浅析现代测绘工程中的测量技术探讨

浅析现代测绘工程中的测量技术探讨

丁亚楠 

身份证号：23230119910816****

摘要：现代测绘工程在诸多领域发挥着关键作用，测量技术的不断发展和创新更是推动了其进步。本文深入探讨了现代测绘工程中诸如全球定位系统、遥感、地理信息系统和数字化摄影测量等常用测量技术。通过分析其原理、优势，阐述了这些技术在提高测量精度、效率和拓展应用领域方面的重要贡献。

关键词：现代测绘工程、测量技术、发展趋势

引言

在当今社会，测绘工程作为获取地理空间信息的重要手段，对国民经济建设、国防安全以及科学研究等诸多领域具有不可替代的作用。随着科技的迅猛发展，现代测绘工程中的测量技术也在不断革新和完善。现代测绘工程所涵盖的范围极为广泛，从土地资源管理、城市规划到大型基础设施建设等，都离不开精确、高效的测量技术支持。测量技术的进步不仅能够提供更为准确和详细的地理信息，还能极大地提高工作效率，降低劳动强度和成本。

1、现代测量技术对于国家经济发展的重要意义

1.1基础设施建设的精确保障：在桥梁、道路、高楼等大型基础设施建设中，高精度的测量技术确保了工程设计与施工的精确无误，减少误差带来的资源浪费，提升了工程质量与安全。1.2自然资源的有效管理：通过卫星遥感、地理信息系统等现代测量技术，可以精确评估土地、矿产、水资源等自然资源状况，为合理规划与可持续利用提供科学依据，支撑国家的环境政策与经济发展战略。

1.3农业生产的精细化管理：精准农业依托GPS定位、无人机测绘等技术，实现农田精准施肥、灌溉，提高作物产量与质量，减少化学投入品的过度使用，促进农业现代化和绿色发展。1.4工业制造的智能化升级：在智能制造领域，三维扫描、激光测距等技术的应用使得产品质量控制更为严格，生产流程更加高效灵活，促进了产业升级和经济结构的优化。

1.5地理空间信息服务的创新发展：现代测量技术还是地理信息产业的基石，为物流、交通、城市规划等领域提供了丰富的地理空间信息服务，推动了数字经济与智慧城市的发展。

2、现代测绘工程中常用的测量技术

2.1全球定位系统（GPS）测量技术原理和工作方式

2.1.1卫星星座：GPS系统由至少24颗卫星组成，这些卫星分布在六个轨道平面内，每个轨道面四颗，确保在全球任何地点、任何时间都能接收到至少4颗卫星的信号。

2.1.2信号发射：每颗GPS卫星都会持续发射包含其精确位置（星历）、时间戳以及用于修正大气延迟的校正参数的无线电信号。

2.1.3接收机接收信号：用户手中的GPS接收机捕捉来自不同卫星的信号。通过测量信号到达接收机所需的时间，可以计算出接收机到每颗卫星的距离。至少需要接收到4颗卫星的信号，才能通过三维空间定位算法（如三球交汇法）解算出接收机的精确位置。

2.1.4定位计算：接收机利用从卫星接收到的信号时间差，计算出到每颗卫星的大致距离，再结合卫星的确切位置，通过复杂的数学运算消除误差（如电离层延迟、多路径效应等），最终确定出接收机的经纬度、高度及移动速度。

2.1.5时间同步：GPS系统还提供高度精确的时间同步功能，所有卫星上都有高精度原子钟，确保了全球时间的一致性，这对于许多行业如金融交易、电力网络管理至关重要。

2.2遥感（RS）技术原理和工作方式

2.2.1信息采集：遥感系统通常搭载在卫星、飞机或其他飞行器上，传感器（如照相机、多光谱扫描仪、雷达等）从高空向下观测地球表面，采集电磁波信息。这些信息包括可见光、近红外、热红外、微波等多个波段的辐射能量。

2.2.2辐射传输与大气校正：电磁波在穿越大气层过程中会受到散射和吸收，因此，采集到的原始数据需要经过大气校正，即去除大气中水汽、气溶胶等对辐射的影响，以便更准确地反映地表特征。

2.2.3图像处理与分析：获取的原始遥感数据需经过一系列图像处理技术，如几何校正、增强、分类、镶嵌等，以改善图像质量，提取有用信息。其中，图像增强可以改善图像的视觉效果，分类则是将图像像素划分为不同的类别，如森林、耕地、水域等。

2.2.4信息提取与应用：通过对处理后的遥感图像进行深入分析，可以提取地表覆盖类型、土地利用变化、环境监测、灾害评估等多方面的信息。例如，通过比较不同时间的遥感图像，可以监测森林砍伐、城市扩张等现象。

2.2.5地理信息系统（GIS）集成：遥感数据常与GIS集成使用，GIS可以为遥感图像提供空间参照框架，实现空间分析、数据管理与可视化，从而为决策支持、资源管理等提供强有力的信息支持。

2.3地理信息系统（GIS）技术原理和工作方式

2.3.1数据采集：GIS首先需要获取地理空间数据，这包括通过地图数字化、遥感影像解译、全球定位系统（GPS）实地测量、以及从现有数据库导入数据等多种方式。

2.3.2数据管理：采集到的数据被组织和存储在GIS数据库中。这些数据包括矢量数据（点、线、面要素表示地理实体）和栅格数据（像素矩阵表示连续表面）。GIS系统具有强大的数据管理能力，能够处理海量空间数据，并保证数据的一致性和完整性。

2.3.3空间分析：GIS的核心功能之一是空间分析，即在地理空间框架下对数据进行处理，以揭示空间关系、模式和趋势。常见的空间分析方法有叠加分析、邻近分析、网络分析、地形分析等，这些分析能够支持决策制定、资源规划和环境管理等应用。

2.3.4地图制图与可视化：GIS能够将复杂的地理信息转换为直观的地图、图表和报告。用户可以根据需求定制符号系统、选择合适的投影方式，生成专题地图，展示特定的地理特征或分析结果。高质量的可视化有助于信息的有效沟通和理解。

2.3.5应用开发与模型构建：现代GIS平台支持用户开发定制化的应用程序和工作流程，以及构建复杂的空间分析模型。通过编程接口（APIs）和脚本语言，用户可以自动化处理任务，实现数据自动化更新、分析流程标准化等高级功能。

2.3.6空间决策支持：整合了上述所有功能的GIS，为政府、企业和科研机构提供了强大的空间决策支持工具。通过模拟预测、多准则评价、情景分析等手段，GIS帮助用户评估不同的决策方案，选择最优策略。

2.4数字化摄影测量技术原理和工作方式

2.4.1影像采集：使用专业数码相机或多镜头航摄仪从空中或地面拍摄连续覆盖的影像。这些影像可以是垂直拍摄，也可以是倾斜摄影，以获得地物更为丰富的视角信息。

2.4.2影像定向：这一过程包括内定向、相对定向和绝对定向。内定向校正由于镜头畸变引起的像点位移；相对定向确定同一拍摄时段内不同影像之间的相对位置关系；绝对定向则将影像坐标系与地面坐标系联系起来，引入地面控制点进行精确对齐。

2.4.3数字表面模型（DSM）生成：通过立体匹配算法，比较同一地物在不同影像上的视差，计算出地表点的三维坐标，进而生成数字表面模型，反映地形起伏和地物的高度信息。

2.4.4点云生成与处理：将影像匹配得到的大量三维坐标点集合成为点云，进一步处理可去除噪声、分类地面点和非地面点，为后续三维建模提供基础数据。

2.4.5三维建模与纹理映射：利用密集匹配技术在点云基础上生成精细的三维模型，并将原始影像的纹理贴合到模型表面，实现真实感的可视化效果。

2.4.6数据提取与分析：在三维模型或DSM基础上，可以进行各种测量工作，如长度、面积、体积计算，以及地形分析、变化检测等，为城市规划、灾害评估、自然资源管理等领域提供支持。

3、测量技术在现代测绘工程中的优势

3.1提高测量精度和效率：现代测量技术，如全球导航卫星系统、惯性导航系统、三维激光扫描以及数字摄影测量等，能够实现厘米级甚至更高精度的测量。同时，自动化和实时处理能力极大地加快了测量速度，减少了野外作业时间和后期数据处理周期。

3.2降低劳动强度和成本：相比传统的手工测量方法，现代测量技术大幅降低了对人力的依赖，自动化设备的使用减轻了工作人员的体力劳动，提高了安全性。此外，高效率带来的项目周期缩短和人力减少也有效控制了工程成本。

3.3拓展测绘工作的应用领域：随着技术的进步，测绘不再局限于地形图的绘制，它已广泛渗透到城市建设、交通规划、环境保护、灾害监测、文化遗产保护、农业精准管理等多个领域。比如，无人机摄影测量在复杂地形和紧急情况下的快速测绘，以及机载LiDAR在森林资源调查和滑坡监测中的应用，都是传统方法难以企及的。

结束语

综上所述，现代测绘工程中的测量技术在不断地发展和创新，为各个领域提供了精确、全面且高效的地理空间信息。通过对全球定位系统、遥感、地理信息系统和数字化摄影测量等技术的深入研究与应用，我们显著提高了测绘工程的精度和效率，拓展了其应用范围。

参考文献

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[2]曹洪伟.GPS测量技术在工程测绘中的应用探析[J].科技致富向导，2015.(5):188-188.