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对地形测量与测绘技术的发展与应用的探讨

  本文对地形测量和测绘技术的相关概念作了简单阐述,分析了高科技发展前景下的现代测绘自动化技术,并结合时代发展探讨了测绘技术的发展趋势。
  关键词地形测量;测绘技术;发展与应用;探讨
  
   一、地形测量和测绘技术的概念阐述
   (一)地形测量
   地形测量是为城市、矿区以及各种工程提供不同比例尺的地形图,以满足城镇规划、矿山开采设计以及各种经济建设的需。
   (二)地形测绘、测绘技术自动化技术
   地形测绘是研究地球局部表面形状和大小,并将其测绘成地形网的理论和技术。通过测定小范围地表高低起伏形态和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征点的平面位置和高程,经相应的数据处理、采用一定的测晕符号,按一定的比例缩绘在图纸上。从而获得与相应地面几何图形相似的地形图,为国家经济建设提供设计与施工的图纸资料。
  
   二、测绘自动化技术
  
   测绘自动化是集数据采集、处理、传输、显示于一体。现代测绘技术自动化技术包括3S(GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感)技术、数字摄影测量技术(DPS)等,具有自动化程度高、测图精度高、图形属性信息丰富和图形编辑方便等优点,其核心是3S技术及其集成技术。
   (一) GPS技术。
   GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,20世纪70年代由美国开发,利用人造卫星所发射的讯号进行测时测距。GPS采用全球性地心坐标系统,以地球质量中心为坐标原点。具有对海、陆、空进行全方位实时三维导航和定位能力,是一种高精度、全天候、高效率、多功能的测绘工具。
   (二) GIS技术
   GIS(Geographical information sr=tem GIS)即地理信息系统,兴起于20世纪60年代中期,在计算机软硬件支持下,将空间数据自动输入、存储、检索、运算、显示和综合分析应用。GIS是现代化管理的重手段,更是遥感图像处理和应用的技术支撑。
   GIS中的数据包括地理背景信息(外业测量数据、摄影测量数据、现有地图和各种遥感图像);资源与环境数据(各种专题图,科研分析成果,各种图形和图表,航天、航空图像的解译成果);社会经济信息(人口普查、国民收入情况、工业分布及土地利用分类图表等)。
   (三) RS技术。
   RS(Remote Sensing)即遥感技术,起源于20世纪60年代,不直接接触被研究的目标,感测目标的特征信息(一般是电磁波的反射、辐射和发射辐射),经过传输、处理,从中提取人们感兴趣的信息。遥感包括摄影、陆地、卫星、航空、航天摄影测量等技术。
   现代遥感技术是空间技术,是集光学、无线电、计算等相结合的一门新技术。近20年,遥感技术迅猛发展,它作为一种空间探测技术,至今已经历了地面遥感、航空遥感和航天遥感三个阶段。
   遥感技术依其波谱性质,可分为电磁波遥感技术、声学遥感技术、物理场遥感技术。遥感信息技术已从可见光发展到红外、微波,从单波段发展到多波段、多角度、多时相、多极化,从空间维扩展到时空维,从静态分析发展到动态监测。
   (四)3S的综合应用
   RS为GIS提供信息源,GIS为RS提供空间数据管理和分析的技术手段(图像处理),GPS则作为GIS有力的补测、补绘手段,实现了GIS原始地图数据的实时更新。
   3S的综合应用充分发挥了各自的技术特点,快速准确经济地为人们提供所需的有关信息的新技术,三者紧密结合,为地形测量提供了精确的图形和数据。
  
   三、测绘自动化技术的发展趋势
   随着网络技术的飞速发展以及测量仪器不断智能化,地形测量的测绘技术不断趋于自动化,传统的电子测距仪、经纬仪、水准仪和平板仪等测绘技术,逐渐被3s技术、数字摄影测量技术所代替,测绘自动化技术迅速活跃并不断革新,逐渐趋向自动化、网络化和数字化,地形测量也变得更加精确、方便、快捷。
   进一步扩展3S技术在地形测量测绘技术领域的应用
   全球数字摄影测量系统在GPS、GIS、RS和3S集成技术中的应用,对普及和深化地形测量产生了很大的影响,测绘技术正向电子化、数字化和自动化的方向发展着。
   3S技术及集成技术正随着时代进步进一步发展,但仍存在问题需改进,3S及其集成技术测量的方法和手段尚须更新,只有这样才能加强测量的精度和准确度,使3S技术在地形测量测绘技术领域的应用进一步扩展。
   (二)测绘软件技术对地形测量具有十分重的作用
   开发和更新测绘软件及数据库,加强研发地形测量数字化测绘软件,使测绘软件系统更加高效灵活,功能更加齐全。
   更新和完善信息数据库,将采集的测量数据转换直接进入信息数据库,数据管理查询方便、数据共享,实现全球数据更新和扩展空间基础信息系统的动态管理,实现测量数据的管理科学化、标准化、信息化,实现测绘数据的传输网络化、多样化、社会化,使测绘技术走向自动化,实时化,数字化。
   (三)人工智能和专家系统在测绘技术中的应用。
   随着计算机技术的发展和测绘技术与相关学科的综合交叉,人工智能和专家系统在测绘技术中表现出了广泛的应用前景。
   专家系统对整个测量流程进行控制,并执行相应的推理、分析和处理工作,并可实现信息资源共享,实时动态监测诊断,提高效率和质量,是测绘技术通向实时、自动、智能测量系统的关键。
   计算机利用专家知识模拟人脑思维进行推理,从事智能化的数据、图形处理和信息管理工作,极大地提高工作效率,使测绘技术向自动化、智能化发展。专家系统对全球定位系统(GPS)、数字摄影测量系统(DPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和专家系统(ES)这5S技术的发展和相互结合发挥着重的作用。
  
   四、21世纪的地形测绘不断与时俱进
   进入21世纪,由于3S技术的重大突破,地形测量进入了航空摄影地形测量和卫星摄影地形测量的新阶段。先进的地形测绘技术体系正在发展和建立,从地图测绘到影像测绘,多时相、多光波段和电磁波段、多角度遥感影像的获取和使用,使得可视化技术在地形制图、环境制图和相关的空间制图中,得到了迅速和广泛的发展和应用。
   (一)为适应国家信息化对基础测绘地理空间信息越来越大的需求,21世纪的地形测绘需具备高水平的自动化和智能化。
   (二)21世纪的地形测绘将是基于影像的地形测绘。在影像地形测绘的阶段,测绘地理空间信息的产品和服务将不止是数字地形图、数字影像图和数字地图等资讯。地形测绘将逐步信息化,为国土资源和环境提供历史和现实的地理空间数据和信息。
   (三)卫星(或航空)影像获取系统与GPS导航系统集成从而组成卫星(或航空)地形测绘系统。在全国范围内进行的基础测绘工作,具有需求量巨大、时限性强的特点,必须及时采用相关学科(物理学、电子学、天文测量学等)的最先进技术,以实现测绘工作的现代化、信息化。
  
   五、结语
   随着科学的飞速发展,测绘技术不断革新,测绘技术在学科理论、技术体系、应用范围上均取得重大发展。现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境的重工具,将为人类社会提供更全面的服务,为经济的可持续发展作出重大贡献。
  
  参考文献
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  [2] 徐忠新.浅谈地形测量测绘自动化技术与发展趋势[J]中国西部科技.2011 10(1).
  [3] 王超.现代测绘技术自动化技术在地形测量中的应用[J]黑龙江科技信息. 2010(36).
  [4] 覃永勤.浅谈现代测绘技术的发展及其工程应用[J]广西城镇建设.2010(5).
  [5] 吴兵生、李宜林.对地形测量与现代工程测绘技术的探讨[J]科技与生活. 2010(13).