單位而言，無論是設計院還是設計公司，都涉及內部人事管理和外部項目管理，以及介于兩者之間的資料信息管理，三者協同運作，缺一不可。這些任務都適于使用數據庫管理系統完成。數據庫中所關聯的信息儲存和操作可以包括項目歷史、設計人員的個人資料、圖片資料庫以及商業洽談聯系的追蹤記錄等等。對設計人員來講，設計資料數據庫的建立為他們提供了方便、完備的設計背景，使他們不必再將額外的時間過多地花費在前期準備階段，從而更快地進入角色。而設計單位的行銷也越來越依賴于計算機以確定市場客戶，通過網絡，公司可在準備介入某項設計競標的工作時，方便地獲取目標客戶的相關信息及該項目所涉及的內容進行背景研究。設計單位也可以建立自己的網絡站點展示單位的主要設計作品和正在開展的項目，甚至企業形象。而客戶可以從任何地方找到涉及公司的信息，同設計者進行實時、在線的聯系。如果說數據庫管理系統是一個設計單位內部充分利用數字化手段，實現資源共享、優化管理的系統，那么，網絡的介入則為這個系統提供了開放的行銷機會，使它真正融入到廣闊無邊的信息社會中。

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關鍵詞：三維實景 攝影測量技術 路徑優化設計

中圖分類號：P231 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0077-03

隨著全數字航測技術在電力行業應用中的不斷深入，基于航測技術展開的各項電力設計優化方案正在逐步被普及，架空輸電線路優化選線設計便是其一。以航空、航天攝影測量技術為支撐，在實景三維模式下比選出輸電線路的優化路徑方案，準確反映出線路設計范圍內的房屋、公路、水系等地表信息，最終實現精確架空輸電線路平斷面地形的獲取及電力塔桿的合理排位。此項研究的開展能極大地削減了傳統線路外業勘測作業的工作量，并將以往難以實現的線路多方案比選在真實的三維環境下變為了現實。總體而言，此研究能提升線路勘測設計的總體質量，縮短勘測設計的周期，減輕外業工作的工作強度，從而降低工程的整體造價。

1 全數字航測三維實景優化選線技術簡介

全數字化航空攝影測量系統是借助衛星、飛機、GPS（全球定位系統）等高新測繪手段，通過專業的航測數據處理工作站系統，將多源影像資料（如航片、衛片、遙感片等）生產為二維平面數字化產品或三維數字化立體模型等多種衍生數字化產品。

三維實景優化選線技術最早來源于美國軍方海拉瓦（HALAVA）系統[1]。此優化選線設計方式能輔助線路工程的勘測設計，不僅能做到線（路徑）位（塔位）結合，使路徑方案得到優化，達到塔桿的優化排位和方案的比選，進而形成有足夠深度的施工圖資料及概算資料，為提高工程質量，降低工程投資、縮短工程建設周期提供了技術支持。該技術的應用，可全面實現勘測設計一體化，達到輸電線路設計的安全可靠、經濟合理、資源節約、環境友好。

2 三維實景輸電線路優化設計應用

三維實景架空線路優化設計研究是在數字航測技術構建的三維立體地表模型基礎上實現的。參與設計的各專業人員在真實三維環境下開展線路設計，能夠直觀、準確地觀看到當前地表的真實信息，使路徑方案建立在“全局化、立體三維化、數字化”的決策基礎上，得到設計優化、路徑合理的架空線路設計方案。具體而言，整個實景線路設計平臺分為三維立體模型構建-線路方案優化設計-成果校驗提交三個大板塊（見圖1）。

2.1 三維立體模型構建

（1）收集航飛數據。

按照線路設計可研及初步設計階段的設計依據，在1∶50000地形圖上布設出線路的航飛航帶，依據地形圖中標注出航帶中心線起止經緯度。依照1∶10000比例尺沿線路路徑走向進行帶狀航空攝影，航片帶寬在2～3 km范圍間。

（2）像控點布設及外業調繪。

一般情況下，像控點的布設原則為每景影像4～9個點。當采用沿路徑兩側方法時，每景影像不少于6個點。像控點布設需均勻，相鄰的點間距以1.5 km為宜，并且相鄰航帶間不得少于兩個公共像控點。

（3）空三加密及三維立體模型構建。

結合航拍公司提供的航空相機信息，專業技術人員采用裸眼3D的觀測方式，實現外業像控點坐標信息向航空影像上的準確轉點，從而得到構建三維立體實景模型所須的內方位三參數、外方位七參數。隨后，在全數字航測工作站系統上構建航帶測區、添加航帶間的連接點，引入空三加密內外方位信息，將所有航空影像恢復到在地球地理空間中的真實坐標方位[2]。最終，進行影像間的相對定向與絕對定向，創建出地理坐標真實的三維實景立體模型?？杖用苁疽鈭D見圖2。

2.2 架空線路方案優化設計

（1）初期路徑方案三維實景比選。

在科研及設計的初期階段，線路、電氣、地質專業三方人員與航測專業人員相配合下，在全數字航測工作站上進行路徑大方案的三維實景比選。選線時，勘測設計人員戴上專業的三維立體眼鏡，可以在全數字航測工作站屏幕上看到真實的現場立體模型，視野范圍廣闊。實景立體模型不僅可以顯示出地面上任意點的真實地理坐標、高程值，還能獲取點與點之間的真實距離、坎與坎之間的相對高差等實地信息。選線過程中，設計人員通過觀察線路沿線的實地狀況，按照路徑長短、地質情況穩定、跨越點最佳、交通方便四大因素，結合收資和協議情況，合理地避讓線路設計沿線的城鄉開發區、自然風景保護區，采礦場以及軍事和民用重要設施（如飛機場、導航臺、無線電發射臺[3]。最終，各專業人員結合多方面綜合因素，在三維實景環境下比選出最為優化的初期輸電線路路徑大方案。初期路徑大方案比選示意圖詳見圖3。

此外，專業人員還可以通過全數字航測工作站對立體模型進行高程值內插運算處理，從而快速地得到一個航帶范圍內的大場景數字地表概略模型。導入路徑大方案所確定的轉角塔坐標信息，全數字航測工作站能夠自動從大場景地表模型中提取出線路沿線的概略地形斷面圖。此概略斷面圖能夠大致地顯示出設計線路沿線地形地貌的整體走向，為送電線路的電線選擇、桿塔規劃和工程概算提供基礎資料。電氣專業人員在此概略斷面圖上進行預排塔，可以提供出符合實際情況的材料量和工程量，為工程決策和招投標服務創造有利的技術條件。

（2）全數字航測系統精化平斷面測繪。

此項工作由航測專業人員佩戴專業立體觀測眼鏡在全數字航測工作站上完成。通過中期的現場勘測，線路人員將精確的轉角塔坐標信息反饋給航測內業作業員。航測人員利用手輪、腳盤等外部測圖設備，根據現場實勘獲取的轉角塔坐標信息，在三維實景立體模型上精確地提取出線路中線、左右邊線、風偏線所在位置的精確地形信息及高程數據。線路平斷面立體測量實景圖見圖4。

平斷面地形圖的測繪，大大減少了人工的野外勞動強度，同時也盡可能地降低了線路行進方向上植被的砍伐[4]。此地形剖面數據交接于電氣專業人員后，可用于線路定線時的準確塔桿排位。在提取斷面信息的同時，航測人員會相應地勾畫出線路范圍內所涉及的河流水系、房屋城鎮、農田林場等地物要素，便于進行進一步更為合理的局部改線調整，使得線路的走向盡可能地回避村莊、規劃區、采石場、自然保護區等重點地物類型，減少線路沿線房屋拆遷轉移的工作量，有效地保護線路沿線的生態環境。

（3）基于精化平斷面地形數據的塔桿排位。

在完成了線路精化平斷面地形數據的量測后，航測人員會將成果數據與電氣、線路專業人員進行交接。電氣、線路專業人員獲取此精化路徑平斷面數據后，可以在其上進行電力桿塔的優化排位，使桿塔的布設位置更加經濟、更加合理。依據此精化平斷面地形數據，線路設計人員在進行塔桿排位時就更為準確直觀、有理可循。結合前一步獲取的線路沿線地物要素信息（房屋、公路、自然保護區等），線路設計人員能夠對沿線的微地形、微氣候、相對高差進行判斷，準確獲取線路至沿線房屋的距離、交叉跨越角度等信息，合理劃分冰區，最終在較大范圍內達到電力塔桿布設方案的優選，做到“瞻前顧后、左顧右盼”，從而達到“線（路徑）中有位（塔位）、以位正線”的線路設計原則[5]。塔桿優化排位示意圖詳見圖5。

（4）線路全線三維實景漫游。

通過全數字航測工作站對三維實景立體模型進一步編輯，能夠得到每一景立體模型的衍生數字化成果產品：數字高程地表模型（DEM）、數字正攝影像（DOM）。航測人員將每一景立體模型的數字高程地表模型、數字正攝影像進行分幅拼接，獲得架空輸電線路全線的大場景數字高程地表模型、數字正攝影像圖數據。將二者配準、疊加，最終創建線路全線大場景立體實景模型。三維漫游模型實景圖詳見圖6。

基于全數字航測工作站的三維線路實景漫游平臺，將大場景立體模型于線路全線坐標數據進行疊合，產生三維實景架空線路漫游模型。在三維實景架空線路漫游模型中，線路上的各個鐵塔被建模，以實物的形象架設在大場景地理模型上。設計人員可以通過調整視線角度、視角高度等參數，360°地觀看每個鐵搭在三維實景環境中的真實架設情況。此外，三維線路實景漫游平臺提供線路實景漫游功能。通過設置漫游的飛行高度和相機視線角度，漫游平臺會自動按線路路徑逐塔位的漫游飛行，使線路設計人員對全線路的塔桿整體排位、架設情況進行一次可視化、近距離的實景觀看。三維實景漫游功能將線路設計成果由二維的平面圖紙變為了三維的實景觀看，使得設計成果更為直觀具體。設計人員結合三維漫游中的實景觀看情況，可以對線路的最終設計成果進行整體的感知。如遇到與設計初衷不一致的塔桿塔位，可以進行進一步的細部改線微調。

3 成果校驗及產品提交

通過采用三維實景架空線路優化選線平臺，全階段能夠獲得的數字化成果產品如下：

（1）三維實景立體模型及數字化地表模型；（2）航空影像路徑方案圖；（3）1∶5000、1∶10000正攝影像線路路徑圖；（4）優化路徑平面圖及轉角塔基三維坐標；（5）線路精化平斷面圖；（6）房屋分布圖、跨越房屋統計表及房屋航空影像截圖；（7）線路沿線大場景立體實景模型；（8）三維實景架空線路漫游模型。

4 結論

應用三維實景架空線路設計平臺進行線路的全周期設計，能輔助架空輸電線路的優化設計，研究的具體效益如下：

（1）合理縮短路徑全線長度，配合優化排位，可減少桿塔的使用數量，進而減少鋼材量，降低工程的整體投資。

（2）線路勘測設計模式由室內全數字航測工作站替代了傳統的室外實地選線，降低了勘測設計人員的勞動強度。通過路徑的三維實景比選，路徑方案切實可行，達到縮短工期、提高工效的目的。

（3）選擇路徑時能夠直接觀察到線路沿線的真實地形及森林覆蓋情況，采取必要的跨域、避讓方案，減少了林木的砍伐，有效地保護了生態環境。有效地避讓房屋，減少了房屋的拆遷量。

（4）成果資料可為數字化線路提供基礎數據，也可為線路后續的施工改造及運行維護（如，冰區改造、故障搶修等提供快捷的服務）。

綜上所述，全數字化航空攝影測量系統是對航天攝影、GPS全球衛星定位系統等多種現代化新興測繪手段的高度集成，形成了一套適用于輸電線路設計的完整生產作業流程，在線路設計路徑優化、精化平斷面測繪等方面較之傳統的勘測手段有顯著提高。這一技術在電力設計行業內的逐漸普及，將徹底解決傳統線路勘測中常見的資料時效性過差、測量作業工期漫長、大跨越高海拔地區數據采集困難、線路沿線環境保護不力等問題，對提高勘測設計質量，最終達到安全可靠、經濟合理、資源節約型、環境友好型電力工程，具有顯著的社會經濟效益。

參考文獻

[1] 黎智，龔學海.海拉瓦技術在輸電線路優化設計中的應用[C].貴州省電機工程學會2009年優秀論文集，2009（11）.

[2] 黃群，王錦超，徐忠明.VirtuoZo-AAT空三加密中的應用技巧[J].電力勘察設計，2010（3）.

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關鍵詞： GPS定位；數模技術；勘測設計；技術應用

1. GPS 定位技術

長期以來使用測角、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、高精度的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。

由于GPS測量有許多經典測量所不可取代的優點，GPS測量在工程測量中的地位日益重要，相關的技術知識也發展很快。隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化，工程測量發展趨勢和方向是測量數據采集和處理的自動化、實時化與數字化、測量數據管理的科學化、標準化與信息化；測顯數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化。GPS 技術、RS(遙感)技術、GIS(地理信息系統)技術等數字測繪技術正廣泛地應用于工程測量中，并發揮主要作用。

利用GPS技術進行定位的基本原理，就是測量中典型的空間距離后方交會。測量學中從已知點A、B向待測點P測量邊長AP和BP，以計算待定點P的坐標，被稱作測邊交會或測距交會。在GPS定位中，把空中“運行”的衛星視作控制點，在已知其瞬時坐標(可根據衛星軌道參數計算)的條件下，以GPS衛星和用戶接收機天線之間距離為觀測量，進行空間距離后方交會，從而確定用戶接收機天線所處的位置。

測站(接收機天線)和衛星間的距離作為CPS的基本觀測量，是通過觀測GPS衛星獲得的某種直接觀測量來實現的。GPS衛星向用戶發送的信號L1和L2均是一調波， 其調制波是衛星導航電文D碼和偽隨機噪聲碼P碼、C/A碼。載波信號L1 上調制有P碼、C/A碼和D碼， 而載波信號L2上只調制P碼和D碼，GPS衛星的這些信號包括有很多定位信息，根據不同的要求，可以獲得不同的觀測量。

2.􀀁數模技術

隨著計算機技術和空間技術的發展, 數字地面模型( D ig ita l Terra inM ode,l 簡稱DTM ) 的理論和方法日趨成熟和完善。顧及地形特征的數字地面模型, 作為自然地表的數字化表現形式, 在公路路線優化設計和動態全景透視圖制作中有著無法替代的作用。

數字地面模型就是一種易于被計算機處理的、以數字化地形資料來表示地形的方法。在公路勘測設計一體化的工作中, 數字地面模型作為路線CAD系統的基礎, 可以快速、準確地為路線優化設計提供所需的一切地形資料, 是聯接野外勘測和內業設計的橋梁, 是實現公路勘測設計自動化的前提和保證。

公路CAD技術經歷了從數據計算分析、批處理計算繪圖以及現在廣泛使用的交互式計算繪圖幾個階段, 但這基本上是一個2維的世界。近幾年來,GIS、MDT及多媒體等技術的發展, 使公路設計開始邁向一個3維、視聽、動態的世界, 其中發展比較快的是3維動態全景透視圖的制作與應用。1996年我國新頒布的公路工程設計文件編制辦法中規定, 要求對公路的復雜地形段特別是山區高等級公路應繪制3維全景透視圖。另外, 隨著市場競爭的日趨激烈, 3維全景透視圖(動態、靜態)也是方案比選、工程招標的重要參考。通過建立數字地面模型,生成公路3維模型, 是制作其3維全景透視圖非常關鍵的一步。

3.GPS和數模技術在公路勘測中的設計應用

3.1 GPS技術在公路勘測中的應用

3.1.1測量中長度投影變形由于長大線路在公路工程的各部分距離中央子午線距離不同，引起投影變形誤差不同，造成在這樣線路中不同標段控制點點位精度不均勻;原則上，對這樣的工程應該進行投影變形誤差分析。但對經線跨度不大的一般工程，這種變形所引起的誤差在工程所要求的限差之內，可以忽略。可對于經線跨度較大的公路GPS 控制網而言，其線路總長可達數十甚至幾百公里，工程各部分的投影變形差別很大，必須對這種投影變形所引起的控制點點位誤差進行分析，并找出解決這種問題的辦法，使公路勘測控制網各部分的點位精度滿足現代公路勘測與施工的要求。

GPS所測的基線長度實際上為地面上兩點的斜距，而內業計算是在投影平面上進行的(我國一般采用高斯投影)。從地面上的數據到投影面上的數據有兩步轉換： 將地面上的觀測數據歸算到參考橢球面；把橢球面上的數據投影到高斯平面，橢球面數據改化成平面數據。

3.1.2 GPS外業測量工作

1）測區踏勘。接受下達任務或簽定GPS測量合同后，就可依據施工設計圖踏勘。調查工作，主要調查當地的交通情況、水系分布情況、植被情況、控制點分布情況、居民點分布情況以及墳地、水井、當地的風俗民情等。

2）收集資料。根據踏勘的情況，收集各類資料，包括測區的各類圖件，比如1：1 萬-1：10萬比例尺地形圖，各類控制點成果以及與之有關的地質、交通、氣象、通信等方面的資料。

3）擬定觀測計劃。觀測計劃的主要內容包括編制GPS 衛星的可見性預報圖、選擇衛星的幾何圖形強度、選擇最佳的觀測時段、觀測區域的設計與劃分、編排作業調度表、設計GPS網與地面的聯測方案。

4）GPS接收機的選型與檢驗。GPS接收機的類型的選擇是完成測量任務的關鍵。如雙頻機性能精度都好于單頻機，但其價格昂貴，應視其級別和測區情況而定。一般小于20公里點位情況良好，宜采用單頻接收機，反之，選用雙頻接收機。

選用的接收機性能必須經過全面的檢驗合格方可使用，包括一般檢驗、通電檢驗和實測檢驗。一般檢驗主要檢查接收機設備各部件及其附件是否完好，緊固部分是否松動與脫落，使用手冊及資料是否齊全等。通電檢驗就是檢驗接收機通電后有關信號燈、按鍵、顯示系統和儀表的工作情況，實測檢驗是接收機檢驗的主要內容。其檢驗方法有：用標準基線檢驗；已知坐標邊長檢驗；零基線檢驗、相位中心偏移量檢驗。

3.2􀀁 數模技術在公路路線優化設計CAD中的應用

在道路數字地面模型建立的基礎上, 只需把選定的平面線起訖點、交點的平面坐標及平曲線要素輸入CAD系統, 計算機便可自動從數模中內插出路線設計所需的地形數據以及為繪制路線平面圖所需的地形等高線串狀數據, 配合路線優化及輔助設計程序就可快速完成路線設計的各項內業工作, 并輸出各項成果設計文件。數模與航測、路線CAD相結合, 將形成覆蓋數據采集與處理、路線設計與計算及設計圖表輸出的設計全過程的路線設計一體化系統, 這是公路測設現代化的發展方向

3.3􀀁 數模技術在制作公路全景透視圖中的應用

􀀁通過路線CAD系統提供的路線平面逐樁坐標,在數模上插值出路線縱斷面地面線、橫斷面地面線。

路線CAD系統利用插值出的地面線進行路線縱斷面、橫斷面設計, 生成路線縱斷面、橫斷面設計線數據。通過路線CAD系統建立路基3維模型(設計曲面模型) , 通過道路數字地面模型子系統生成地形3維模型(地表曲面模型) , 設計曲面模型和地表曲面模型在AutoCAD 2000中經疊合、消影, 生成靜態3維全景透視圖。然后借助3DSMAX 做渲染和動畫,生成公路動態全景透視圖。

4􀀁 結語

隨著我國經濟的發展，以及高級公路的快速修建和GPS技術、路線CAD技術的發展應用研究的逐步深人, GPS技術、道路數字地面模型的優勢也將愈加明顯。其在道路工程和交通運輸中的應用也會更加廣泛和深入，并發揮出更大的作用。特別是在城鎮房屋密集和河道，道路縱橫交錯及互不通視的地方作勘測設計，GPS將會發揮其優越的作用，這是其他任何儀器及測設手段不能比擬的。隨著GPS性能的不斷改進，它將會擴展到各工程項目的測設應用，將會為各種勘測設計服務。

參考文獻:

［1］黃新祥.GPS 及其RTK 技術在公路勘測中的應用探討.地礦測繪.2005(01).

［2］邵珠福，朱國強，滿新杰.GPS 技術在公路測量中的應用前景探討.山西建筑.2007(22).

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【關鍵詞】電力線路工程；勘測設計；3S技術；應用

在3S技術中，其中GIS技術可以實現數據的分析，GPS技術是對數據的收集，而RS技術則能夠進行數據存儲。因此，在信息與測繪方面，3S技術一直發揮重要作用，同時被廣泛應用于我國諸多行業?，F階段，結合3S技術的應用現狀發現，由于3S技術具有獨特優勢，所以將其應用于市政工程、規劃管理或者民用測量等方面，每項技術均能發揮重要作用，尤其是在電力線路工程勘測設計中的應用，使其呈現良好發展前景。

1“3S”技術的分析

1.1全球定位系統技術

所謂全球定位系統（GlobalPositioningSystem，GPS）主要是指：將地球作為中心，由地球表面、二十四顆衛星所組合而成，即主控站與數據站等。由于接收聯絡衛星數量與定位精準性存在直接聯系，該系統可以對用戶位置、海拔高度予以準確定位。通常情況下，GPS信號可以分為兩種，即民用與軍用，主要是以精密定位、標準定位兩種服務為主，前者誤差10m以下，后者誤差100m左右，在2000年以后兩者差異得到明顯控制，其中民用型更是具有較高精準性。

1.2地理信息系統技術

地理信息系統（GeographicInformationSystem，GIS）包含地圖學與地理學等，通過計算機的數據處理功能，使其成為新型技術手段。由于該系統具有存儲和集中等作用，能夠對地理信息進行綜合處理，因此，在對GIS進行深入分析發現，此項技術可以實現屬性數據和空間數據有效結合，具有大數據綜合管理等作用，能夠在處理數據前提下，對地圖進行有效繪制，從而構建數字模式，以實現圖形和數據的有效整合。

1.3遙感技術

遙感技術（RemoteSensing，RS）通常是以人造衛星或飛機等方式進行電磁輻射數據的收集，以便于對地球資源、環境進行判斷?；诠鈱W原理，任何物體均具備光譜特點，即呈現反射與輻射光譜等功能。與此同時，同光譜區內物體反應狀況各不相同，且相同物體會呈現不同光譜反應。因此，遙感技術主要是按照此類原理進行物體的判斷，一般情況下，遙感技術會以三種光譜的波段進行探測，即綠光段能對地下水和巖石等進行探測；紅光段可以對植物生長和變化等進行探測；紅外光段則是對土地與礦產、資源進行探測。除此之外，還包括微波段，主要是以氣象云層和海底魚群的探測為主。

2“3S”技術在電力線路工程勘測設計中的作用

2.1基礎信息的收集

在電力線路工程中，當進行勘測設計時可以利用“3S”技術進行獲?。孩俳煌ㄏ到y中，可以利用衛星照片進行分析，以便于掌握其分布位置。②能夠對地質災害頻繁區域予以全面了解，通過遙感數據、實地勘測等進行數據收集，以便于進行準確推測，從而保證自然災害區域得到科學規避。③設計區域如果存在電力線路與變電站等，則可以利用“3S”技術進行信息判斷，同時對其定位和標注，以便于進行電力線路的規劃。

2.2三維立體管理

基于“3S”技術構建電力線路的信息平臺，能夠對線路系統進行三維立體管理，此項管理內容包括以下幾點：①通過衛星圖像對區域地形進行掌握。②地理信息的匯總與分析等處理。③對現有電力線路與電網系統有關信息進行錄入，通常會造成信息量的持續增加，但為了保證建設信息可以提供準確、真實數據，可以利用GPS高程數據與衛星數據予以比較，以此提升數據精確度。因此，在對GPS的控制點進行布點時，需要保證其均勻分布，確保整個區域均在管轄范圍內。

3電力線路工程勘測設計中“3S”技術具體應用

由于電力線路屬于電能輸送過程，通常遍布整個陸地表面，使其成為巨大工程，工程質量更是和國民生活、生產存在直接聯系。因此，電力線路工程的施工前期，認真做好路徑選擇和勘測等相關工作極其重要，在傳統測量工作中，通常會消耗巨大人力、物力，需要對其科技手段進行勘測設計及施工?；诖?，電力工程的前期準備階段，應該構建專業測繪團隊，通過“3S”技術的應用，以實現施工現場的全面勘察，同時根據地形圖的相關比例標準進行繪制。當前，電力系統應以精準性為中心，并將數字化作為基礎條件，以便于實現電力線路網絡的構建，從而為系統后期維護、運行提供技術支持，最終達到信息管理的目的。

3.1GPS技術的應用

電力線路工程進行勘測設計時，對于GPS技術的應用，能夠為空間數據的獲取提供重要依據，從而更好構建地理信息的控制系統，與此同時，針對獲取數據予以匯總和分析，則能防止建設過程出現障礙物、地質災害等。在進行工程勘測設計時，對于數字化攝影測量技術的應用，可以達到優化配置的目的，在簡化整個工作流程的同時，以實現工作效率的提升，確保線路建設得到有效測量和監督管控。當進行GPS技術的應用時，對其造成影響的因素較少，如間隔距離、通視條件等，因此，將GPS應用于地理信息的控制系統，可以對各控制點予以全面監控，確保測量結果符合精度要求。而進行檢查與核算時，各測控點間隔距離的核查屬于重中之重，一般會將其分為兩種，即GPS相關觀測值進行計算、對現有控制點區域予以準確計算，最終得出GPS觀測結果。

3.2GIS技術的應用

對電力線路工程予以勘測設計時，將GIS技術應用其中，首先應該構建信息管理平臺，利用數據庫的反饋，以便于掌握電力線路具體情況，同時進行線路科學設計，保證電力線路分布具有合理性特點。而GIS技術的利用，還可以實現平面像素地圖的創建，同時對其予以觀測和相應調整，通過放大、縮小等方式進行實時觀測。對于地理標志而言，利用不同符號進行相應模型元素的明確，能夠使其模型更加精確。另外，GIS技術還能夠對地圖分層提供數據支持，若是地圖生成過程比較復雜，涉及內容相對較多，則很難對電力線路進行全面呈現，對此，在進行重要信息的全面篩選后，及時發現地圖內各桿塔位置、線路分布。而GIS技術應用于電力選線時，還應對某區域內建筑和水域等進行相應標注，將其作為限制點，以便于對物體、電力線路間距離進行真實反饋。3.3RS技術的應用電力線路的勘測過程，RS技術所具有的應用優勢具體表現為：可以解決原有勘測設計存在的問題，使其不再受時空限制，在提升勘測質量的同時，保證整體信息具有較高準確度。因此，RS技術的合理應用，可以確保地形地圖順利繪制，在保證地圖信息真實性的基礎上，使其整體畫質更加清晰，從而更好進行觀察。對勘測方案進行制定前，還可以通過RS技術進行勘測區域的深入了解，全面掌握地理信息和交通路線等相關內容，同時判斷是否會出現地質災害，以便于判斷該區域電力線路工程施工的可行性。方案設計過程，對收集信息進行合理應用，能夠確保線路規劃具有科學性、合理性特點，RS技術應用還能保證電力線路的信息系統呈現多元化特點，在對數據圖像進行綜合分析后，使其信息得到直觀呈現。

4結束語

在諸多領域內，3S技術已經得到廣泛應用和推廣，尤其是電力線路工程中的應用。因為電力線路工程具有工作繁重等特點，通過3S技術的應用，不僅可以實現精確定位，使相關數據得到科學計算，而且還能及時彌補原有勘測技術存在的問題，在降低人力與物力投入的同時，提升電力線路工程整體建設效率。所以，電力線路工程勘測設計過程，將3S技術合理應用其中，能夠有效提高工程建設質量，從而獲取最大化經濟效益與社會效益。

參考文獻

[1]王晨.電力線路工程勘測設計中3S技術的應用分析[J].科技尚品，2017（3）：187.

[2]張俊，王學斌.電力線路工程勘測設計中“3S”技術的應用分析[J].科技創新與應用，2017（11）：191.

[3]戴躍睿.“3S”技術在電力線路工程勘測設計中應用的探討[J].通訊世界，2016（10）：187~188.

[4]何文春.“3S”技術在電力線路工程勘測設計中的應用[J].低碳世界，2015（22）：42~43.

[5]黃遵和.3S技術在輸電線路工程勘測設計中的應用探討[J].通訊世界，2015（16）：149~150.

篇5

中南院在三維協同設計建設過程中重點把握好了三個關鍵點：科學、合理地搭建了相關的平臺，做好必要的二次開發，并且通過實際項目有效推廣三維協同設計軟件應用和理念。

三維協同設計，也稱三維可視化協同設計，不僅可以大幅度提高工作效率和設計質量，是設計院設計發展的趨勢，也是實現工程項目全生命周期管理、數字化移交的開始和基礎。但是，設計院在推廣三維可視化協同設計過程中遇到一系列問題。

中南勘測設計研究院（簡稱中南院）在推廣三維可視化協同設計過程中遇到的問題和采取的辦法、措施，可以為其他相關機構提供有效借鑒。

平臺搭建打好基礎

目前國內水電行業，除了少數推廣應用水平較高的設計院以外，大部分設計院還處在剛起步或尚未起步的階段。如何在設計院推廣三維設計成為設計院決策層面臨的一個難題。為了滿足水利水電工程勘測設計周期縮短，業主對設計質量和效率的要求又不斷提高的需要，設計單位將引進三維技術這一國際先進的設計和管理手段、理念放到一個戰略位置。

中南院在2010年專門成立了數字工程中心，并在當年年底與三維協同軟件供應商Bentley簽訂了軟件購買合同，大步邁上三維設計之路。中南院專門為三維設計應用推廣制定了“追趕計劃”和“登高計劃”。目前“追趕計劃”已經基本完成。

2010年底，中南院與Bentley簽訂第一期三維軟件購買合同后，迅速用Bentley的MicroStation搭建了三維設計系統平臺。中南院又在2012年底與Bentley簽訂了5年的企業授權協議。平臺搭建工作包括安裝、測試三維設計軟件各個模塊，對服務器、個人電腦進行硬件測試，購置服務器搭建三維協同設計平臺ProjectWise，建設三維設計專題網站，建立中南院三維系統元件庫等。

2011年7月，中南院在院內了ProjectWise服務器。ProjectWise用來管理三維設計項目的設計文件及相關資料。目前ProjectWise的應用范圍已遍及全院所有相關的生產單位，對于專業設計協同起到了較好的效果，同時對設計文件系統調用、存檔等起到了非常好的效果。

同時，中南院已在國內的宜昌設計院和國外的埃塞俄比亞GD3項目部部署了異地協同服務器，與總部數據服務器同步協同工作，可以實現三地同步開展三維設計工作，以及實時共享數據資料。

在實際項目中實施推廣

在實際項目中應用是推廣三維應用的重要手段，也是三維應用成功的標志。2011年，數字工程中心在完成基礎建設和專業培訓工作后，聯合托巴、溧陽、瓊中、龍盤項目部，采用集中辦公的形式，在院外進行三維可視化協同設計。水工、機電、測繪、地質和施工等專業均參與了設計，完成了水電站所有模型的三維設計，并進行了工程量統計和二維切圖。采用集中進行三維項目設計、邊培訓邊實施的方式，幫助設計人員學習和鞏固了三維系統軟件使用方法。

2012年3月，中南院開展了抽蓄典型設計三維設計工作。本項目實施持續了三個月，深入、細致地完成了項目的建模、碰撞檢查、二維出圖和匯報材料制作工作，重點實施了碰撞檢查和二維出圖工作，檢查出多個專業的內部和相互之間的錯漏碰現象，同時制作了100多張二、三維圖紙和一段三維匯報視頻。通過此次三維設計工作，中南院的三維協同設計應用進入到了更深層次。

之后，中南院又在桃源、益地、托巴、GD3和天池等項目中采用了三維協同設計。跟以往不同的是，三維設計項目形式逐步由集中辦公轉變為辦公室的常規化設計。這是推廣三維可視化協同設計的必經之路。

現在，中南院的三維設計開展形式已經由集中辦公形式向常態化辦公形式轉變；三維項目組織方式逐步從數字工程中心主導實施向生產部門獨立實施、數字工程中心提供技術支持的方式轉變；三維設計工作也已經列入項目總體工作計劃中，參與項目的進度考核。

二次開發優化完善

由于Bentley是美國公司，因此其軟件多少存在使用習慣不貼近我國本土設計人員、軟件模塊不完整的問題，需要進行二次開發。為此，中南院根據需要完成了廠用電系統的需求收集和軟件研發工作，目前正在進行測試中。此外，結合2011年至2012年三維可視化協同設計項目，中南院完成了電氣、水機、暖通等設備元件庫的建設，廣泛應用于現階段的三維可視化協同設計中。

中南院在其他工程領域的三維可視化協同設計也已經在研究中，其中包括陸上風電、海上風電和其他新能源，以及工民建、市政交通和水務工程等領域的三維設計開展方式。

現在，在成功落實“追趕計劃”的基礎上，中南院開始落實“登高計劃”，旨在開展具有中南院技術特色的科研創新，把在碾壓混凝土壩、抽水蓄能電站、風力發電及其它新能源、工程總承包領域的優勢融入到三維可視化協同系統中，并在此基礎上向工程項目的數字化移交和數字化運營領域拓展，逐步形成完善的全生命周期解決方案；同時探索三維可視化管理系統和生產管理系統的集成，最終形成完整的三維數字集成設計系統。中南院“登高計劃”擬于2017年底前完成。

值得一提的是，下一階段中南院將在全院內推廣ProjectWise，對所有二維圖紙、報告、算稿進行歸檔和管理。目前中南院還在對ProjectWise的校審模塊進行二次開發。不久的將來，ProjectWise將和院生產管理系統一起，對中南院的設計、生產進行全面、有效的管理。

鏈接 成功推廣三維協同設計要解決好三個問題

三維可視化協同設計需要廣大設計人員盡早研究部署，提前布局，分步實施，并且實施時要認真細致，特別應該解決好以下幾個問題：

第一，三維設計是工具的變革，還是設計理念的變革？答案是兩者兼而有之。在三維設計開展之初，常有設計人員抱怨三維設計難上手，或者拋不掉原來要先二維再三維的模式，不肯用心去學習。這就需要對設計人員進行培訓，當前中南院三維培訓工作由數字工程中心人員擔當，參訓的人員逐步由設計人員向院處級領導、校審人員、項目管理員轉變。

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關鍵詞：正射影像;航測;GPS;DEM;

Abstract: This paper describes the use of new mapping technologies and new methods in Shenyang subway engineering investigation. Such as the application of aerial orthophoto, aerial digital mapping and vertical and horizontal cross-section mapping the integrated application of new technology, and achieved good economic and social benefits.Key words: Orthophoto image; aerial survey; GPS; the DEM;

中圖分類號：TB22文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）02-

近年來隨著城市建設的快速發展，城市中的地鐵建設也快速發展起來，由于地鐵建設多建在建筑物密集、地下管線繁多的城市環境中，技術含量高、造價昂貴，不僅工程測量精度要求高，而且測量方法特殊。沈陽市地鐵二號線地下段從中街商業區的繁華地帶穿過，高樓林立、交通繁忙、人流擁擠、晝夜不斷，兩側房屋成片，高樓大廈林立，全線工程測量條件極其困難，而且不安全。因此，在沈陽市地鐵二號線勘測設計中，大量運用了測繪新技術、新方法。

一、 測繪概況

對地鐵沿線開展大比例尺航空攝影，用航測方法測繪地鐵工程所需的1∶500帶狀數字地形圖和1∶1000帶狀彩色正射影像圖。這些資料直觀、詳細、信息豐富，大大減少了設計人員現場核對調查的時間，為確定線路走向、穩定線路方案、站位布置等設計工作起到非常重要的作用，提高了勘測設計速度和質量。彩色正射影像圖應用于設計圖紙中，也使初步設計文件更加直觀、漂亮。

二、外業

外控點布設采用航帶法平高區域網布點方式，平高控制點的航向跨度為3條基線，為了提高測圖的高程控制精度，在相鄰二對外控點中間增加了一個平高控制點或高程控制點。為了給線路方案優化創造條件，要求外控點應控制整個攝影范圍。

外控點選刺除滿足實地辨認精度外，點位還必須考慮GPS的觀測要求，有部分點位就因GPS接收信號不好，又重新觀測或移位另外選刺。當點位選在高出或低于地面的目標時，量注比高，在點位說明和略圖旁，加繪斷面圖。

外控點聯測采用GPS接收機，按快速靜態法測定平面和高程，網平差及坐標轉換采用西南交通大學XJGPS軟件包進行計算。高程擬合時采取不同的擬合方法進行比較，以確定最合適的擬合方法，保證高程擬合精度。

三、內業制圖

航測內業制圖采用VirtuoZo等數字攝影測量工作站。用光線束法區域網平差程序進行電算加密，航線旁向連接點采用雙排點布設，避免了連接點在一條直線上，加強了旁向連接的構網強度。

航測外控時不調繪，內業測圖先參照既有地形圖進行室內判釋調繪，然后用1∶500地形圖到實地進行調繪補測的方式進行制圖。測繪房屋時區分性質和樓層，遇有陰影或攝影相對漏洞時，首先考慮采用相鄰航線或相鄰像對能否測繪，確實無法替代時，圈定范圍，由外業實地補測。高程注記點分布均勻，道路中間、橋梁、涵洞均有高程點，便于設計人員讀取高程。儀器采集的原始數字地形圖文件數據導入Auto CAD 2005環境中的圖形編輯系統上進行編輯，接邊、檢查和按線路走向帶狀分幅。

測圖完成后到現場調查核對，進行修改。隱蔽和新增地物采用全站儀和皮尺丈量的方法補測。為檢查地形圖精度，用全站儀實測44個平面、59個高程檢查散點，經統計計算地形圖平面中誤差為Ms=±0. 22 m，高程中誤差為Mh=±0.13 m，滿足規范要求。

四、制作正射影像圖

采用Virtuo Zo數字攝影測量工作站進行1∶1000帶狀彩色正射影像圖制作，制圖寬度為800m，影像掃描采用Helava DSW600掃描儀進行彩色掃描，以像對為單位，進行數字地面模型(DEM)的自動獲取并映射到模型上，進行檢查。對于房屋密集的地方采用高程取平均值的方法進行DEM內插，城市中的高架橋、高等級公路，則要修改等高線使之垂直穿過路橋，并使高程與地面匹配，這樣就避免了正射影像的制作引起建筑物大的變形。修改完成后，以正確的數模為基礎，對核線影像進行精確糾正，獲取該像對的正射影像。

由于攝影、攝影處理、掃描等環節的影響，每個像對的正射影像都存在著顏色偏差、飽和度不一樣等問題，用影像處理軟件進行勻光處理。以單張正射影像為單位劃鑲嵌線，鑲嵌線避開高大建筑物，并根據影像成果反復修改鑲嵌線，使正射影像成果中地物沒有大的扭曲變形。隨后再用Photoshop對TIF影像成果進行適當的修飾整理，調整影像亮度及對比度，使整幅圖形色調一致、逼真，進行地名、街道、單位、河流等名稱的漢字注記，并在影像邊緣添加格網坐標。

五、線路縱橫斷面測量

利用測繪1∶500地形圖的航測資料，用航測技術測繪線路縱橫斷面圖，在Virtuo Zo數字攝影測量工作站上恢復定向后，進入橫斷面專用測圖程序，采集縱斷面或橫斷面數據，斷面特征點加注說明。如斷面位于樹林、陰影、水下，在斷面圖上標注“需實測地段”，由測量人員在現場實地補測修改。

用航測技術測繪縱橫斷面圖，可把大量的野外實測工作轉變成室內作業，減輕勞動強度，大大改善了工作環境，不受天氣和道路上行人汽車的干擾。采集的數據與后續專業實現數字化接口，導入設計軟件轉換成AutoCAD格式圖形，進行地質填圖和施工圖設計。解決了繁華商業地帶測量極其困難、安全難以保障等問題，安全、高效地完成了勘測工作。

六、結束語

在沈陽市地鐵二號線工程勘測中，航測正射影像、航測數字化測圖及縱橫斷面測繪等新技術的綜合應用，取得了良好的經濟社會效益。隨著高新技術的迅猛發展，各學科間的相互滲透和影響，不斷為工程測量提供新的技術和方法，這將更好地為地鐵工程測量工作服務。

參考文獻

[1] 《城市測量規范》（CJJ8-99）中華人民共和國行業標準，北京市測繪設計研究院出版。

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關鍵詞：測繪新技術；工程測量；應用

Abstract: Various new techniques of Surveying and mapping, such as image extraction technology, GPS measurement technology, digital technology, remote sensing (RS) technology, has penetrated into every field of engineering, deeply affect the engineering surveying quality. In the current development process of the surveying and mapping technology, we should actively apply these new technologies to guarantee precision engineering measurement, improve project quality of measurement.

Key words: new technology of Surveying and mapping; engineering measurement; application;

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

引言

工程測量學是一門歷史悠久的學科,近些年來,隨著科學技術的進步和生產力的發展,各國興建于許多規模大、內容復雜、精度要求高的工程，例如攔河大壩、大型聯鎖商業 、跨江大橋、超長隧道、城市地下鐵路網、數百米高的電視塔、精度要求非常高的自動化工業設備和科學實驗裝備如高速導軌、離子加速器、射電望遠鏡、通訊衛星地面接收天線等，工程測量也得到了迅速的發展。工程測量通常是指在工程建設的勘測設計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術的總稱。傳統工程測量技術的服務領域包括建筑、水利、交通、礦山等部門，其基本內容有測圖和放樣兩部分?，F代工程測量已經突破了僅僅為工程建設的概念，它不僅涉及工程的靜態、動態幾何與物理量測定，而且包括對測量結果的分析，甚至對物體發展變化的趨勢預報。在這樣的背景下，工程測量學將與新興的信息技術相結合，由傳統意義上的測量學發展成為了工程實用的地學信息科學，新地地學信息科學將可用于城市規劃，土地利用，房地產經營、環境保護、交通規劃等方面。工程測量已經遠遠超出傳統服務范圍，將逐步擴展到包括城建、地質、鐵路、交通、房地產管理、水利電力、能源、航天和國防等各種工程建設部門。

一、工程測量重要性分析

測量學是從人類經驗中發展而來兼有時代性的一門學科，是人類在復雜的自然界中生存的一個重要手段。工程測量中，無論工程項目的大小，系統的工程測量、公路測量和大面積測繪等，都少不了測量技術，工程測量在工程項目中起著重要的作用。在工程建設規劃設計的階段，測量技術主要提供各種比例的地形圖和地形資料，還要提供地址勘測、水文地質勘測和水文測量的數據；在工程建設施工階段，要把測量之后的設計變為實地建設的依據，即根據工程現場地形和工程性質，建立完整的施工網，逐一把圖紙化為實物?？傊?，從施工開始到結束，都離不開工程測量這項工作。因為對于一個工程，首先需要對建筑物進行定位，確定其實際位置，之后確定準確的標識從而確定該區域是否有設計后新增建筑物或者其他，以保證機械設備的使用?；A設施完畢后，還要進行竣工線的投測，即對設備的平整度等進行跟蹤測量，來保證設備工藝的流暢。在建筑物的運營管理階段，工程測量同樣重要。通過測量工程建筑物的運行狀況，對不正?，F象進行探討分析，采取有效措施，防止事故發生。為了提高工程質量和施工效率，必須重視測量技術和新時期下測量技術的新發展。

二、測繪新技術在工程測量的應用

1.地圖數字化技術

在建立各種GIS系統時，對原有地圖進行數字處理，在建庫工作中占據了相當大的工作理，各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙質地圖，若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數字化儀將其輸入計算機，經編輯、修補后生成相應的數字化圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器，手扶跟蹤數字化儀工藝流程為硬件連接分圖開定向數據采集僵形編輯僵形輸出。掃描儀數字化儀的工作流程為原圖掃描僵形糾正僵形定向戶原圖矢量化僵形編輯僵形輸出。

利用掃描矢量化技術進行地圖數字化是提高數字化質量與速度的必由之路，針對大比例尺地形圖，大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真對地圖進行數字化處理。

2.數字化成圖技術

大比例尺地形圖和工程圖的測繪是工程測量的重要內容，常規的成圖方法的野外工作艱苦，同時還有繁瑣的內業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城市建設地需要。20世紀90年代以來，數字化成圖技術得到了迅速的發展。它具有數度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于等特點，目前有內外業一體化和電子保存管理及應用、易于等特點，目前有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法，主要設備是全站儀、電子手簿等，其特點是數度高、內外業分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。根據使用編碼或者是畫草圖來打樁記錄連接關系和地圖實體的地理屬性，可以分為有碼和無碼作業。無碼作業比較方便、可靠，同時由于無碼作業采用草圖的方式，使得數據采集工作直觀，并且可以減輕測站觀測人員的壓力。當然，若觀測人員經驗豐富且能熟練的使用相應的數字化成圖系統的編碼，也可采用有碼方式。內外業一體化（有碼作業）作業流程為外業數據采集（有碼）數據通訊夕編碼轉換（內外碼）僵形生成僵形編輯分圖形輸出。

當前的成圖軟件有南方測繪研制的內外業一體化地形地籍圖成圖系統CASS、武漢瑞得測繪自動化公司研制的數字化測圖系統RDMS、中國地質大學研發的MapGIS、清華山維的數字測圖成圖系統EPSW、美國Bentley公司的MicroStation系統等。電子平板與全站儀相結合，在野外采集數據無需編碼，測量數據直接進入電子平板繪圖，現場修改編輯顯示；最后由繪圖儀輸出成果，基本上將所有工作放在外業完成的數字化成圖方法，其特點是電子平板在測站代替常規測圖板實現了數據采集、數據處理、圖形編輯現場同步完成。如今的數字化成圖技術已發展為掌上電腦現場采集數據并成圖，攜帶更方便，操作更簡潔，并實現了數據采集、更新、管理的一體化和自動化?？傊瑪底只蓤D技術在城市測量及中小范圍工程測量中有廣泛應用。

篇8

關鍵詞：3S集成技術 ； 公路工程 ； 3S ； 可行性研究

Abstract: the line selection, from the highway engineering geological exploration, engineering design to the highway operation management, 3S technology information analysis method has other irreplaceable role. Finally the application prospect of 3S integration technology in highway engineering are discussed.

Keywords: 3S integrated technology; highway engineering; 3S; feasibility study

中圖分類號E932.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（201中圖分類號2

引言：

隨著現代空間探測及計算機信息技術的發展,遙感、全球定位系統、地理信息系統技術(簡稱3S)在高速公路可行性研究及勘察設計中發揮越來越重要的作用。 自從1998年1月31日美國副總統戈爾提出了“數字地球”(Digital Earth)的概念后,“數字地球”“數字城市”相繼成為本世紀的熱門術語和新興學科,數字地球的核心是地球空間信息科學,地球空間信息科學的技術體系中最基礎和基本的技術核心是“3 S”技術及其集成,所謂“3 S”是全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)和遙感(RS)的統稱,是目前對地球觀測中空間信息獲取、存儲管理、更新、分析和應用的三大支撐技術,他集中了空間探測、電子技術、計算機、數據庫、互聯網、通訊、人工智能和地球科學等眾多最新成就,為人類探測地球和分析環境提供了先進有效的手段。

3S集成技術在發達國家已得到了廣泛的應用，在我國也得到了高度重視，隨著計算機技術的應用，空間技術交叉滲透，信息科技蓬勃發展，3S集成理論正在得到不斷的發展，已逐步在土地、資源、農業、水利、工程建設、物探和環境等領域得到應用。 本文主要研究3S集成技術在道路工程的應用[1]。

1．3S集成技術的概述

“3S”是地理信息系統（Geographical Information Systerm簡稱GIS）、遙感（Remote Sensing 簡稱RS）和全球定位系統（Global Positioning Systm簡稱GPS）的英文縮寫簡稱，其中GPS和RS分別用于獲取點、線、面等空間信息或監測其變化，GIS是完成空間數據的存儲、分析和處理。這三種空間信息技術已經較廣泛的應用。

三者在空間信息管理上各具特色,均可獨立完成自身具有的功能,同時相互之間又有許多關聯,在解決問題的功能上各有優點與不足。三者的結合與集成已成為空間科學的發展方向和必然趨勢。3S技術在公路規劃和勘察選線方面的應用研究和勘察設計實踐,在多段高速公路及大型隧道的勘察設計應用中取得了很好的效果,不但提高速度2~3倍以上,而且可以全面認識公路工程地質環境的特征,提高工作質量,尤其在減少不良地質危害、優化選線設計質量等方面,具有巨大的經濟效益和社會效益,具有很好的發展應用前景[2]。

3S集成不是GPS、RS、GIS的簡單組合，而是一種利用現代測繪技術、遙感技術、定位技術、圖像和圖像處理技術與計算機技術于一體，向GIS和RS數字圖像處理系統提供足夠的數量、精度、可靠性、完備性的空間數據，通過空間分析、預測、決策，確保地理信息問題的優化、系統地解決[1]。3S集成是高度自動化、實時化、智能化的對地觀測系統，并有自動、實時地采集、處理和更新數據的功能。

3S融合技術是公路勘察的先進手段。遙感、全球定位系統和地理信息系統技術為人類探測地球和分析環境提供了先進有效的手段。3S技術各有特長:遙感圖像能夠快速獲取大面積信息,但有些地物屬性又不可全面感知(如高程和經緯度);GPS可以迅速定位目標,但沒有地理屬性;GIS具有信息查詢分析和管理能力,但數據的獲取比較困難;因此它們的結合應用是當代信息科學發展的必然趨勢。3S技術的結合有多種形式,主要根據工作需要而定。應用衛星和航空遙感圖像與計算機信息處理技術的結合,可以快速編制各種比例尺(1∶200 000~1∶10 000甚至更大比例尺)的遙感圖和解譯工程地質圖,指導選線勘察工作。其綜合效益可以提高30%~200%以上,地質選線速度可以提高3~5倍以上。遙感、全球定位系統與地理信息系統的功能和數據資源,彼此可以相互結合,實現功能互補,資源共享?；贕PS的遙感探測,可以獲得具有3維地理信息的遙感圖像數據,并輸出3維地形模型數據(DEM)和各種實用圖件,大大簡化了傳統地形測量的過程,是地理制圖技術的一個飛躍[3]。

應用GIS 3維地形模型疊加遙感圖像的技術,可以生成真實的地形模型,是當前在計算機上進行公路環境分析、優化路線方案的現代化技術之一。對優化路線方案, 提高設計質量和速度有關鍵作用,是當前高等級公路勘察設計自動化的主要發展方向。另外,應用3S系統的信息采集、分析與制圖功能,可以有效進行公路交通各個階段的管理工作。例如,路區遙感圖像的更新及專題圖的輸出,工程建設數據統計與圖像圖形顯示,車流量與經濟發展分析,車輛GIS與GPS動態安全管理等。從公路選線、工程地質勘察、工程設計到公路運行管理,3S技術的信息分析技術有其他手段不可替代的作用;遙感航測制圖更有其速度快、質量高、節省人力物力的優勢,而3維遙感航測數據是公路勘測設計自動化的基礎。

2. 3S技術在公路工程應用中的特點

2.1集成化

傳統的公路測量、設計表現為離散式、分離式的測、設、繪的過程,譬如野外測量就可以分為測角、量距、水準等三大要素,而利用3S技術的勘測設計則是集成測繪技術,表現為外業、內業用圖一體化、集成化。

2.2實時化

經典的公路工程從規劃、勘測、設計到施工、運營是建立在對路線外業觀測數據的后處理基礎上的,到獲得3維坐標有一定的時間滯后。而3S技術可根據某些內容的要求實時、快速地確定3維坐標。

2.3動態化

3S技術依據其技術系統,將擬建公路的相關信息(地形、地質、氣候、水文等)收集、分析、處理,在計算機上產生出數字地形、地質及構造的立體模型,直觀地進行路線設計,動態演示公路的平面和立面位置。

篇9

關鍵字：測量概念； 測量技術； 基本原則

Abstract: the engineering measure is to point to in the construction of the survey and design, construction and management of the use of various measurement phase of the theory, method and the floorboard of the technology.

Keyword: measurement concepts; Measuring technology; Basic principles

中圖分類號： [TU198+.2]文獻標識碼：A文章編號：

一、引言

傳統工程測量技術的服務領域包括建筑、水利、交通、礦山等部門，其基本內容有測圖和放樣兩部分?，F代工程測量己經遠遠突破了僅僅為工程建設服務的概念，它不僅涉及工程的靜態、動態幾何與物理量測定，而且包括對測量結果的分析，甚至對物體發展變化的趨勢預報。蘇黎世高等工業大學馬西斯教授指出：“一切不屬于地球測量，不屬于國家地圖集的陸地測量，和不屬于法定測量的應用測量都屬于工程測量”。

二、技術現狀

（一）地面測量儀器

先進的地面測量儀器在工程測量中的應用

20 世紀 80 年代以來出現許多先進的地面測量儀器，為工程測量提供了先進的技術工具和手段，如：光電測距儀、精密測距儀、電子經緯儀、全站儀、電子水準儀、數字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等，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，改變了傳統的工程控制網布網、地形測量、道路測量和施工測量等的作業方法。三角網已被三邊網、邊角網、測距導線網所替代；光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量；具有自動跟蹤和連續顯示功能的測距儀用于施工放樣測量；無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作；電子速測儀為細部測量提供了理想的儀器；精密測距儀的應用代替了傳統的基線丈量。

（二）GPS定位技術

GPS定位技術在工程測量中的應用

GPS是美國從20世紀70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進行全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。隨著GPS定位技術的不斷改進,軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、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、高精度、費用省、操作簡單的GPS技術代替。

在我國GPS定位技術的應用已深入各個領域，國家大地網、城市控制網、工程控制網的建立與改造已普遍地應用GPS技術，在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監測、山體滑坡、地震的形變監測、海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS技術。隨著GPS差分定位技術和RTK實時差分定位系統的發展和美國AS技術的解除，單點定位精度不斷提高，GPS技術在導航、運載工具實時監控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。

（三）數字化測繪技術

數字化測繪技術在工程測量中的應用

數字化測繪技術在測繪工程領域得以廣泛應用，使大比例尺測圖技術向數字化、信息化發展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與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城市建設和現代化工程建設的需要。隨著電子經緯儀、全站儀的應用和GEOMAP系統的出現,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,形成一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。系統的開發研究主要是面向城市大比例尺基本圖、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。系統可直接提供紙圖,也可提供軟盤,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。

21世紀80年代以來，我國數字化測繪技術的開發研究和應用發展很快，成效顯著。由于技術標準和規范不同，國外研究成功的數字化測繪系統不適合國情，難以推廣應用，只有依靠自己研究開發。北京市測繪設計研究院在國內首先完成了“大比例尺數字化測圖系統”（即DGJ）的軟件開發，并通過技術鑒定，1990年被建設部列為第一批技術推廣應用項目之一，在80多個城市及工程測量單位推廣應用，同時又有十幾個大專院校、儀器公司和工程測量單位，先后開發和研制出多個類似的數字測圖系統軟件。

（四）攝影測量技術

攝影測量技術在工程測繪中的應用

攝影測量技術已越來越廣泛的在城市和工程測繪領域中得以應用，由于高質量、高精度的攝影測量儀器的研制生產，結合計算機技術中的應用，使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體，而且減少了外業工作量，具有測量高效、高精度，成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態、建筑物變形監測、文物保護和醫學上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用，具有廣泛的應用前景。由于全數字攝影測量工作站的出現，為攝影測量技術應用提供了新的技術手段和方法，該技術已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進和應用。

航空攝影測量是進行城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測繪與更新以及大型工程勘測的重要手段與方法，它可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖成果。目前，我國有100多個城市或工測單位利用航測技術測制大比例尺地形圖和地籍圖，最大比例尺為1/500 。采用的儀器除利用高精度的模擬測圖儀和解析測圖儀成圖方法外，還用立體坐標測圖儀與微機連接進行數據采集，經微機數據處理輸入繪圖機自動繪圖。

三、結語：

篇10

關鍵詞：攝影測量；遙感新技術；工程建設

中圖分類號：TE94文獻標識碼： A

引言

長期以來，測繪界受到技術的限制，僅僅致力于利用攝影測量來測制地形圖，只把它看成與計算機和其他學科沒多大關系的獨立領域。在這一領域，攝影測量經歷了模擬攝影測量和解析攝影測量的發展階段，直到今天進入數字攝影測量的發展階段。

1、攝影測量與遙感技術概述

攝影測量和遙感主要就是，在不通過實地接觸的大前提之下，通過物體將其傳送到傳感器之上的信息數據顯示出來，真正的實現了對物體的具體測量與研究。通過傳送數據的分析與其所對應的技術處理，從而也就實際的工程建設之中來為其提供一個必要的參考。同時攝影測量也在今年來得到了迅速的發展，經過了專業團隊的考察與研究，其測量攝影逐漸的走向了數字的攝影領域發展方向。

它是對數字以及影像自動的進行了像片內定向、相對定向、絕對定向、自動空中三角測量、數字影像匹配、建立數字高程模型、制作數字正射影像以及相應的提取了地物的要素，從而也就真正的實現了軟拷貝的全數字化攝影測量的軟件、算法以及理論的應用。測量具有一個特定的處理過程：

1.1、數字影像的獲取途徑。a.由CCD相機或是攝像機直接的來獲取數字影像。b. 由經典的攝影儀器對其觀測的對象來進行攝像，將會的到的相片全部的來進行一個數字化的處理，進而通過其特定的數據分析之后再進行運用。

1.2、坐標量測。坐標的兩側有很多種，其中實際方法的選擇務必得結合相應的必要的要求與條件。其可以分為立體量以及單像量測，對于自動測量的難度也比較大的工程就得需要配合一個適當的手動測量。值得注意的就是不同的測量方法可以得出其實際結果的精確度也是非常的不一致，務必得依據其工程的精確度來進行一個恰當的選擇。

1.3、平差計算。這種的計算方法完全可以依據傳統的測量方法來及逆行那個運算。

1.4、建立數字化的地面模型。依據平差計算出的誤差結果和同名點的空間坐標，根據其不同的DEM數據點的采集方法來建立起來一個地面模型。

1.5、測制等高線和正射影像圖。遙感技術的實際應用得需要遙感圖像與衛星的相互配配合。首先就得由衛星系統在宏觀的角度之上對于監控的物象來進行一個精確的定位與判斷，之后再將數據傳送到感應器上，最后再形成一個遙感圖像。我們的專業人員就可以有效地通過對遙感圖像的分析與數據的處理，最終得到可利用的數據。目前的衛星種類也是比較多的，當然其實際的特點也是不同的，但其總體上具有以下的結構共性：

a. 精準度高、信息容量大以及信息的利用價值也是非常的高。

b.和其他的設備手段相比較之下，是相對比較經濟的。

c.根本就不需要戶外的作業，所以就可以有效地減少環境等等的影響，效率高，可以有效地節約人力的成立。

d.依據數據的分析就可以判斷出來部分的地質災害。

e.可以充分的實現一個動態的觀察，就可以通過對數據的技術分析與判定，可以準確的變數動態的地質災害或是工程拆遷等等。

2、數字攝影測量系統(DPS)與3s的集成化道路

3S是指地理信息系統(GIS) 全球定位系統(GPS)以及遙感(RS)。

我們從攝影測量的發展狀況來看，其攝影測量已經發展到了數字攝影測量就是遙感，數字攝影測量之中類似影像匹配等等許多算法就可以用到遙感影像的判讀，來充分的實現多分辨率遙感影像、多傳感器以及多時相的復合與幾何配準，遙感的影像處理方法在數字攝影測量系統之中均具備；另一方面，則是從遙感的發展現狀來看，隨著遙感影像幾何精度與分辨率的逐漸提高，遙感影像已經可以充分的滿足到測制1:5000地形圖的各項要求，遙感影像的最高分辨率目前已經達到了1m，這些影像就可以直接性的輸入到數字攝影測量系統之中來進行測圖，這樣就會使得我們不僅僅可以利用遙感影像來進行一個定性的分析，還可以從進行定量的計算與分析，有效地縮短了地形數據的更新周期。

3、攝影測量和遙感技術的具體應用

3.1、在水電工程中的應用

3.1.1、測制各種比例尺的地形圖(DLG)

傳統的數字線劃矢量圖無疑是攝影測量的重要產品，是建立各種地理信息系統的基礎信息，也是進行規劃、設計、管理等的基礎。水利工程中使用的基本地形圖比例尺主要有1B500、1B1 000、1B2 000、1B5 000和1B10 000等，用全數字攝影測量方式可以制作各種比例尺的數字線劃圖，其數據信息可以直接進入GIS系統或各種CAD系統，為各種工程設計提供數據。

3.1.2、建立影像數字地面模型(DEM)和虛擬現實

數字地面模型是由三維坐標數據加數字影像組成的地形虛擬現實，是水利水電工程應用的基礎信息之一，賴以DEM構建水利工程、流域等三維景觀和各種工程設計、應用分析的基礎信息。它能直觀地反映工程范圍的地形地貌情況，進行渲染后做成的設計方案景觀圖，不僅可以直觀地反映設計意圖，還可以在相關軟件的支持下進行三維動畫漫游，模擬水庫動態淹沒情況，計算匯水面積和庫容量，表現設計的科學性與合理性。

3.1.3、制作正射影像地圖(DOM)

影像地圖是數字攝影測量的重要產品。其它測繪手段難于完成該產品，它是根據數字高程模型對中心投影的航攝影像進行糾正處理、消除投影差的垂直投影影像加坐標格網、等高線等各種注記的一種專題圖。由于它包含地表的各種原始信息，綜合了影像和線劃地圖的優點，不像線劃地圖那么抽象，能直觀、全面地反映地物地貌信息，且成圖速度快，更新周期短，對規劃設計、工程管理領導部門很有應用價值。

3.1.5、在線路選線、設計中的應用

由于數字攝影測量建立了數字地面模型，在立體模型中可實時地顯示平面和高程坐標，實時顯示地面的坡度和坡向，使得鐵路、公路、電力線路和輸油管道等線路方案的選擇、設計十分方便快捷，可依據實際地形實時調整線路走向和數據參數?，F在，為適應電力勘測設計的特定需求，按電力行業標準，針對電力勘測設計的特點，適普軟件公司在全數字攝影測量的基礎上開發了電力勘測設計一體化平臺EPMapper。

3.1.6、制作土地利用現狀等專題圖

用高分辨率的衛星遙感資料和航空影像，編制各種自然資源分布的影像地圖和其它專題圖。如水資源、森林資源、及土地利用現狀專題圖等。對于土地利用現狀的分析、規劃、調查等，均需要與現狀相匹配的土地利用數據資料。以往，土地利用現狀的更新周期很長，所用資料往往是一二十年前的舊地形圖資料，與現狀相差很大。

3.2、數字影像在工程地質中的應用

航空航天影像包含豐富的信息，一些大的斷層能一目了然，利用多光譜影像還可探明工程范圍的地質狀況。將遙感手段與鉆探、物探有機地配合，能超前地把控制工程定位的宏觀地質條件搞清，形成卓有成效的綜合勘探手段，在重點工程中起到“宏觀控制、微觀指導”的作用。

3.3、其它

如在微觀方面，用近景攝影測量的方式，可進行水力發電站的水力學原形觀測、水利工程建筑物平整度測定、大江截流時流速、流態的測定等。例如:采集波浪、水流等信息，測定下泄洪水水舌的運行軌跡、外形及落點，繪制水流特性曲線，以確定消能建筑的實際情況與理論設計的差別。

結束語

攝影測量，隨著科技的不斷發展，目前已經結合了信息技術與地理技術，逐漸的成為了一門綜合復雜的地球空間信息科。同時也是目前施工之中勘探的普遍運用的技術，可以沖充分的滿足其經濟與技術的各項要求，具有十分廣闊的利用價值與發展前景。

參考文獻

[1]賈友,陳利,胡俊勇.攝影測量與遙感新技術在工程建設中的應用初探[J].測繪與空間地理信息,2007,03:169-173.