胡 璇
(江西省地質(zhì)局地理信息工程大隊,江西 南昌 )
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動了各行各業(yè)的改革和創(chuàng)新,尤其是近年來,我國已經(jīng)全面進(jìn)入信息化、數(shù)字化時代,各種先進(jìn)新型技術(shù)、手段被廣泛應(yīng)用于社會各行各業(yè),在工程測繪中也是如此。在工程測繪中應(yīng)用信息化測繪,不僅方便快捷,而且可保證測繪結(jié)果的可靠性、準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)測繪主要通過手工方式進(jìn)行,測繪時主要依靠人工進(jìn)行記錄,對所有測繪數(shù)據(jù)匯總后方可獲得最終的測繪結(jié)果。整個過程中需要投入大量的人力、物力以及資金作支撐。由于受到人為因素影響,測繪數(shù)據(jù)易出現(xiàn)偏差??梢?,在工程測繪中引進(jìn)和應(yīng)用信息化測繪,不僅可以避免傳統(tǒng)測繪中易出現(xiàn)的諸多問題,而且可以保證定位準(zhǔn)確[1]。
隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,推動了測繪行業(yè)向信息化道路發(fā)展。信息化測繪,作為現(xiàn)在新型的工程測繪技術(shù),其目的主要在于為利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),為工程測繪作業(yè)開發(fā)更加先進(jìn)的測量技術(shù),可以有效改善傳統(tǒng)工程測繪的效果,在實(shí)施信息化測繪過程中,應(yīng)與相關(guān)環(huán)境相結(jié)合,及時對工作進(jìn)行總結(jié),進(jìn)一步提升信息化測繪的工序標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而提升測量的精確度以及作業(yè)效率,進(jìn)而為了保障其測繪的服務(wù)水平能得到更好提升和保障。由此可見,把信息技術(shù)帶入到工程測繪工作中,能有效的增加工程測量方式的多樣性,為工程測量的全面發(fā)展提供了良好的空間,實(shí)現(xiàn)工程信息化有很大的意義,體現(xiàn)在以下兩個方面:
第一,工程全壽命周期管理不斷規(guī)范,能夠有效地降低企業(yè)在項目人力方面的投資。信息化測繪技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一種主動服務(wù),有效地改進(jìn)了傳統(tǒng)測繪技術(shù)的被動服務(wù)模式。而且,工程信息技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)工程中各種復(fù)雜工作按照合理的順序進(jìn)行,為工程測量的全面、高效發(fā)展打下堅實(shí)的基礎(chǔ),使各種工作之間的聯(lián)系更加緊密,保障作業(yè)人員之間的合理分配,進(jìn)一步提高工程測量服務(wù)的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)資源、工程圖紙和設(shè)計方案的準(zhǔn)確利用,提供準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
第二,信息化測繪背景下,現(xiàn)代測繪比傳統(tǒng)的工程測繪更先進(jìn)、更方便。運(yùn)用更有效、更方便的信息化測繪工具和方法,不僅可以簡化測繪工作流程,而且可以更有效地完成工程測繪工作,一個完善的科學(xué)知識體系使測繪高度準(zhǔn)確、預(yù)測性,實(shí)現(xiàn)隨時隨地、以任何方式為任何人服務(wù)的目標(biāo),在鞏固測繪支撐作用的同時,及時有效地總結(jié)工作成果,為工程測繪提供有效的支持,可以有效地提高測繪服務(wù)保障能力和服務(wù)質(zhì)量[2,3]。
工程測繪成果的準(zhǔn)確性和可靠性在工程建設(shè)計劃中起著決策作用,直接影響工程建設(shè)。傳統(tǒng)的工程測繪以人工為主,只能在目標(biāo)工程表面上采集數(shù)據(jù),而對于表面以下部分和動態(tài)部分,數(shù)據(jù)的采集和統(tǒng)計不可避免地存在誤差,導(dǎo)致在測繪過程中經(jīng)常出現(xiàn)測量結(jié)果不準(zhǔn)確的情況,從而難以保證測量數(shù)據(jù)的精度。在工程測繪工作中,科學(xué)應(yīng)用信息化測繪,該技術(shù)主要借助計算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析,進(jìn)行精密計算,可以實(shí)現(xiàn)對地形地貌等相關(guān)信息數(shù)據(jù)的有效采集,不僅極大提升了運(yùn)算效率,可以同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作,還能夠保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與合理性,因此,合理應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)以及相應(yīng)系統(tǒng),有利于直接形成三維模型,減少人力資源的投入,減輕測繪工作人員的壓力。與此同時,信息化測繪在實(shí)際應(yīng)用中可大大減少整個測繪過程中出現(xiàn)誤差的幾率,測量人員對儀器和軟件操作準(zhǔn)確,可以最大程度地保證測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性,提升測繪工作效率。
在傳統(tǒng)的測繪作業(yè)中,作業(yè)人員通常需要深入到工程現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,然后制定合理的測量計劃,再將測量設(shè)備運(yùn)到施工現(xiàn)場,然后深入到現(xiàn)場通過人工的方式獲取和記錄測繪數(shù)據(jù),這無疑增加了作業(yè)人員的工作量,同時也降低了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,而且有時還需要耗費(fèi)大量的時間來對測量對象進(jìn)行動態(tài)檢查,大大增加了作業(yè)人員的工作強(qiáng)度。如果需要統(tǒng)計測量點(diǎn)的動態(tài)數(shù)據(jù),測量人員需要在施工現(xiàn)場安營扎寨,通過長期的駐守觀察才能收集較為齊全的數(shù)控信息。在信息技術(shù)應(yīng)用的推動下,空間定位、衛(wèi)星和航空遙感、地理信息技術(shù)和地面綜合測繪技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。測量員只是把設(shè)備放在目標(biāo)地點(diǎn)。該裝置將實(shí)時自動將數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機(jī)終端,以及地理信息的生成、收集、分類、檢測、傳輸、存儲、識別等,通過信息技術(shù)自動獲得動態(tài)數(shù)據(jù),減輕了測量人員的工作強(qiáng)度。
信息化測繪是當(dāng)前數(shù)字化時代背景下非常重要的技術(shù)之一,在數(shù)據(jù)保存以及利用方面具有明顯優(yōu)勢。工程測量的目的主要是為工程建設(shè)提供數(shù)據(jù)信息,通過數(shù)據(jù)分析制定可行的工程建設(shè)方案,該技術(shù)在實(shí)踐中的合理應(yīng)用,有利于實(shí)現(xiàn)對整個測繪數(shù)據(jù)信息科學(xué)合理的保存和利用。更重要的一點(diǎn)是,可以直接通過計算機(jī)終端對測繪數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總、分析和處理,然后按照不同的類別對其進(jìn)行針對性的保存,避免數(shù)據(jù)丟失等問題。信息化測繪在具體應(yīng)用中能夠體現(xiàn)工程測繪結(jié)構(gòu)的實(shí)用性,在信息技術(shù)的保護(hù)下,以數(shù)據(jù)測繪的形式、內(nèi)容和成像,為測繪人員提供更快捷、方便的分析方法,為后續(xù)施工設(shè)計提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),為規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的施工提供可靠的測繪數(shù)據(jù)。
信息化測繪的應(yīng)用是基于計算機(jī)的。通過各種先進(jìn)的信息技術(shù),地理信息數(shù)據(jù)和資源得到了深入的利用和開發(fā)。此外,計算機(jī)測繪的效率和自動化程度高,因此,計算機(jī)的應(yīng)用不僅有利于相關(guān)軟件和信息技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用,而且能夠?qū)ΜF(xiàn)有的工程測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確合理的分析,包括測繪技術(shù)的數(shù)字化、測繪產(chǎn)品的數(shù)字化和信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化。在此基礎(chǔ)上,以計算機(jī)為載體的信息化測繪技術(shù)的應(yīng)用,結(jié)合各地區(qū)不同的地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn),有利于實(shí)現(xiàn)測繪底圖中相應(yīng)符號和顏色的自動匹配,有效地提高了測繪精度,未來的測繪工程必須利用信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)測繪現(xiàn)代化和科學(xué)化。
在五種信息背景下的工程測繪工作中,地理信息系統(tǒng)測繪技術(shù)在工程建設(shè)過程中起著非常重要的作用。地理信息系統(tǒng)測繪技術(shù)主要是指在計算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)的支持下,對城市地理環(huán)境相關(guān)信息的采集、存儲、管理、計算、分析、顯示和描述,這樣,施工相關(guān)人員能夠準(zhǔn)確、快速地掌握準(zhǔn)確的施工信息數(shù)據(jù),測繪技術(shù)措施的差異能夠從小區(qū)層面準(zhǔn)確到平方厘米層面準(zhǔn)確,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,易于避免數(shù)據(jù)錯誤的構(gòu)造,也能夠發(fā)現(xiàn)施工中不合理的問題,及時糾正,從而對提高工程效率起到很大作用。此外,地理信息系統(tǒng)測繪技術(shù)也有自己獨(dú)特的信息系統(tǒng)特點(diǎn),即定位功能,利用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)控制位置,這一功能有利于施工過程中發(fā)現(xiàn)問題,及時進(jìn)行地理定位,這是對任何出現(xiàn)的問題的快速解決。
隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用,傳統(tǒng)的測繪模式已不能滿足工程建設(shè)的需要。在現(xiàn)代眾多的測繪工作模式中,三維測繪技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。與地理信息系統(tǒng)測繪技術(shù)相比,三維測繪技術(shù)更具立體性和便捷性。它可以快速識別被測對象的幾何形狀和空間位姿,并快速傳輸被測內(nèi)容,將信息方法傳輸?shù)綄S糜嬎銠C(jī),最后通過高速、準(zhǔn)確、功能強(qiáng)大的智能計算,給出最佳的測繪數(shù)據(jù),從而有效地提高工程測繪的精度,同時也可以使施工人員提供準(zhǔn)確的參考依據(jù)。
3.3.1 原圖數(shù)字化
數(shù)字化技術(shù)在工程測繪中應(yīng)用時,必須結(jié)合實(shí)際需求,對工程測繪原圖展開針對性的數(shù)字化處理。數(shù)字化處理主要分為掃描矢量化、手扶跟蹤數(shù)字化兩種方式。無論是哪種方式,在經(jīng)過處理之后,必須要保證原圖在尺寸與比例等方面達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。由此可以看出,信息化測繪在實(shí)際應(yīng)用中測得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性相對較高。掃描矢量化處理方法在實(shí)際應(yīng)用中最明顯的優(yōu)勢是測繪效率高,可以保證數(shù)據(jù)的高精度。但在其他環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)原圖精確性下降的問題。針對這種現(xiàn)象,在原圖數(shù)字化處理過程中,矢量化的處理可以看作是應(yīng)急環(huán)境下的主要措施,即在原圖數(shù)字化處理的同時通過矢量化的方法對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充測繪,具有非常好的校準(zhǔn)效果。結(jié)合工程測繪的現(xiàn)狀,通常在測繪工作完成后要對測繪原圖展開針對性的數(shù)字化處理。此時,數(shù)字化的處理效果將會直接影響整個工程測繪圖紙編制的質(zhì)量及效果。因此,在工程測繪工作的具體開展中,要結(jié)合實(shí)際情況了解周圍的測繪環(huán)境以及測繪條件,這樣才能夠保證原圖數(shù)字化處理技術(shù)合理應(yīng)用。與此同時,還要有效控制整個測繪精度,提高測繪效率,保證實(shí)現(xiàn)原圖的數(shù)字化。
3.3.2 地面數(shù)字測圖
地面數(shù)字測圖對整個勘探結(jié)果的精度要求非常高,有利于保證地面數(shù)字測圖與地質(zhì)勘測結(jié)果的一致性。在這種形勢下,地面數(shù)字測圖的整體應(yīng)用效果較好,應(yīng)用范圍較廣泛。地面數(shù)字測圖在實(shí)際應(yīng)用中,可以當(dāng)做內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖中的一種,具有一定的代表性,適用性較強(qiáng)。在具體工作應(yīng)用中,針對實(shí)際測圖與國家制圖標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重不符的情況,或者是對工程測繪結(jié)構(gòu)精度要求較高的項目,應(yīng)用地面數(shù)字測圖最為適宜。地面數(shù)字測圖在整個工程測繪中的合理應(yīng)用,有利于從根本上保證地圖信息繪制的準(zhǔn)確性、可靠性,同時還可以在其他測繪方法中輔助使用[4]。
3.3.3 數(shù)字地球
數(shù)字地球是一種在計算機(jī)基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的系統(tǒng),以地理位置坐標(biāo)為基礎(chǔ),對涉及的經(jīng)濟(jì)、社會領(lǐng)域展開統(tǒng)一規(guī)劃,利于形成比較完整的框架體系。用戶可以根據(jù)自身的需求,利用數(shù)字地球?qū)Ω鞣N信息數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行查找和獲取。通過對數(shù)字地球進(jìn)行分析,不難看出其本質(zhì)就是把各種不同類型的信息整合到一起,具有非常明顯的復(fù)雜性、綜合性。要想信息化測繪在實(shí)際應(yīng)用中取得良好的效果,必須結(jié)合現(xiàn)實(shí)需求,協(xié)調(diào)各部門間的工作,保證測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性。更為重要的是為后續(xù)信息化測繪的應(yīng)用提供準(zhǔn)確可靠的信息數(shù)據(jù),這也是數(shù)字地球在優(yōu)化和完善時必不可少的重要支撐要素。
3.3.4 GPS技術(shù)的應(yīng)用
GPS技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用,對工程測繪工作的順利開展具有非常重要的推動作用。眾所周知,GPS技術(shù)本身的功能是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位,可為工程測繪結(jié)果的精確性提供保證。在工程測繪中,GPS技術(shù)可以將GPS定位功能作用徹底發(fā)揮出來,這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)GPS技術(shù)與衛(wèi)星之間的聯(lián)系,測繪人員可以直接根據(jù)實(shí)時有效的跟蹤結(jié)果獲取相對應(yīng)的測繪信息,進(jìn)而保證測繪結(jié)果的時效性和準(zhǔn)確性。
數(shù)字?jǐn)z影是現(xiàn)代信息技術(shù)中相對新穎的一項先進(jìn)的測繪技術(shù),主要結(jié)合了數(shù)字技術(shù)和攝影技術(shù),實(shí)現(xiàn)低空數(shù)字圖像的采集,以滿足大比例尺測繪、高精度城市三維建模等多種應(yīng)用。在傳統(tǒng)的測圖技術(shù)向攝影測量測圖技術(shù)轉(zhuǎn)變的過程中,已經(jīng)更新為數(shù)字?jǐn)z影測量測圖技術(shù)。
數(shù)碼數(shù)字?jǐn)z影測量結(jié)合電腦技術(shù)和相機(jī)功能,在圖像匹配、數(shù)字?jǐn)z影測量和圖像識別的條件下進(jìn)行數(shù)碼測繪。數(shù)字?jǐn)z影測量等技術(shù)可以非常直觀地將數(shù)據(jù)結(jié)合建筑原型繪制出來,形成直觀的三維圖像,為目標(biāo)工程數(shù)據(jù)信息提供四維模式的動態(tài)顯示。這樣的制圖方法可以節(jié)省大量的人力物力,同時也節(jié)省了時間和建設(shè)成本。由于建造業(yè)與其他行業(yè)不同,每個工程項目的投資都非常龐大,所以采用數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)節(jié)省的成本也非??捎^,我希望未采用數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)的建造業(yè)企業(yè)必須與時并進(jìn),在工程測量學(xué)和測繪工作中采用數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)。當(dāng)然,建筑物的質(zhì)量是最關(guān)鍵的,或者說取決于建筑物的質(zhì)量,而數(shù)字?jǐn)z影測量測繪技術(shù)也比傳統(tǒng)的測繪技術(shù)更加精確,有效地提高了施工過程的效率。
信息化測繪時代背景下,工程測量技術(shù)正在迅速地發(fā)展,為了滿足現(xiàn)代化工程測量的要求,進(jìn)一步提高工程測量工作的整體服務(wù)水平,那么建立健全完善的工程測量管理制度至關(guān)重要,能夠促進(jìn)多種技術(shù)的融合和發(fā)展,使得工程測量能夠更好地滿足現(xiàn)代化的需求。因此,在具體制度中,需要針對人員、原始測量資料、關(guān)鍵階段及儀器設(shè)備等加大管理力度,同時加強(qiáng)建立專門的工程測量技術(shù)研究體系、建立專門的人才培養(yǎng)機(jī)制等措施。通過制定科學(xué)合理的培訓(xùn)和考核制度,強(qiáng)化對管理人員和工程測量人員的管控;重視對測量儀器設(shè)備的管理和養(yǎng)護(hù),進(jìn)一步延長設(shè)備使用壽命,保證測量儀器設(shè)備的精確度;及時對原始測量資料進(jìn)行是歸檔處理,重視測量成果的審核;在關(guān)鍵階段要對檢查值、資料和點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)核,全面提高復(fù)測工作的有效性和科學(xué)性。
測繪技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新對于現(xiàn)代信息化測繪技術(shù)應(yīng)用的轉(zhuǎn)變和服務(wù)能力的提高,加快先進(jìn)實(shí)用的工程測繪技術(shù)的研究與開發(fā),采用多種科學(xué)方法,積極研究開發(fā)、推廣應(yīng)用具有重要意義。同時,在信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響下,我國信息技術(shù)的許多應(yīng)用發(fā)生了明顯的變化,工程測繪技術(shù)的發(fā)展也逐漸趨向現(xiàn)代化。積極推動工程測繪技術(shù)向信息化、智能化方向發(fā)展,系統(tǒng)地探索具體測繪技術(shù)的適用性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。例如,在工程測量技術(shù)的應(yīng)用中,工程測量技術(shù)的有關(guān)應(yīng)用管理者應(yīng)注重測量技術(shù)的應(yīng)用與信息化測繪技術(shù)的結(jié)合,將傳統(tǒng)測繪技術(shù)與專業(yè)測繪技術(shù)相結(jié)合,確保在二者結(jié)合的過程中,注重技術(shù)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性,創(chuàng)造新技術(shù),在新技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)施中,發(fā)揮穩(wěn)定的創(chuàng)新測量技術(shù),為提高工程測量的質(zhì)量和精度奠定良好的基礎(chǔ)。
工程測繪是一門專業(yè)學(xué)科和技術(shù),也是一項服務(wù)和解決方案。它不僅是測繪科學(xué)技術(shù)的重要組成部分,而且服務(wù)和貫穿于工程建設(shè)和管理的全過程。因此,在構(gòu)建信息化測繪系統(tǒng)的過程中,應(yīng)從支撐層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、功能服務(wù)層和應(yīng)用層入手,在系統(tǒng)的指導(dǎo)下,建立并逐步完善現(xiàn)代工程測繪系統(tǒng),包括工程測繪學(xué)科建設(shè)、科研、人才培養(yǎng)、業(yè)務(wù)開發(fā)和技術(shù)服務(wù)?;谛畔⒌臏y繪系統(tǒng)是在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、計算機(jī)信息系統(tǒng)和基于云的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)的快速處理和網(wǎng)絡(luò)共享。數(shù)據(jù)服務(wù)層是所有測繪產(chǎn)品的基礎(chǔ),為用戶提供必要的地理信息,包括位置信息、屬性信息、圖像數(shù)據(jù)信息和專題背景信息。功能服務(wù)層在支持層的基礎(chǔ)上,根據(jù)終端服務(wù)對象對數(shù)據(jù)服務(wù)層中的各種地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到專題地圖、三維模型、網(wǎng)絡(luò)要素等各種服務(wù)數(shù)據(jù)。完善測繪資料的服務(wù)保障。應(yīng)用層根據(jù)生產(chǎn)需求選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)功能服務(wù),通過數(shù)據(jù)共享信息平臺獲取測繪數(shù)據(jù)[5]。
綜上所述,信息化測繪作為數(shù)字化測繪的延伸和創(chuàng)新發(fā)展,在現(xiàn)代測繪領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作業(yè),尤其是在當(dāng)前信息化測繪體系的不斷完善的背景下,加強(qiáng)信息化測繪技術(shù)的應(yīng)用,不僅可以有效地提高測繪數(shù)據(jù)的精度,減輕工程測繪人員的勞動負(fù)擔(dān),而且可以更有效地為施工企業(yè)節(jié)省合理的人力物力。因此,使用數(shù)字?jǐn)z影測量亦可節(jié)省不少成本。在信息化測繪背景下搞好工程測繪,有利于施工企業(yè)的長遠(yuǎn)利益。另外,信息技術(shù)的出現(xiàn)給我國各行各業(yè)帶來了巨大的變化。工程測量行業(yè)作為我國的重要產(chǎn)業(yè),以數(shù)字技術(shù)體系為支撐,為工程測繪提供了許多嶄新的測繪手段,因此,相關(guān)企業(yè)也必須要做好信息化測繪背景下工程測繪工作,為進(jìn)一步拓寬工程測量的發(fā)展前景和發(fā)展領(lǐng)域做鋪墊。