摘要：测绘技术是工程建设的基础，随着全站仪、GPS等数字化测绘仪器设备的普及，迅速取代了传统平板仪为主的模拟测绘技术，因此本文对现阶段数字化测绘技术在工程测量中的应用进行了分析。
关键词：数字化测绘；工程测量；应用
数字化测绘技术是指将星载（如GPS、北斗测量系统）、空载（航天遥感、无人机遥感等）、船载的传感器及地面测量仪器获得的空间数据，借助通信技术与数字化方法进行处理、分析、管理和应用的技术，其技术特点包括测绘仪器电子化与自动化、数据处理计算机化、测绘生产与产品数字化、测绘成果分发网络化[1]。相比传统测绘技术，数字化测绘技术具有测量精度高、安全性优、灵活性好、直观性强、储存空间大、测量效率高等显著优势[2]。因此，本文对现阶段数字化测绘技术在工程测量中的应用进行了分析。
1 数字化测绘技术原理与方法
1.1 数字化测绘技术原理
要理解数字化测绘，应该从模拟测绘说起。模拟测绘也就是过去人们熟知的白纸测图技术，野外采集数据借助平板仪、钢尺等工具，将地形、地物等按比例投影到白纸上或聚酯薄膜上，内业再利用三角尺、圆规等绘图工具进行精修、细绘、拼接。这种测绘技术完全靠手工操作，测绘效率低、精度差，不便修改、快速复制和分发，保管占用大量空间，而且查询也很费事。数字化测绘技术利用全站仪、GPS等工具采集地形、地物数据，业内通过计算机及成图软件进行编辑处理，属于全解析、自动化、高精度测图法，易于编辑、修改、分幅和接边，其成果是数字地图，可无限分发和共享。对于需要精确测绘建筑外形的，例如古建筑测绘，还可利用三维扫描技术，生成点云数据，经三维数字化建模，更加逼真直观地再现古建筑原貌，并包含大量准确的细节信息，这是传统测绘技术无法比拟的巨大优势[3]。
1.2 数字化测绘技术方法
1.2.1 地面数字化测绘技术方法
目前，地面数字化测绘技术常用方法包括全站仪与GPS联合测图、GPS与全站仪组合成图、POG与全站仪组合成图等。全站仪与GPS联合测图的典型方法是将RTK定位与全站仪测绘相结合，即在较开阔区域采用RTK采集地形、地物数据；而在RTK容易受到干扰或建筑物密集区域，利用RTK测量少数图根点，再利用全站仪进行碎步测量。GPS与全站仪组合成图是指将GPS测量与全站仪测量集成在一起，而不同于全站仪与GPS联合测图作业，其典型做法就是利用“超站仪”自由设站，不做静态控制测量。FOG与全站仪组合成图是指光纤陀螺仪（FOG）与全站仪配合使用的一种技术，当无法获得足够满足要求的GPS控制点时，利用FOG可实现只有1个控制点即能快速测站定向和后续测量。
1.2.2 航空航天遥感成图技术方法
航空航天遥感成图技术主要包括卫星遥感、载人飞机航空摄影和无人机低空航测。卫星遥感（RS）以人造卫星为平台，通过高空摄影或扫描，采集地形、地物数据，经计算机软件处理，生成数字地形图。载人飞机航空摄影与卫星遥感的原理类似，其平台为载人飞机。无论卫星遥感，还是载人飞机航空摄影，都存在分辨率较低、精细度差的问题，无人机低空航测可弥补这方面的不足。目前，无人机低空航测可制作1：1000的地形图。
1.2.3 空-地一体化成图技术方法
将航空航天遥感成图技术与地面数字化测绘技术结合起来就成为空-地一体化成图技术。目前，这种技术有GPS/PDA土地调查作业系统、GPS/TS/PDA地籍调查技术系统等。以GPS/TS/PDA地籍调查技术系统为例，该技术以GPS/PDA技术为基础，集成PDA、GPS、GPRS、全站仪等技术设备，通过VRS网络实现免控制点测绘、PDA现场成图，再利用GPRS网络将数据传回数据中心，实现外业测绘与内业处理同步、数据库实时更新的目标。
下面以全站仪与GPS联合测图技术为例，分析数字化测绘技术在工程测量中的应用。
2 数字化测绘技术在工程测量中的应用
2.1 工程背景
测量工程为丘陵地貌，场地呈南北长、东西窄的不规则条形，其中南北长约1.8km，东西最宽处约0.6km，面积约60hm2。场地高差近60m。
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2.2 作业流程
资料收集→首级控制测量（平面控制测量、高程控制测量）→图根控制测量→碎步测量（RTK碎步测量、全站仪碎步测量）→业内数据处理、精度校核→数字化地形图输出。
2.3 控制测量
2.3.1 控制点布设原则
控制点布设合理性不仅决定数字化测图精度，也影响数字化地形图的后续利用。选点时，应保证相邻点通视；远离信号干扰源，例如距离高压输电线路不小于50m。
2.3.2 平面控制测量
在测区内，布设23个一级控制点，主要沿道路布设。通过联网方式将5个已知点与18个待测点连成整体GPS控制网。外业按GPS规程观测并采集数据，内业利用南方平差易软件进行平差处理。输出平差结果用于实地绘制点之记。一级控制点埋设标石。
2.3.3 高程控制测量
以测区内保存完好的三等水准控制点作为高程起算依据，布设四等水准附合路线。布设水准路线时，综合三等水准控制点所在位置、测区自然条件、交通状况、水系情况、工程进度、技术要求等多种因素。收集数据后采用南方平差易软件进行高程平差。
2.3.4 图根控制测量
图根控制测量可与首级控制测量同步进行，或在首级控制测量之后进行。该工程考虑到平场土石方量计算的需要，在50×50图幅内5×5方格网中，RTK测图图根点不少于1个，全站仪测图图根点不少于2个，且图根点相对于临近控制点（或起算点）的点位中误差不大于图上的0.1mm，而高程中误差不大于基本等高距的10%。图根控制点上设置木桩标记。
2.4 碎步测量
2.4.1 RTK碎步测量
RTK基准站距移动站距离小于10km，满足RTK测量的可靠性要求，通过移动站采集数据质量有保障。测量时，先架好基准站，再由1人携带RTK设备流动设站。遇到信号遮挡时，可利用RTK快速定位原理，定位图根点后用全站仪施测。
2.4.2 全站仪碎步测量
全站仪测量可采用草图法、编码法或内外业一体化成图法。采用草图法时，1人操作仪器，1人绘制草图，1人跑尺。绘制草图的人要准确记录各测点编号，并与仪器记录点号保持一致，同时记录地形地物空间关系和属性名称。
2.5 数据处理
RTK和全站仪采集的坐标数据要与南方数码公司软件CASS要求的数据格式一致，所以数据要进行处理，简单的做法是导入Excel软件中，调整符合要求后存为*.csv格式，再改为*.dat格式，其数据格式为“点号，，Y，X，H”。
2.6 图形生成
在CASS软件中生成图形文件，再利用外业草图编辑成图。
2.7 精度校核
经校核，控制点中误差为1.6cm，高程中误差为1.9cm，碎部点相对于临近图根点平面位置的误差不超过±0.5cm，符合规范要求。
3 结语
数字化测绘技术的应用，不但提高了测绘工作质量和效率，在“数字城市”和“智慧城市”建设中也发挥着重要的基础作用，因此测绘工作者要关注测绘技术的发展，掌握最新前沿知识，以便从容应对测绘事业中的挑战，迎接测绘新时代的到来。
参考文献：
[1] 宁津生，王正涛.从测绘学向地理空间信息学演变历程[J].测绘学报，2017，46（10）：1213-1218.
[2] 康亚菊.土地测量中数字化测绘技术的应用管窥[J].北方经贸，2016（3）：95-96.
[3] 黄巍，缪远.点云-数字化测绘方法在宫庙建筑测绘中应用[J].福建建筑，2018（4）：141-144.
论文作者:梁石强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/9
标签：测量论文; 技术论文; 全站仪论文; 遥感论文; 碎步论文; 数据论文; 地物论文; 《基层建设》2019年第20期论文;