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间的相互关系和发展变化,如航道和礁石、灯塔的关系,海港建设的进展,海流、水温的季
节变化等。它也是一项基础性和超前性工作,一切海上活动都离不开海洋测绘保障,特别是在
大力开发海洋、利用海洋的今天,海洋测绘的作用愈来愈重要。由于海洋区域与陆地区域自
然现象的重要区别在于分布有时刻运动着的水体,使它的测绘方法与陆地测绘方法有明显的
差别,因此陆地水域江河湖泊的测绘,通常也划入海洋测绘中。
关键字:早期发展海洋海洋测绘海上定位卫星遥感测量海图制图GPS定位
新进展
中图分类号:K928文献标识码:A
海洋测绘是测绘学的一个分支学科。从这个分支学科的名称,我们就可以清楚地知道,
海洋测绘的对象是海洋。尽管大海一片,由于海洋是由各种要素组成的综合体,因此海
洋测绘的对象可以分解成各种现象。这些现象可分成两大类,就是自然现象和人文现象。自
然现象是自然界客观存在的各种现象,如曲曲折折的海岸,起伏不平的海底,动荡不定的海
水,风云多变的海洋上空。用科学名词来说,就是海岸和海底地形,海洋水文和海洋气象。
它们还可以分解成各种要素,如海岸和海底的地貌起伏形态、物质组成、地质构造、重力异
常和地磁要素、礁石等天然地物,海水温度、盐度、密度、透明度、水色、波浪、海流,海
空的气温、气压、风、云、降水,以及海洋资源状况等。人文现象是指经过人工建设、人为
设置或改造形成的现象,如岸边的港口设施――码头、船坞、系船浮简、防波提等,海中的
各种平台,航行标志――灯塔、灯船、浮标等,人为的各种沉物―一沉船、水雷、飞机残骸,
捕鱼的网、栅,专门设置的港界、军事训练区、禁航区、行政界线―一国界、省市界、领海
线等,还有海洋生物养殖区。这些现象,包含有海洋地理学、海洋地质学、海洋水文学和海
洋气象学等学科的内容。
海洋测绘的早期发展
海洋测绘大致可分3个阶段:①20世纪30~50年代中期,开始对海洋进行地球
物理测量,包括海洋地震测量、海洋重力测量等。这阶段利用回声探测数据绘制海底
地形图,揭示了海洋底部的地形地貌;利用双折射地震法获取大洋地壳的各种地球物
理性质,证明大洋地壳与大陆地壳有显著的差异。②1957~1970年,实施了国际地球
物理年(1957~1958)、国际印度洋考察(1959~1965)、上地幔计划(1962~1970)
等国际科学考察活动,发现了大洋中条带磁异常,为海底扩张说提供了强有力的证据,
揭示了大洋地壳向大陆地壳下面俯冲的现象,观测了岛弧海沟系地震震源机制。③70
年代以后,广泛应用电子技术和计算机技术于海洋测绘中。
海洋测量的特点
海洋测量的对象是海洋,而海洋与陆地的最大差别是海底以上覆盖着一层动荡不定的、深浅
不同的、所含各类生物和无机物质有很大区别的水体。
由于这一水体的存在,使海洋测量在内容、仪器、方法上有如下明显不同于陆地测量的特点:
由于这一水体,使目前海洋测量只能在海面航行或在海空飞行中进行工作,而难以在水下活
动。因而在海洋水域没有居民地,也没有固定的道路网,除浅海区外,也没有植被。因此海
洋测量的内容主要是探测海底地貌和礁石、沉船等地物,而没有陆地那样的水系、居民地、
道路网、植被等要素,而且海底地貌也比陆地地貌要简单得多,地貌单元巨大,很少有人类
活动的痕迹。但这并不是说海洋测量比陆地测量要简单得多,相反,海洋测量在许多方面比
陆地测量要困难。
首先,水体具有吸收光线和在不同界面上产生光线折射及反射等效应,在陆地测量中常用的
光学仪器,在海洋测量中使用很困难,航空摄影测量、卫星遥感测量只局限在海水透明度很
好的浅海域。海洋测深主要使用声学仪器。
其次,由于水体的阻隔,肉眼难以通视海底,加上传统的回声测深只能沿测线测深,测线间
则是测量的空白区,海底地形的详测需要进行加密,或采用全覆盖的多波束测深系统,这就
会大量地增加测量时间和经费。
再次,由于海水是动荡不定的,这为提高海洋测量的精确性造成极大的困难。
海洋工程测量与陆地工程测量类似,在工程建设前和建成后都要进行测量。现以比较典
型的海洋工程测量项目――港口工程测量为例予以介绍;
港口工程建设前,需要进行选址、总体规划和技术设计等工作。其中码头选址不仅需要陆地
地形图,还需要许多海洋测量资料。因为码头打桩或开挖填筑基础,需要水深、底质、地质
构造、地震等资料;为了减轻建成后海浪冲击和泥沙淤积,需要有海流、波浪等水文资料;
为确定码头高度,还要潮汐、甚至于历史上的大潮和风暴潮的资料;另外,进出港航道、泊
地的选址,船坞、防波堤的建设,助航标志、系船浮筒的设置等都需要有大比例尺的水深测
量资料。由于港口大都建在河口、海湾等易变海区,建港所需的资料通常都需建港前实测。
海洋测绘学的新进展
全国政协十一届二次会议7日下午3时举行第二次全体会议,全国政协港澳台侨委员会副主
任陈明义在发言中呼吁,要像抓航天事业那样,大力推进海洋的探测与开发,我国的航天事
业已取得举世瞩目的成就,我们要像抓航天事业那样,大力推进海洋的探测与开发,做大做
强海洋产业,努力建设海洋强国。我们要努力去进展新的方向:
(一)海道测量。在海洋测深过程中,为解决回声测深仪波束角效应使记录的测深图像失真
问题,提出了波束角效应的改进模型及其改正算法。针对多波束测深数据集,采用改进的距
离反比权重算法和多细节层次模型技术来建立海底数字地形模型(DTM)。
(二)海洋重力场与磁力场测量。有关海洋重力的确定,首先研究了建立我国陆海新一代平
均重力异常数字模型问题:基于重力场的频谱理论,给出了扰动引力在全球平均意义下的功
率谱表达式;推导了垂线偏差同大地水准面差距偏导数的转换公式;推导了水平重力梯度边
值问题的级数解。
(三)空基海洋测绘技术。首先是重点研究了利用有理函数模型实现高分辨率卫星CCD影像
的单片定位的方法;其次是提出了一种遥感图像半自动提取建筑物的方法;第三是提出了一
种基于多分辨率小波高频特征系数的高光谱遥感影像亚像素目标识别方法;第四是针对
IKONOS高分辨率卫星影像处理中的不适应性,提出一种更为精确细致的图像融合方法――
自适应小波包分析法;第五是从测高卫星飞行轨道的规律出发,提出了采用“距离加权平均”
计算正常点海面高的新方法;第六是研究了观测卫星的选择对基线解算质量的影响,提出了
提高基线解算质量的人工选星的基线处理方法。
(四)海图制图与海洋地理信息工程。首先是提出了基于Circle原理和“优胜劣汰”思想
的地图综合新算法;其次是探讨了数字测图中的坐标变换方法,总结了一套作业思路和方法;
第三是提出了基于Flash技术制作多媒体电子地图的解决方案及实现过程;第四是研究了一
种由计算机自动生成Delaunay三角网的增点生长构造法;第五是实现了MapInfo图形数据
在IE中的显示与浏览,从而验证了用VML实现地理空间数据可视化的可行性。
参考文献:
1.《海洋测量学》――淮海工学院
2.《GPS定位与应用》――淮海工学院
3.海洋测量特点――国家测绘局国土司2007-09-24
4.中国经济网2009年03月07日
【关键词】无人机 滩涂测绘 数字正射影像图
中图分类号: V279 文献标识码: A
1 概述
海岸带地形图是以反映海岸带范围内自然和人工地形要素为主的地图。海岸带地形图具有地形图和海底地形图的属性。为适应沿海开发的需要,海岸带地形图向大比例尺和系列化发展,可与普通的地形图、海图配套使用,也可作为单一的图种独立使用。【1】近年来,随着相关技术的发展,海洋测绘装备的精度、效率、可操作性等方面有了较大提升,海洋测绘的工作方式也因此发生了较大的改变。但是海岸带存在大面积潮间带滩涂依然是测量的难点所在。这些滩涂往往成片存在,位时水深较浅甚至露出水面,常规行船水深测量方法难以实现,对于低潮位时出的淤泥滩面,由于淤泥质软,存在较大的安全隐患,难以直接利用GPS上滩进行人工跑滩测量。全站仪等相关观测设备也由于作用距离限制而无法实施。因此,宽阔的淤泥潮间带滩涂高程的获取已成为当前海洋测绘领域难点之一。随着超轻型飞行器、无人飞行器等低空飞行平台搭载小像幅数码相机的航空摄影技术研究和应用的不断深入,低空无人机数码航空摄影作为一种新的测绘手段已得到广泛应用。
2 无人机航摄系统介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”,主要是指小型固定翼无人机,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱,但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备,对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空,也可由母机带到空中投放飞行。回收时,可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆,也可通过遥控用降落伞或拦网回收,可反复多次使用。广泛用于侦察、通信、反潜、电子干扰等。
无人机分类
无人机可分为,“密码”无人机、多功能无人机、反导弹无人机、预警无人机、隐身无人机、微型无人机、空战无人机、航拍无人机、测绘无人机等。其中,航拍无人机是集成了高清摄影摄像装置的遥控飞行器,组成部分包括载机、飞控、陀螺云台、视频传输、地面站以及通话系统等,这种飞行器灵活方便,能快速的完成镜头的拍摄。
无人机系统构成
基于小型无人机遥感平台的摄影测量系统,主要由飞行控制系统、影像获取设备、通信设备、遥控设备、地面信息接收与处理设备、无人机飞行平台几部分组成。无人机平台主要采用玻璃钢和碳纤维复合材料加工而成,重量轻、强度大。以“华鹰”无人机数字航摄系统为例,无人机重20kg,长2.1m,翼展2.6m;系统配有姿态稳定平台,搭载经专业鉴定过的单反相机,具备姿态、速度和高速精确控制功能。该系统的航摄质量控制可达到的指标如下:
(1)航向重叠度:55%一80%可调,最大可设为80%;
(2)旁向重叠度:25%~50%可调,最大可设为50%;
(3)横滚、俯仰角:≤1.5°,旋偏角≤3°;
(4)航摄高度稳定能力:≤±5m;
(5)航线偏差:≤±3m。【2】
3 无人机在滩涂测绘中的作业实施
海岸带有其自身的特点,如海岸线曲折多变、滩涂种类性质多样、各处潮汐差异较大等,使得海岸带航测作业面临很多的问题,需要制定相应的作业流程。低空航摄操作大致可分为航摄方案设计、、航摄影像数据内业处理3个步骤。
航摄方案设计阶段需要进行资料的收集与整理,对航测区域的海岸带质地、开发现状、地貌、地形、滩涂情况和植被情况进行调查;在此基础上,进行像控点的布设及测量,设计出一套最优化的航摄方案。航摄方案设计需满足一定的航摄地面分辨率,这种分辨率下的影像清晰、质量好,能准确确定出海水与滩涂的分界线,即水边线。航摄线路飞行应选择阳光照射充足的中潮位时间段内进行航摄,保证影像质量,并且根据潮汐预报即时潮位信息。
作业完成后,应结合飞行记录尽快对获取的影像数据质量进行检查,主要包括:影像重叠度、相片旋偏角、航高差、航迹线吻合度等。航摄影像数据的内业处理由原始航摄影像数据经内业纠正、处理后最终得到数字正射影像(DOM)等多种类型成果。
像控制点的布设原则,单航带即可覆盖测区时,一般每隔3―4条基线布设一对平高控制点。若单航带难以覆盖测区范围,采用区域周边布设平高点方式,沿航向间隔3―4条基线布设一个平高点,沿旁向间隔航线布设一个平高点,区域中心布设一个平高点。控制点要均匀分布在全部影像区域,特征要固定而且明显,并且数量足够。每张像片上控制点的数量原则上6个点,一般不少于4个点,并分布在与相邻像片之间的重叠区域内。现有的无人机单航带覆盖宽度范围大约700m,满足我国大多数的海岸带地形大比例尺测图宽度要求。
4 无人机应用于滩涂测绘的意义及评价
无人机航摄技术应用于滩涂测绘,对保证整个测区数据获取的完整性具有十分重要的作用,不仅大大提高了海岸滩涂测量的工作效率,同时从数据源上可解决海图与地形图在海岸带区域的不一致性问题。无人机航摄是在像片上进行量测和解译,无需接触滩涂本身便可摄得滩涂现状的瞬间影像。此外,利用无人机进行航摄不存在机场调机问题,从而大大地节约了飞行成本,同时无人机数字航摄系统具有轻便、快捷、灵活机动等特点,且无人机数字航摄系统具有抗6级风的能力,从而对飞行要求大大降低,为测绘数据的快速实时获取与更新奠定了基础,特别适用于小范围大比例尺的测绘任务。
同时,无人机航摄技术在滩涂测绘应用中也存在一定的局限性,目前利用无人机进行低空航摄测绘大比例地形图,其平面精度完全能够满足精度要求,这已在行业内经过多次验证,并得到公认。而其高程精度低于平面精度,难以满足海洋测绘与滩涂资源调查高程的精度要求。对此问题采取一系列解决办法,例如采用无人机结合验潮获取滩涂高程等技术手段,平面位置由无人机影像成果控制,高程由验潮站进行潮位控制,即可将高程精度提高,以满足需求。提高航测高程精度,将是无人机航摄技术在滩涂测绘应用中研究的重点。
结束语
无人机航空摄影测量技术的出现,实现了航空摄影测量和常规测量的完美结合,两种测量方法相结合进行海岸地形测量,是传统技术方法的一次重大突破。无人机航摄技术是信息化测绘技术体系建设中实时化数据获取体系的重要内容,是现有航空航天影像获取体系强有力的补充,是应对突发事件测绘保障的重要手段,是重点区域监测地理国情的基本工具,是地理信息快速更新的重要途径。【3】利用无人飞机航摄系统制作的大比例尺数字正射影像图(DOM)、数字线划图(DLG)、数字高程模型(DEM)及三维景观模型等系列成果,这些成果在应急抢险、灾后重建、新农村建设、数字城市建设、地理国情监测以及工程建设等领域具有重要作用。
参考文献:
[1]韩凌云.海岸带地形测绘技术的改进[J].海洋测绘,2002,(03):42-43.
关键词:海洋水深测量;DGPS水下立体定位系统;应用
海洋测量学是研究海洋和陆地水域的测量和绘图的科学。测量学的任务就是用各种测量仪器、测量技术和方法来确定地面点的位置,为国民经济各部门服务。海上定位是海洋测绘中最基本的工作,由于海域辽阔,海上定位可根据离岸距离的远近而采用不同的定位方法,如光学交会定位、无线电测距定位、GPS卫星定位、水声定位以及组合定位等。利用GPS技术进行海洋精密定位及水深测量具有很大的优越性,具有推广价值,尤其在内陆水域及近海海洋测量中应用前景良好。差分全球定位系统(Differential Global Position System,简称DGPS),是在GPS的基础上利用差分技术,使用户能够从GPS系统中获取更高的精度。
一、海洋测量的特点
海洋测量的对象是海洋,而海洋与陆地的最大差别是海底以上覆盖着一层动荡不定的、深浅不同的、所含各类生物和无机物质有很大区别的水体。由于这一水体的存在,使海洋测量在内容、仪器、方法上有如下明显不同于陆地测量的特点:
由于这一水体,使目前海洋测量只能在海面航行或在海空飞行中进行工作,而难以在水下活动。因而在海洋水域没有居民地,也没有固定的道路网,除浅海区外,也没有植被。因此海洋测量的内容主要是探测海底地貌和礁石、沉船等地物,而没有陆地那样的水系、居民地、道路网、植被等要素,而且海底地貌也比陆地地貌要简单得多,地貌单元巨大,很少有人类活动的痕迹。但这并不是说海洋测量比陆地测量要简单得多,相反,海洋测量在许多方面比陆地测量要困难。
首先,水体具有吸收光线和在不同界面上产生光线折射及反射等效应,在陆地测量中常用的光学仪器,在海洋测量中使用很困难,航空摄影测量、卫星遥感测量只局限在海水透明度很好的浅海域。海洋测深主要使用声学仪器。但是超声波在海水中的传播速度随海水的物理性质,如海水盐度和温度等的变化而不同,这就增加了海洋测深的困难。
其次,由于水体的阻隔,肉眼难以通视海底,加上传统的回声测深只能沿测线测深,测线间则是测量的空白区,海底地形的详测需要进行加密,或采用全覆盖的多波束测深系统,这就会大量地增加测量时间和经费。
再次,由于海水是动荡不定的,这为提高海洋测量的精确性造成极大的困难。
最后,目前海洋测量的载体主要是船舶,而船舶的续航力很有限,出测又受到天气和海况的限制,全球海域又如此广大,因此详测全球海域需要漫长的时日。
二、DGPS水下立体定位系统在海洋测量中的应用
差分全球定位系统(Differential Global Position System,简称DGPS),是在GPS的基础上利用差分技术使用户能够从GPS系统中获取更高的精度。DGPS的实质是把一台GPS接收机放在已精确测定其位置的点上,组成基准台。基准台接收机通过接收GPS卫星信号,测得并计算出到卫星的伪距,将伪距和已知的精确距离相比较,求得该点在GPS系统中的伪距测量误差,再将这些误差作为修正值以标准数据格式通过播发台向周围空间播发。附近的DGPS用户接收到来自基准台的误差修正信息,以此来修正自身的GPS测量值,从而大大提高其定位精度。差分技术的基础是:在同一地区内,GPS缓慢变化的系统误差,包括选择可用性(SA)误差,对基准台及其邻近用户的影响是相同或相近的。应用差分技术可有效地削弱SA、电离层延迟、大气层延迟、星历误差、卫星钟误差,达到米级定位精度。
DGPS水下立体定位系统包括主要包括差分GPS定位系统、GPS浮标系统、水下收发机系统、船基控制中心系统几个部分。其中差分GPS定位系统能够实时提供GPS浮标的坐标,作为水下收发机位置解算的基准数据。GPS浮标系统是用来检测、接收水下收发机发送的定位信号,精确测量水声信号到达的时间,并将其数据通过电台发送到系统控制中心。水下收发机系统主要产生定位信号并根据控制中心指令控制定位信号的发射。船基控制中心包括多通道浮标接收机和数据处理工作站,负责整个系统的监视、水下收发机的定位解算和命令控制等。
水深测量中,测定水底点至水面的高度和点的平面位置的工作,是海道测量和海底地形测量的一个中心环节。深度测量为连续测得水深,必须选择适当的测深线间隔和方向。探测航行障碍物时,应适当缩小测深线间隔或放大测图比例尺。测深线方向一般与等深线垂直。港湾地区的测深线方向应垂直于港湾或水道的轴线。沿岸测量中,测深线的布设,在岬端处应成辐射状,在锯齿形岸线处应与岸线总方向成45°。水底平坦开阔的水域,测深线方向可视工作方便选择。江河上可根据河宽和流速,布设横向、斜向或综合的测深线。
为评定水深测量成果的精度,测区内应适当布设检查线。检查线与测深线相交处两次测得的深度之差不能超过规范的要求。另外,还须检查与邻图拼接处相对应水深的符合程度。对其中相差较大或存在系统误差的深度点,要找出引起误差的原因,一般海底平坦处着重从测深方面检查,在海底地貌变化较大处,着重从测深点定位方面检查,作出正确结论,适当处理。
总之,利用GPS技术进行海洋精密定位及水深测量具有很大的优越性,差分全球定位系统(DGPS),是在GPS的基础上利用差分技术,使用户能够从GPS系统中获取更高的精度,尤其在内陆水域及近海海洋测量中具有良好的应用前景。■
参考文献
[1]顾斌;董杰;董妍;李菲菲;GPS在海洋测绘中的应用[J];科技风;2010年03期
[2]赵建虎;李娟娟;李萌;海洋测量的进展及发展趋势[J];测绘信息与工程;2009年04期
关键词:海洋测绘水下地形 平面定位 水深测量
中图分类号:P24 文献标识码:A
1 概述
同陆地一样,海洋与江河湖泊开发的前期基础性工作也是测绘。不同的是,海洋测绘是测量水下地形图或水深图。兴建港口、水上运输、海上采油、海底探矿、海洋捕捞,发展水产、海域划界,海战保障、监测海底运动,研究地球动力等任务都需要各种内容的水下地形测量。 水下地形测量主要包括定位和测深两大部分。定位的作用是不言而喻的,目前的水上定位手段有光学仪器定位、无线电定位、水声定位、卫星定位和组合定位。[1]平面位置的控制基础主要是陆上已有的国家等级控制点,卫星定位如采用差分方式,其岸台亦多采用已知控制点,以求坐标系统的统一。水上定位同时, 测量水的深度是确定水下地形的重要内容。测深与定位是必须瞬时同步进行的工作,都是描述水底地形的要素。但规范规定的测深中误差要求却不是一个定值,而是随着使用方法不同、所测深度不同以及是否感潮水域而有不同的精度要求。
2 水下地形测量技术
2.1 水下地形测量的发展历史
水下地形测量的发展是与测深手段的不断完善紧密相连的。在回声测深仪问世之前,主要的测深工具是测深铅锤和测深杆。这种测深方法不仅精度很低,费时费力,而且对于测量现场的要求很高,例如为了保证精度测量的水深不能过深,测量只能在测船停泊的时候进行定点测量,风浪对测量精度的影响非常大。20世纪60年代, 出现了侧扫声纳, 可探测船一侧( 或两侧) 一定面积海域内的水下障碍物和水底地貌,可以取得类似于航摄效果的水底表面声学图像。20世纪70年代, 又出现了多波束测深系统, 它能一次给出与航线垂直的平面内几十个甚至百余个海底被测点的水深值, 形成一定宽度的全覆盖的水深条带, 可以比较可靠地反映出水下地形的细微起伏, 比单一测线的水深测量确定水下地形更真实。目前,多波速测深系统正向小型化发展,适用浅水海域和简易船只的新产品已经有售。20世纪80年代以后, 又推出了高效率的机载激光测深系统, 激光光束的高分辨率能获得海底传真图像, 从而可以详细调查海底地貌和底质。美国国防制图局于1990年研制的ABS机载水深测量系统, 除包括一台激光测深仪外, 还有一台多光谱扫描仪和一台电磁剖面仪, 能够在各种环境条件下, 在飞机上利用激光、光谱和电磁测量几种方法互补快速测制沿海的水下地形图。这些手段一般可测深30~50m,精度在±0.3m左右。目前, 还可以利用卫星上安装合成孔径雷达(SAR)等设备对海面遥感摄影, 通过对照片处理确定水深。需要强调的是,以上水深测量得到的瞬时值存在着仪器、潮汐等因素的影响。因此,需在数据后处理中加入相关改正,并归算至统一的高程基准面。为了与陆上地形图实现拼接,水下地形图宜采用与陆地统一的高程基准。而为航海服务的海图通常采用理论深度基准面, 它和平均海面相差一个常数。国外少数国家,在水下工程施工前, 还利用潜水器携带水下立体摄影机获取水下地形的立体相片,或者利用高分辨率声学系统采取全息摄影技术测量水下地形。在特殊地区还可利用水下经纬仪、水下激光测距仪、水下气压水准仪和水下液体比重水准仪、水下电视摄影系统测量水下地形。
2.2 水下地形测量方法
2.2.1 测深仪的选择
当前常见测深主要靠回声测深仪进行。利用水声换能器垂直向下发射声波并接收水底回波, 根据回波时间和声速来确定被测点的水深, 通过水深的变化就可以了解水下地形的情况。[2]为提高发射功率,改善方向性,回声测深仪的换能器从单个发展到多个;为扩大探测面积,从单波束发展为多波束,他能一次给出与航线相垂直的平面内几十个海底被测点水深值,或者测出航线一定宽度的全覆盖的水深条带。并应用了计算机和数字显示技术,提高了精确度,扩大了使用范围。
测深仪的测深精度与测深仪的固有误差、水温、水深、河床类型等因素有关,而与比例尺无关。实际测深精度为:
δ2深度比例误差=h深度 * 1/100
δ实际定位=[(δ2测深仪固有误差+δ2深度比例尺误差+δ2湿度+δ2盐度+…)/n]1/2
从公式可以看到,测深精度的主要误差源在于深度比例误差,因而在选择设备时,应尽量选择大量程、高灵敏度的测深仪。测深仪机型可分为单频测深仪和双频测深仪。单频测深仪可满足一般的深度测量需求,但对于兼有淤积、土方计算类型的测量就变得困难,因后者水深测量需要测定两个深度,一个为表层深度,另一个为积岩深度,故只有用具有两个不同探测频率的双频测深仪才可实现。[3]
2.2.2 常规水下地形测量
常规水下地形测量的工作包括测深、定位和水位观测三部分内容。首先在河道两岸建立一定密度的控制点,布设一定数量的水位站,要考虑到水位站的控制范围与测深精度、瞬时水位差、水位改正模型之间的关系,水位站的密度必须满足控制范围内内插后的水位精度。具体作业时运用GPS和导航软件对测深船进行定位,并指导测深船在指定测量断面上航行,导航软件或测深系统每隔一个时间段自动记录观测数据。测量数据处理主要包括坐标转换、声速改正、水位改正、时间同步改正、地形图生成等。
2.2.3 无验潮模式下GPS-RTK水深测量
常规的水下地形测量是用GPS测定水底点的平面位置,利用测深仪测定水深,通过对潮位、测船吃水等参数的改正,得到定位点高程。但是由于水面比降、潮汐等影响,使验潮站之间与待测位置之间的距离受到一定的限制,必须设置验潮站测量水位,推算潮汐传播规律。由于快速逼近整周模糊度技术的出现和不断改进,整周未知数可以迅速确定,从而保证了GPS实时载波相位差分(RTK)可以在动态环境下,实时地以厘米级的精度给出用户站的三维坐标。采用RTK技术可实时精确求得测定两点之间的相对高差,通过该高差可反算出流动站GPS相位中心的高程,该高程同基准站具有相同的高程基准面。但RTK得到的是WGS84坐标系中的高程,属于大地高程系统。如果能将该大地高转换成正常高或正高,就可以直接确定水下地形点的高程而无需进行验潮,因此称之为免验潮的水下地形测量。该测量方法摈弃了传统水下地形测量对潮位观测的严格需求,直接获得水底点高程,操作和实施方便、快捷。但上述方法同传统的测量方法一样,存在着船体姿态对测量成果精度的影响。在水面条件平稳情况下,姿态对测量精度影响较小;反之,影响较大时,必须进行测量和补偿。[4]
3 结语
随着计算机技术、空间技术和通讯技术的飞速发展,水下地形测量装备正在朝着系统功能更加集成化,系统外观更加小型化和轻便型方向发展。随着测量理论研究和测量手段的变化,测量精度将明显提高。具有面状测量功能的多波速测量系统将被广泛应用,各种水声校准设备的使用也将提高声纳设备的测量精度。数据采集和处理软件将得到进一步的发展,功能将满足不同用户的特殊要求。整个系统的简化和发展,使水下地形测量有着更加光明的未来。[5]
参考文献:
[1] 梁开龙. 水下地形测量[J]. 测绘通报, 2001,(06):16.
[2]于岱峰,李良良,李登富. 新旧水下地形测量方法浅析[J]. 山东建材, 2008,(02):63~65.
[3] 周军根. 水下地形测量技术方案的探讨[J]. 四川测绘, 2003,(03):137~140.
[4] 路武生. 水下地形测量原理与方法研究[J]. 科技创新导报, 2009,(26):191.
【关键词】GPS;海洋测量精密定位;水深测量;数字测深仪;差分定位技术
随着经济的繁荣以及社会的巨大发展,人类认识和改造自然的能力在不断增强,对于这样的进步,人类不再满足于对于陆地的探索,对于海洋的关注也越来越深入。在大海的考察和测量之中,我们能够比较深入的对人类无法触及的海洋领域进行了解,进而开发出有利于人类进步和发展的海洋资源,促进人类的进步。本文通过海洋测量技术的深入分析,最后给出了关于海洋测量的一些体会,希望对于海量测量事业提供一定的帮助。
1、在海洋的测量中关于测量基本技术的具体运用
GPS测量技术在海洋探索的测量事业当中得到了广泛的使用,能否将这项事业贯彻进去,能否灵活进行运用关系着对于能否促进海洋事业的发展起到重要的作用。关于GPS技术的具体运用有很多需要注意的事项,具体有以下四个方面:第一,需要的海洋测量的过程中考虑安全问题,在对海洋的探索过程中,安全问题是最重要的问题,如果没有很好的安全保障是无法对工作进行开展的,所以海洋测量事业首先需要注意的问题就是海洋测量的安全问题。第二,需要注意对于GPS技术的数量操作,对于掌握这门技术的工作人员,需要对工作进行综合的把握,将不熟悉的事项进行一一了解,在工作当中能够灵活运用。只有娴熟的工作技能才能够在工作当中将这一技术进行贯彻,熟练的技术是海洋测量的重要内容。第三,在海洋测量的过程中,需要运用对计算机技术进行灵活掌握,只有熟练的计算机技术才能够将工作落实下去,所以工作流程和工作的方法是海洋测量中非常重要的内容。在具体的工作当中需要将所有的工作内容非常熟悉的掌握只有数量的工作方式才能够促进工作高效有序完成,促进工作的进一步发展。
2、关于GPS技术测量水深具体办法的介绍
2.1关于基本的水深测量技术
多波束水深测量系统是关于水深测量技术的基本的操作方法。只有将这项技术进行系统掌握才能够促进睡神来测量技术的发展。相对而言,这项测量水深的技术对于水深测量更加实用,更加能够促进水深测量技术的发展。在具体的操作流程当中需要对这项技术进行研究,将工作内容进行系统的规划,只有完善的工作规划才能够促进水深测量技术的深入应用。在工作当中需要对水深测量的具体工作进行统一的调配,将适合的岗位匹配给适合的工作人员,只有合适的工作搭配才能够促进GPS定位系统的深入广泛的应用。因此,水深测量技术这一方面对于工作人员的工作开展有很大的帮助,能够促进海洋探索事业的进步。
2.2关于数字测深仪和GPS技术应用的介绍
2.2.1水深测量的作业方法和应用措施
(1)关于对海洋水深进行测量的准备工作:第一,首先需要对工作人员的工作技能和工作状态进行把握,只有合理的工作流程才能够促进水深测量技术的发展。
(2)对于数据的收集和整理。关于在具体的数据收集中需要注意对于GPS技术的合理操作,对于掌握这门技术的工作人员,需要对工作进行综合的把握,将不熟悉的事项进行一一了解,在工作当中能够灵活运用。只有娴熟的工作技能才能够在工作当中将这一技术进行贯彻,熟练的技术是海洋测量的重要内容。只有娴熟的操作技术才能够保障数据的准确和可靠。
(3)关于数据的分析。只有对工作人员的基本情况有比较大的了解才能够促进工作的发展。在数据分析方面需要有关的人员对工作的基本内容进行全面的掌握并负责和耐心的将数据进行归类和整理。在工作当中需要对水深测量的具体工作进行统一的调配,将适合的岗位匹配给适合的工作人员,只有合适的工作搭配才能够促进GPS定位系统的深入广泛的应用。在数据分析方面需要分配合适的数据研究人员和数据分析人员。
2.2.2关于GPS-RTK水深定位分析研究
采用动态GPS-RTK方法,先参数求解,再进行坐标比对。将基站摆设在地势较高的山头或房顶上,移动站实地测得各个已知点的坐标,用坐标转换软件求解出测量范围内坐标系的转换参数(四参数)。
3、水深测量误差来源及精度分析
水深测量工作中采用无验潮方式时,由于RTK高程的可靠性、船体的摇摆、同步时差、采样速率等因素会极大地影响测量结果精度,这些误差要比RTK定位误差高出很多,这一情况严重地制约了提高无验潮方式水深测量精度。
3.1RTK高程可靠性
在测量水深的过程中,RTK高程的可靠性问题是一个不可避免的问题。在作业之前,可以比较人工水准观测与使用RTK测量的水位,对其可靠性进行判断。要想保证作业的精度,可以利用已经采集的RTK高程信息数据,提前绘制水位曲线图。对曲线的平滑程度进行仔细的分析,寻找RTK高程是否存在部分点或单个点急剧降低或升高的情况,然后对个别高程点出现的错误信息进行修正。
3.2船体摇摆姿态和动态吃水的修正
可用电磁式姿态仪修正船的姿态,修正包括高程的修正和位置的修正。船的航向、纵摆和横摆等参数都可以通过姿态仪可输出,借助专用的测量软件可以修正这些参数。动态吃水改正是船体自重下沉加上测深船的静态吃水深度和颠簸的总和,得到的是一个不定值,往往都是平均值。
3.3延迟级采样速率造成的误差
瞬时采集的密度和精度受到GPS定位输出更新率的影响。目前,采用RTK方式一般情况下都可以达到20HZ的GPS输出率,而不同品牌的探测仪在输出速度上存在很大的区别。数据输出的延迟也差距很大。因此,水深数据的测量时刻和定位数据的定位时刻的时间差导致定位延迟。可以在校正延迟中进行修正,修正量可以使用经验数据,也可以利用计算斜坡上往返测量结果得到的数据。
4、GPS技术应用于海洋测量的几点体会
(1)GPS技术的精度较高,且作业不受距离的限制,适用于大规模水下地形监测等多种海洋测量应用中。
(2)GPS技术极大提高了海洋测量的成果与质量,且不易受到人为因素的影响。整个操作过程全部采用电子技术和计算机技术,可实现自动记录、自动平差计算、自动数据预处理。
(3)在海洋系统的建设测量中,也可直接应用GPS技术进行实地、实时放样,以及导线控制测量、点位测量等。
(4)目前,GPS技术主要应用于定位与导航,但是GPS高程测量的精确度比较低,应用范围狭窄。因此,提高GPS高程测量的精确度,是未来发展的关键。
5、结束语
在海洋精密定位和水深测量工作中,利用GPS技术有着极大的优势,具有很高的应用价值,应该广泛的进行推广。特别在近海海洋和内陆水域测量中有着广阔的发展前景。在利用GPS技术的过程中,还需要对船只在水深测量的吃水改正、浪涌改正、姿态改正,以及测深仪测深时与导航定位软件记录数据的同步性等方面进行深入的研究,更好地为我国的海洋资源的开发工作服务。
参考文献
关键词:工程测绘;GPS测量;基本特点;技术应用;分析研究
GPS也即是全球定位系统,主要包括接收装置以及环球通讯卫星两部分硬件组成,以卫星无线电精确的导航定位系统为基本工作原理,可以为使用者提供精确的时间、导航以及三维坐标,最先开始主要应用于军事方面。近年来随着GPS技术的不断创新与发展,凭借其高效率、高精确、高智能化等特点被广泛应用于社会生产以及人们的日常生活的边边角角。工程测绘中GPS测量技术的引入为我国的工程测绘领域创造了新的发展平台,极大的提高了工程测绘技术水平,在工程变形的监测、水下工程测绘、大地控制网点测定以及房地产测绘中均发挥了重要作用。
1 GPS测量技术的基本特点
GPS测量技术在传统的测量技术基础上引进了大量的现代化先进电子技术,在测量功能以及测量技术方面都有明显的提高,具有应用范围广,定位精确,操作简便,智能化、自动化及集成化程度高等优点,测量效率以及测量精度极高。
1.1 功能多样化,应用范围较广
GPS技术不仅可以为用户提供精确的三维置坐标,具有测量以及位置导航功能,同时还可以为用户提供精确的时间和速度方面的完整信息,具有测时、测速的功能。随着GPS技术的不断发展与完善,这些功能也被逐渐应用到工程测量、海洋测绘、大地测量以及航空摄影测量等领域,应用范围有了很大的扩展。
1.2 定位精确
经大量的工程测绘实践证明,GPS的定位精度较传统定位方式有了显著提高。(1)在静态相对定位模式测量中:若基线
1.3 操作简便
现代化的GPS测量技术不断的引进各种先进科学技术手段,极大的提高了GPS技术的智能化、自动化及集成化程度,操作方法也非常的简便。在实际的工程测量过程中,只需要工作人员了解仪器的安装、基本的连线、气象数据收集以及天线高度的量取等简单内容即可,GPS仪器会自动进行卫星定位、跟踪观测并及时记录等内容,工作人员只需要负责维护监测仪器的正常运行。因此对工作人员的专业要求并不会太高,也可以减少由人为失误造成的误差。
1.4 测量速度快
现代的GPS测量技术在15-20min内可测量20km范围内的相对静态定位;在快速测量静态定位时,在2min内即可观测到15km内每个基准站和流动站的定位,同时在初始化的流动站观测后可马上进行实时定位跟踪,只需要几秒钟就可以观测到每个流动站的位置。
1.5 全天候测量
外太空中存在不计其数的由地球发射的卫星,并且各卫星之间呈现均匀分布状态,基本上地球的每一个角落都被覆盖在内,因此GPS这种全球定位系统不限制时间和地点都可以进行测量。而且除了会偶尔受到雷雨天气等极其恶劣的气象影响,测量工作在其他气象环境条件下均可正常。
2 工程测绘中GPS测量技术的应用研究
2.1 在工程变形监测中的GPS测量技术应用
在工程施工建设以及人们使用的过程中,常常会由于一些人为因素或者自然的外界因素导致地基发生变形甚至是位移,刚开始人们很难通过肉眼直接观察到这些轻微的变形或者位移变化,当人们肉眼可观察到时说明工程变形的程度已经极其严重,需要进行大范围的维护、修补,不仅需要大量的资金投入,同时也会消耗大量的人力资源。在日常生活中,最常见的工程变形包括建筑物的变形和沉降、大坝变形、因资源开采引起的地面沉降等,GPS测量技术具有高精度的三维定位功能,可作为各种工程变形及建筑物位移的重要监测手段。比如在大坝变形的监测工作中,大坝变形主要是由于水负荷的重压所致,一旦出现大坝变形现象,会造成严重的后果,因此必须采取连续、精密的实时监控。GPS测量技术的精密定位可实现高程度的智能化和自动化监控,可以快速、精确的收集大坝变形的数据,测绘的精确度可控制在1.0-0.1PPm,从而确保测量结果的安全性和准确性。
2.2 在水下工程测绘中的GPS测量技术应用
在码头和海岸的施工设计、海洋资源的开发利用、航道的整治以及海港建设等多种海洋工程建设过程中都需要定位极其精确的水下地形测绘图,在水下地形图的测绘过程中,必须对平面位置的三维坐标和具体的水深程度进行精密测量。传统的测量技术主要采用三应答器、经外侧距仪以及经纬仪等设备来测量平面位置的三维坐标,采用测探仪来测量具体的水深程度,测探仪的工作原理主要是利用超声波进行测定,因此必须借用潮位移来测量潮位来校正水深测量值,最后再得到水下地形的高度。这些操作设备、步骤和方法对操作人员的专业要求极高,且非常的复杂,使用极为麻烦。在水下工程测绘中应用GPS测量技术,平面位置的三维坐标定位测量即快速,又精确,同时可利用实时定位以及实时分差定位功能进行大比例尺下的工程进行地形测绘。在实际的测绘过程中,可将潮位移、差分GPS接收设备以及测探仪共同组合成水下测绘的完整系统,工作者即可通过导航监视器来实时监测航向并进行及时的修正,操作简便,可提高测绘的工作效率。
2.3 大地控制网点测定中GPS测量技术应用
我国大地控制网点的测定中最早便在1991年开始应用GPS测量技术,当时的主要作用是采用GPS的高精度三维坐标定位技术对我国的基础控制网进行重新测量,常用的大地控制网点测定工具还包括测角及测距等常规手段。随着GPS技术的不断发展,目前传统的常规测量建立的大地控制网点已经完全被GPS测量技术所取代。通常情况下,大地控制网点测量包括城市控制网点测量以及全国性的大地控制网点两种类型。(1)城市控制网点测量:通常这种工程测绘的长度在几十公里左右,一般面积较大,使用频率较高,对测量的精度要求极高,常规的测角、测距测量的精度并不匀质,且控制点会经常被破坏,从而使测量进度缓慢,工作效率极低。(2)全国性的大地控制网点测量:通常这种测量工程的距离较长,一般在几千公里甚至几万公里以上,常规的测角、测距不仅需要大量的人工劳动,而且测量误差较大,工作效率较低。GPS测量技术的测量快速、精度高、定位范围广等优点可完全克服这些缺陷。
2.4 房地产测绘中GPS测量技术应用
在实际的工程测绘过程中,较为常用的是实时动态差分的GPS 测量技术,尤其是在房地产的工程测绘中尤为适用,这种全新的先进技术可以在观测户外位置后进行跟踪定位,随即取得精度较高的定位。在实际的房地产以及地籍测绘过程中,只需要一位技术操作人员、一台监测仪器,利用GPS测量技术来测定每种土地的权属界点,由于实时动态差分技术并不需要测量测定点之间的通视,因此每一个测定点的定位只需要几秒钟的时间即可,借用计算机软件将获得测量数据进行运算、处理,可直接输入GPS系统中就可以获得相应的所需的房地产测绘图或者地籍测绘图,可以减少人员的劳动量,提高工程测绘的工作效率。
综上所述,随着我国科学技术的不断发展,GPS技术也有很大的创新与发展,在传统的测量技术上引进了很多先进的电子技术,具有功能多样化、应用范围广、高效率、高精度以及自动化程度高优点,目前已经被广泛应用于现代各种工程变形的监测、水下工程测绘、大地控制网点测定以及房地产测绘等工程测绘工作中。在实际的GPS测量工作中,相关的操作人员应认真对待每一个工作环节,减少失误率,定期组织员工进行安全教育以及知识更新教育,使GPS测量技术的应用发挥到极致。
参考文献
[1] 杨立忠,左立新.GPS 技术在工程测绘中的应用分析[J].科技传播, 2012(2).
[2] 常文智,韩小波.GPS测量技术在工程测绘中的应用[J].商品与质量:建筑与发展,2011(10).
关键字:移动网络;地图APP;测绘;现场踏勘
中图分类号:P2 文献标识码: A
1、引言
现场踏勘是现代测绘工作开展前期的一项重要内容,其主要目的是详细了解测区内的大小交通路线、地理实情以及各类环境因素,核查与分析已有控制点及地形图等资料,以加深项目人员对整个项目的宏观把握,为项目的技术设计及后期工作组织开展提供服务。温州港水下地形测量项目主要对指定海域及温州三大江进行水陆域测量,地域跨越温州市下属8个区县,现场踏勘详尽程度直接影响到项目的后期安排与开展效率,因此现场踏勘意义非常。
现场踏勘较的统方法是利用手持GPS机进行导航定位,以所掌握的纸质地图或地形地貌图为参考,来确定现场相关情况。随着PC机及卫星影像电子图(例如GOOGLE EARTH)的出现,室内的影像判读也发展为地理数据的一种获取方法。在倡导智能生活的今天,地图APP已经发展到能够应用到各个手机客户端。不仅实现了电子地图与卫星影像的叠加,同时具备移动网络精准定位与导航功能,在为我们生活提供全方位便捷通道的同时,也能为现代测绘工程现场踏勘提供极大便利。
2、功能与工程应用
2.1 电子地图与卫星影像叠加及缩放显示
地图APP在配备在线或离线电子地图的同时,支持卫星影像图的加载与叠加。两类地图的叠加,能够在大范围内获取测区的主干交通信息(如图1)。相比矢量图而言,影像图的显示更加直观。根据需求,对影像图进行缩放,参照遥感影像的判读方法,通过形状大小、色调与颜色、阴影或落影、纹理等判读标志进行简单识别,即可获取现场踏勘所需的整体或局部地理信息,提升项目人员对测区的整体地理实情了解。相比电子地图,在放大地图情况下,能识别的地物要素也可以更细更全,在机耕路、小路等细节地物的识别上,其优势尤其明显(如图2),在其“指引”下,能够深入到所有具备通行条件的区域。其灵活的缩放功能(比例尺自动变更)也是纸质地图或地形图所不可比拟的,其优势同样显而易见。温州港水下地形测量项目开展中,通过影像图与电子交通地图的叠加,对瓯江沿线的主干交通一目了然;通过对地图APP卫星影像的判读,直观了解到洞头县岛屿分布与形态、岛上交通情况、植被与居民区分布情况;通过影像对小路与小型码头等小地物的判别,轻易上至山顶或海边等视野开阔区域,同时很方便确定验潮站拟设立位置。
图1 大范围主干交通显示 图2 机耕路等小地物的卫星影像显示
2.2 移动网络实时精准定位
传统手持纸质图纸开展踏勘工作时,需在某些特征点处停止前行,通过地物地貌类型或形状大小、相对关系等因素,将实地观测视场与纸质图形对比吻合,或采用手持GPS等定位设备采集坐标与图面坐标匹配,以确定所处实地位置。
基于移动网络(或GPS)的实时精准定能够以电子地图及卫星影像图为底图,实时显示所在位置与运行状态。让踏勘人员对行走路径沿线的地形地貌与实地位置建立正确的对应关系,有助于工作安排时地理位置的描述。
温州港水下地形测量项目开展初期,在对各组作业人员进行任务分工时,以洞头县的深门作为分区交界,提及深门时,作业人员并不十分明确所处位置,但提及现场踏勘时所看见的大牌坊,大家对界线的认识顿时清晰明朗。这就是现场踏勘时,移动网络实地精准定位给作业人员加深的主观印象。
2.3 标签设定与导航
标签功能主要是在踏勘工作中进行地理兴趣点的设置,而导航功能则主要用于兴趣点的交通导航。工作现场,往往会有许许多多的兴趣点,例如测区范围点、控制点、登船码头、项目部、潮位站等的概略位置。踏勘时,对这类兴趣点设立标签,能够按地理位置显示在APP底图上。终端所显示的地图,所包含的信息类似于一张包含整个测区关键地理信息的专题图。对于现场踏勘交通路线安排,该地图具有极大的指导价值。同时,相比传统的手持GPS坐标导航,基于自定仪标签直接导航的模式也使得移动网络与地图APP结合定位导航更显灵活方便。以查找现场控制点为例,采用传统方法踏勘时,需先根据控制点点之记,确定所处位置大致方位与交通,通过一定的导航设施到达附近后,再采用手持GPS等高精度定位设备进行细节查找;而采用地图APP基于移动网络导航进行控制点查找时,在室内根据点之记,可快速确定控制点在卫星影像上的位置,精确至哪个房角或桥头,室外查找时,可实时显示所处位置与控制点的相对位置关系,一次性导航至查找目标。
3、总结
信息化技术的发展,为生活与工作的众多方面提供了科技服务,提升了作业效率与便捷程度。实践证明,在现代测绘工作中,加强移动网络与地图APP在现场踏勘中的运用,能够提升工作效率与踏勘质量,对测绘工作的开展具有积极的促进作业,实际工程效益显著。
参考文献:
[1]、张楠、张玉坤.便捷现场踏勘与测绘方案[J].工业建筑,2010,(S1)
[2]、崔敬谦.测前踏勘工作的目的、内容和方法[J].测绘通报,1964,(07)
【Abstract】With the rapid development and constantly maturity of computer technology, the current society has entered the era of big data, the data in daily life and production activities plays a more and more important role.
【关键词】大数据;测绘地理信息工作;影响;启示
【Keywords】 big data; mapping geographic information; influence; enlightenment
【中图分类号】P08 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)04-0117-02
1 引言
测绘地理信息是一项与经济建设和社会发展紧密相关的工作,能够为各项活动及工程的顺利开展提供可靠的数据依据,是科学开展城市规划的基础。大数据时代的到来,为测绘地理信息工作的改革创新提供了技术支持,但是也对测绘地理信息工作提出了较高的要求。
2 大数据的简要介绍
大数据是网络计算机技术发展到一定阶段的必然产物,其本质是数据集合,也可以作为信息资产,是基于社会数据量及数据种类持续增长背景下,逐渐形成的一种社会现象。大数据的采集、分析和处理等各项工作,无法在一定时间和范围内、使用常规软件工具完成,也无法挖掘大数据的深层利用价值,需要使用更加科学、有效的方式,才能完成对大数据的处理和利用[1]。与传统数据形式相比,大数据具有信息容量大、数据种类多、传输速度快、利用价值高、可变成程度高等特点,通过对大数据进行科学处理和有效利用,能够充分挖掘大数据的隐藏价值,可以服务于人们的日常生活以及各项生产活动的顺利开展,在加快经济建设、推动社会进步方面所发挥的作用越来越重要。同时,云计算、分布式处理技术、感知技术等多项先进技术的出现,为大数据的实践应用提供了技术支撑,确保了大数据价值的充分发挥。
3 大数据对测绘地理信息工作的影响
数据分析及处理是测绘地理信息工作中的重要内容,大数据时代到来,以及大数据技术的广泛应用,使得数据分析及处理方式发生了较大变化,对测绘地理信息工作造成了较大影响,具体影响主要表现在以下几方面。
3.1 提升测绘地理信息部门工作能力
测绘地理信息工作是由测绘地理信息部门完成的,在大数据时代背景下,测绘地理信息部门的工作能力可以得到有效提升。首先,可以以大数据为契机,对三维空间测绘地理信息技术进行优化改善,增强技术可靠性和适应性,并为加强对海洋测绘地理信息技术的发展提供了基础保障。其次,可以结合更加先进的技术,获取更加全面、详细、准确的测绘地理信息资料,构建完善的数据库,方便测绘地理信息工作的顺利开展。最后,测绘地理信息部门可以利用大数据构建大地图,实现对我国基本国情的实时监测。
3.2 促进测绘地理信息企业发展进步
传统测绘地理信息技术及业务模式已经无法满足当前测绘工作实际需求,严重阻碍了测绘地理信息企业的发展与进步。所以,企业应该从大数据时代特征出发,紧紧抓住发展机遇,树立创新意识,加快自身技术改革及业务模式转型,利用大数据技术采集各种地理信息位置,研发相应的技术产品,提升自身的业务能力和服务水平,以此来增强市场竞争力,实现自身的可持续良好发展。同时,大数据背景下的地理信息种类更加丰富、数量更加庞大,这就要求工作人员能够准备识别有价值的信息,并对其利用价值进行深层挖掘和开发,为客户提供针对性的个,在很大程度上加快了测绘地理信息企业的发展和进步[2]。
3.3 加快信息化智能城市的构建步伐
信息化智能城市建设,是现代化城市规划建设的必然方向。城市资源的科学配置是智能化城市建设中的一项重要内容,只有从城市居民日常生活实际需求,以及各个产业正常生产经营的实际需求出发,才能确保城市规划建设方向的正确性,实现城市智能化运行。从大数据视角出发,开展测绘地理信息工作,可以对城市各项资源及数据进行整合,充分挖掘城市地理数据的隐藏信息,依据城市所处地理坐标,结合城市发展方向和发展目标,制定最优城市规划设计方案,加快信息化智能城市建设步伐。
4 大稻荻圆饣娴乩硇畔⒐ぷ鞯钠羰
要想充分发挥大数据在测绘地理信息工作中的应用优势,就必须采取针对性的应对措施,利用大数据技术优势,加快测绘地理信息工作模式的优化升级,提高工作水平和工作质量。
4.1 构建新型测绘地理信息工作模式
在大数据背景下,测绘地理信息部门及企业应该具备“大测绘”格局意识,从大数据内涵及特点出发,构建新型工作模式。首先,应该及时转变传统工作观念,结合大数据制定新的工作方向和工作路线,借助先进的科学技术,依托信息产业,加快测绘地理工作向“大测绘”方向演变。其次,在构建新型测绘地理信息工作模式过程中,要保证与城市规划建设的协调性,与社会经济发展方向的统一性,明确工作目标,实现城市管理工作、公共服务工作的有效结合,根据生产生活实际需求,对测绘地理信息加以有效应用。
4.2 加强测绘地理信息工作管理力度
大数据时代的到来,在为测绘地理工作带来发展机遇的同时,也对工作管理提出了更高的要求,要想确保测绘地理信息工作的价值性,充分利用各项地理信息服务于社会发展和经济建设,就需要加强测绘地理信息工作管理力度。测绘地理信息部门应该树立以市场需求为导向的管理观念,规范测绘地理信息市场秩序,加深对测绘地理信息工作根本目的的了解和认识,明确其公众服务基本功能以及数据信息的潜在价值。然后再利用市场化手段,规定测绘地理信息的应用方式、应用范围、应用流程等,将测绘地理信息加以科学、高效应用,实现对测绘地理信息工作的人性化管理。
4.3 确保云计算应用价值的有效发挥
云计算是网络技术发展到一定时期的必然产物,是解决大数据所带来的数据处理、分析难题的关键技术,在新的发展时期,要想提高测绘地理信息的工作水平和工作质量,就需要以云计算技术为依托,确保其应用价值及优势的充分发挥。首先,需要结合测绘地理信息工作特点,构架与其先匹配的云服务平台,实现测绘行业云内的数据共享,以云计算技术为依托,实现测绘地理信息利用价值的最大化,并加强对地理测绘工作的控制力度,降低测绘地理信息获取所需工作成本。其次,测绘地理信息部门及企业,必须制定数据、网络和云平台方面的标准,对云计算在测绘地理信息工作中的应用进行规范。
4.4 升级测绘地理信息系统工作性能
就当前的测绘地理信息工作实际情况来看,所用地理信息系统工作性能和运行能力较差,无法在短时间内完成对海量数据的精准分析,导致测绘地理信息应用效率较低,大数据技术的不断丰富和成熟,为测绘地理信息系统的改进优化提供了技术保障。测绘地理信息部门及企业,应该充分认识到地理信息系统升级的重要性,以大数据背景为契机,结合云计算技术、云服务平台、数据挖掘技术等,对原有地理信息系统进行优化,完善系统功能、提升系统性能。同时,测绘地理信息部门和企业,以加快现代化地理信息系统的建设步伐,以实际工作需求为出发点,构建更加可靠的测绘地理信息系统,确保测绘地理信息工作的高效开展,提高地理信息资源利用率。
5 结语
在大数据时代背景下,必须加快测绘地理信息工作模式的转变,才能满足实际发展需求,获取更加丰富的地理信息,确保其应用价值的充分发挥,更好地服务于生产生活。只有对大数据进行深入研究,依据大数据的基本含义及主要特点,才能为测绘地理信息工作的高效开展及顺利完成提供技术支撑,对地理信息价值进行深层挖掘,为地理测绘信息的有效利用提供基础保障,以此来推动社会进步、加快经济建设。
【参考文献】
关键词:水运工程;测绘;新技术;应用
中图分类号: U612.1+4文献标识码: A
一、水运工程测量重要性分析
(一)对航运的指导
在以往的水运工程建设中,由于种种原因导致水运工程勘测不完整、不科学甚至出现错误等情况和现象而产生了许多不好和负面的影响,导致水运工程竣工后无法实现预期的航运规划功能和设计预设标准,依据工程规范,水运工程在施工前,实施航运测量作用和效果是很好的,一方面测绘结果能够掌握运输交通的运作流程,另一方面通过水运的布局图设计出港口周边的交通运输路线和整体规划方案。
(二)保障安全
根据涉及面域范围的大小,我国水运工程涉及到不同级别的运输,如:沿海、近海、远洋等,每一个级别的水运工都面临安全隐患。水运项目施工前进行实地勘察与测量,不但可以很好的疏导水运交通,还可以为航运营造良好条件。同时,在工程测量方案指导下对水运设施加以改善,能够保证批船舶运送的有序性。
(三)维持和规划交通流动功能
从我国现在的交通运输行业的发展趋势和现代国际化的进程而言,水运交通依靠其承载量大、运送成本低、容易调节和控制的特点,终将成为新时代货运和客运的主要方式,在设计和规划水运工程项目期间,综合性的测量该项目的水运进行,就能使水运交通面临的诸多难题解决,而在勘测水工建筑物的同时,不但使不同规模水运工程的基础设施完善了,还对后期水运工程项目可能要用的基础建设有部分的预建,使得船舶在起航运行等操作上更加方便和快捷。
二、水运工程测绘新技术的应用现状
我国社会现代化建设的前提条件是大力投资和发展改造交通事业,优越的交通运输条件能够提高和带动整个区域经济的发展,是可持续发展的前提和必备建设,上世纪八十年代以来,我国的铁路、公路等运输方式发展频繁,再加上近些年发展的空运,这些运输方案随着国际化的进程和现代物流的需求,结合不同的实际情况,采用陆运和空运的方式在某些因素的干扰下,其运输成本和运输效率会大大的降低,这时,水运工程的发展就显得必须和必要,尤其现代水运工程在测绘和施工过程中采用新技术,加大了水运规划的合理性,同时提高了水运行业的信息化管理。
我国现代水运工程测绘起步较晚,不论是工程测绘条件,还是测绘人员设备方面都存在着很大的问题,例如,水运测绘的相关理论不成熟,测绘设备的精度和智能化不高、测绘人员的素质和测绘技能培训等都不能有效的形成一个相对稳定和成熟的系统,这样不仅没有起到水运测绘的作用,而且还增加了项目费用的投用,而水运工程中,水运测绘是整个水运工程是否能够顺利完成的重点,它与后期工程施工时的水运交通的是否通畅和质量息息相关,而且它还指导着航运的安全和交通流通。当前水运工程测绘的主要方式和方法是借鉴一般建筑施工过程中的测量测绘的方式方法并结合水运工程的实际情况而总结出来的,水运工程测绘新技术包括:DT 技术、GIS 技术、GPS 技术和RS 技术。
三、实际测量中遵循的基本原则
(一)先进性
工程测量传统模式的不足已经很明显,水运项目未来的测绘技术应具备先进性。必要时可用先进的勘测技术完成交通工程的测量取样,这是水运测量未来改革的趋势。运用自动勘测系统是测量技术发展的必然趋势,如:测量方面建立高科技勘测系统帮助人员,不但可使大面积的测量范围被覆盖,还能防止由于人工录入数据导致的过失。
(二)可靠性
测量工作要据别真实性和可靠性,这样才能使勘测数据的指导作用充分发挥。水运工程最关键的组成部分是水工建筑物,不管是水资源调度还是水路运输,要正常运转都得通过水上基础设施。这就要求现场勘测人员根据水运项目所处的实际环境,对数据信息进行多方勘察测量,给设计人员提供参考标准。
(三)综合性
水运工程测绘工作还要需要其他配套建筑物的辅助才可以发挥良好的作业效率。现代工程测量根据综合性原则,不但要对内河及沿海的面域大小考虑,还应综合测量运输船舶结构面积大小,从整体上反映水运交通设施的性能状态,提高水运工程测量的操作效率。而最关键的是要对以港口为主的停泊站点加以考虑。
四、水运工程测绘技术的进展和预测
我国水运测绘事业在测绘技术、测绘装备上迅速发展,同时测绘的主要内容也在丰富和完善中。当前,水运工程测绘的主要内容有:控制测量、地形测量、水位控制测量、水深测量、施工测量、水文观测、变形测量、地形图及水深图制图和各种图集编绘等。
平面控制测量技术是在GPS 和RTK 差分技术的应用基础上进行的,在测绘过程中使相对动态的三维定位的精度由原来的分米单位提升到厘米单位,这样就能够使各种比例尺测图实现准确性,同时符合部分施工测量对平面测绘控制的精度要求。
新世纪以来,GPS 技术应用的十分广泛,采用水准法结合地面重力数据、地面高程模型及航空重力数据、卫星重力梯度测量等各种高科技技术手段,这样可以推动区域水准面精化技术的长足发展和巨大的技术进步。此外,伴随高精度电子全站仪的发明和发展,电磁波的三角高程测量的测绘精度得到了提升,这种技术的应用为长远距离,大跨度河流等的高程测量及测绘提出了新的工作思路和作业方式。
地形测量的准确性也是建立在科学技术的长足发展的基础上的,全站仪数字测绘技术和RTK-DGPS 自动化技术,以及计算机的数字成图技术的广泛应用。现代水运工程的测绘施工中GPS 全站仪和各配套系统技术已经别广泛使用,进行室外作业中数据的采集、传输、计算、储存等工作,实现无纸化、信息化、科学化测绘和管理。现代水运工程测绘技术发展中水深测量的自动化是一大突破,比如采用在沿海等各大港口都引进或者研制自动遥报水位仪,就能使工作效率提高,实现水深测量外部作业的自动化成图管理,建立起我国港口的数字化、信息化的管理模式。另外,在施工测量、水文观测、变形测量、地形图及水深图制图和各种图集编绘等方面都不同程度的引进了科学手段,各个分步上使工作时间节省了,同时还使测绘质量提高了。
五、不同水域测量需要注意的事项
水运工程已是改造交通运输体系的重点项目,跟我国交通运输改革联系密切,也是人类有效的开发自然地理环境途径。工程单位在测量时应引入先进科技,并进一步提高其技术,即依据水域范围的不同制定测量方案。目前,国内水运工程范围包括沿海、近海、远洋、内河等。①沿海运输。这种水运方式在大型船舶的运输较常用,在大陆周围沿海航道比较常见。这种水运方法在测量时要对周边陆地的布局考虑,防止规划方案与实际地形发生冲突。②近海运输。近海面域比较广泛,在勘察测量技术方面应选择大范围测量系统,如GIS、GPS等联用,测量时应对邻近国家的水运交通条件考虑。③远洋运输。这种水运工程涉及广阔的对象,由于运输距离超远而给测量带来很大困难,可用数字处理技术,配合其它测量方案实现自动操作。④内河运输。内河水域面积狭小,工程测量的重点是对沿岸停泊的要求考虑,及其货物装载的作业空间。
结语
工程测量的目的是更好的指导项目施工,工程测绘技术的而应用鞥能够减少测量中的失误,获取真实有效的水运工程信息。水运工程测绘技术的发展必须要有科学技术、新技术设备、新施工技术作为支撑,伴随高精度的定位测深的网络化、智能化、信息化的普及和更新,我国水运将会得到更好的发展。
参考文献: