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摘要:本文通过对《国家基本比例尺地图图式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形图图式》(GB/T 20257.1-2007)的解读,并指出了该《图式》的特点及存在的不足,并提出了个人的观点。
关键词:地形图 图式 变化及特点 不足
abstract:This article is base on the understanding of The first part of the National basic scale map,1:500,1:1000,1:2000 map style, to indicate It's unique characteristic and what It's lacking, bring forward my personal views. Keywords: digitise, Topographic maps,Schema, Application.
1.引言
地形图指的是地表起伏形态和地物位置、形状在水平面上的投影图。地形图图式是地形图上表示各种地物和地貌要素的符号、注记和颜色的规则和标准,是测绘和出版地形图必须遵守的基本依据之一,是由国家统一颁布执行的标准。
改革开放三十年,中国的经济建设处在高速发展阶段。原有的《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》GB/T 7929—1995已不适应现代测绘的发展,2007年中国国家标准化委员会及相关部门颁布并实施《国家基本比例尺地图图式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形图图式》。新版《图式》的出发点,着眼于数字化地形图的出图及入库,抛弃了手工绘图,便于识图,增加了现代化城市建设中地物符号,同时对各类符号的应用给予诠释。颁布至今已有四年,在国民经济建设及测绘生产中起到主要的作用。但在应用过程中,同时也发现了新《图式》的不足。
2.解读
新版《图式》,在符号的标识上,添加了如医院、展览馆、电影院等公共机构地物符号,图文并茂,易于识图。调整并规范了《图式》符号的标准结构,提高了在应用领域的兼容性。
2.1新版《图式》的变化及特点
(1)新版《图式》规定的颜色除了单色外,同时可采用CMYK 印刷色彩模式;95版《图式》对于地形图颜色规定采用蓝晒、单色或黑棕绿三色印刷。
(2)新版《图式》在符号的尺寸及符号间相互关系上更趋于严谨,便于出图。
(3)新版《图式》在符号与注记上共分为九个类别:测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌、植被与土质、注记。与原有的95版《图式》在符号与注记进行相比,将95版《图式》的工矿建(构)筑物及其它设施划归到居民地及设施,将地貌和土质拆分开,土质划归到植被与土质分项。
(4)增加、删除及更改了部分符号。
①.导线及图根控制点做了相应调整,天文控制点标注更加详细。
②.居民地及设施分项,新《图式》中围墙中间是用方块来表示, 简易房新图示用“简”字填充, 地下建筑物的出入口分类更加明确, 公共设施及有标志的建筑添加了符号标注,例如电信局符号、公共汽车站等,视觉更加形象。
③.新版《图式》中添加了城市及乡镇的街道符号。
④.细分了变电室(所)的属性。
⑤.删除了迹地符号,更换了独立树(棕榈、椰子、槟榔)符号。
⑥.地物的属性注记,注记颜色与相应地物符号颜色一致。
3 2007版《图式》的不足之处
《图式》在我国国民经济建设和测绘生产工作中起到非常重要的作用。《图式》符号的更新应本着以下原则:
①.飞速发展的现代化规划、建设;
②.数字测绘新技术的应用;
③.在应用领域的兼容性;
3.1《图式》符号制作上的不足
①.新版《图式》符号的制作,需要结合现代化社会发展带来的新型产物。如商业繁华中心、机场、车站等场所中立体停车场的符号未予设计。
②.由于现代测绘新技术的发展,新版《图式》未能跟得上入库方面的要求。
③.新版《图式》与《基础地理信息要素分类与代码》(GBT 13923-2006)颁布时间不一致,造成脱节。如学校,在新版《图式》中分为大学、中学(含小学),而《基础地理信息要素分类与代码》中只有学校,对应代码为“340101”,在实际应用中需要对《基础地理信息要素分类与代码》进行扩充。
④.新版《图式》中,公路等级采用圆圈,在符号制作及入库时存在一定的技术难度。
⑤.新版《图式》中有些符号存在模糊定义,如4.3.99悬空通廊,采用实线表示,而4.3.5架空房屋采用虚线表示。
⑥.新版《图式》中有些符号表示不完善,如地下建筑物通道,地下建筑物通常起到人防及停车的作用,有些地下建筑物是商场或者超市。这种情况下,需要针对地下建筑物出入口严格、通俗定义:
上图中借助了商场及停车场的符号,使读图时易懂、方便。
⑦.符号的制作设计思路宜简单实用,尤其是对日常生活中经常接触的地物符号,应“图文并茂”。如新版《图式》中宾馆、停车场的符号,简单易读。而电信局、邮局的符号形状复杂,不易判读。
4.结论及建议
地形图涉及的社会行业非常多,如电信、交通、天气、环保、治安、农林等部门。地形图图式是用来识别地形图的标识,标准的图式能够科学的反应实际场地的形态和特征,既要满足专业技术人员规划、设计,也要满足非专业人士的浅读,是多个行业技术人员识别地形图的交换语言。图式符号的制作,应该汲取“汉字”的构造特点—象形,直观达意。
随着国民经济与测绘新技术的发展以及对地图需求的不断提高,地形图图式还有待在今后的工作中更新。建议地形图图式再更新时,应广泛采纳多行业的意见,与应用领域同步,同时在符号的分项分类中,留出扩充空间。
参考文献:
[1]《国家基本比例尺地图图式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形图图式》(GB/T 20257.1-2007)[S].
[2]《基础地理信息要素分类与代码》(GBT 13923-2006)[S] .
关键词:GPS辅助空中三角测量;精密单点定位;POS;精度
中图分类号:TN141文献标识码: A 文章编号:
测量工作在矿山勘探、设计、开发和生产运营的各个阶段起着重要的保障作用,随着空间信息技术、数字信息技术和自动化、智能化技术的飞速发展,新型测绘仪器迅速出现与普及,使矿山测量在工作内容和技术方法等方面发生了深刻的变革。运用现代数字化测量技术进行矿山测量有助于提高矿山测量精度,降低测量工作劳动强度,提高矿山测量效率。
航空摄影测量技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间,并积累了丰富的经验,较之传统的测图方法,利用航空摄影测量技术成图速度快、成本低、精度高,是一种应用极为广泛的测图方法。
精密单点定位技术的出现,为航空摄影提供了新的解决方案。目前国际服务组织所提供的精密星历和精密钟差的精度已经很高。随着接收机性能的不断改善,载波相位精度不断提高,以及大气改正模型和改正方法不断深入,为精密单点定位技术应用航空摄影中提供了可能性。[1]
本文以矿区大小比例尺地形图测绘生产为例,介绍了并进行基于精密单点定位的GPS/ POS辅助空中三角测量试验,分析并比较了空中三角测量方法的加密精度,得出了基于精密单点定位的GPS/ POS辅助摄影进行大小比例尺航测成图时新的像控布点、像控测量以及GPS/ POS辅助空中三角测量加密的方法。
1精密单点定位技术
精密单点定位(PPP-Precise Point Positioning)指得是利用载波相位观测值以及IGS等组织提供的高精度的卫星星历及卫星钟差来进行高精度单点定位的方法。利用IGS提供的高精度的GPS精密卫星星历和卫星钟差,以及单台双频GPS接收机采集的载波相位观测值,采用非差模型进行精密单点定位。精密单点定位的优点在于在进行精密单点定位时,除能解算出测站坐标,同时解算出接收机钟差、卫星钟差、电离层和对流层延迟改正信息等参数,这些结果可以满足不同层次用户的需要(如研究授时、电离层、接收机钟差、卫星钟差及地球自转等)。[1]
2GPS辅助空中三角测量的定义及方法
GPS辅助空中三角测量是利用GPS定位技术获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标,然后将GPS摄站坐标视为带权观测值与摄影测量数据进行联合平差,确定目标点位,并评定其质量的理论、技术和方法。[4]
3IMU/DGPS辅助航空摄影测量定义及方法
IMU/DGPS辅助航空摄影测量是指利用装在飞机上的GPS接收机和设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分定位技术获取航摄仪的位置参数,应用与航摄仪紧密固连的高精度惯性测量单元(IMU,Inertial Measurement Unit)直接测定航摄仪的姿态参数,通过IMU, DGPS数据的联合后处理技术获得测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术和方法。
将基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参与摄影测量区域网平差,获得更高精度的像片外方位元素成果。这种方法即IMU/DGPS辅助空中三角测量方法(国际上称Integrated Sensor Orientation,简称ISO)。[6]
4 试验及其结果分析
本文就以两个测区进行试验,试验1GSD为0.272m,相对航高为2000m,成图比例尺为1:25000,试验2 GSD为0.15m,相对航高为1100m,成图比例尺为1:2000,以试验在矿区基于精密单点定位技术的航空摄影测量方法成图的应用。
4.1 试验资料
试验1为了满足某矿区信息化管理的需求,为矿区决策、规划、普查、资源整合、开发、资料申报及建立矿区全区域地形图信息化管理数据库系统提供基础资料,某矿区实施全区域地形图信息化管理数据库系统-1:25000地形图航测成图工程。测区地处太行山南段与中条山北缘的结合部,地形复杂,地貌特征以山地为主。要保质保量的按时完成工程任务只有依靠科技创新,采用新技术,新方法和新装备才能解决常规测绘技术无法解决的难题。
在本工程航空摄影、像片控制测量、空中三角测量和调绘等环节中均采用了新技术。航空摄影时采用了先进的SWDC数码摄影系统;像片控制测量中同时采用了精密单点定位技术和似大地水准面模型两项新技术;空中三角测量使用GPS辅助空中三角测量等。
试验2为了保证某矿区更好的发展规划和数字地形图的现势性,建设成数字化、生态型、工业旅游型中国煤炭工业品牌矿井,为生产建设提供科学、可靠的基础数据,某矿区利用航测方法成1:2000地形图测绘工程,本工程采用新技术POS航摄技术。
4.2试验数据分析
为了分析利用精密单点定位技术进行GPS/POS辅助航空摄影测量方法所能达到的加密精度,通过试验和数码相机的固有优点,得出一些结论。图1为试验1的像控布点方案,图2为试验2的像控布点方案,表1列出了GPS/POS辅助空中三角测量精度统计表,表2列出了光束法区域网平差精度统计表。
图1 试验1布点方案
图2 试验2布点方案
表1 GPS/POS辅助空中三角测量精度统计表
表2 光束法区域网平差精度统计表
在GPS/POS辅助航空摄影时必须架设地面基准站,是需花费人力物力而且费时的工作,尤其是当测区范围较大,在带状管线项目中需要设置多个基准站时,作业难度相当大。此次精密单点定位技术与数码相机结合应用的成功探索,减少了航飞时基站布设的工作量。通过上述试验说明,在GPS/POS辅助航空摄影测量中,可以无需布设地面基准站。GPS/POS辅助航空摄影按照常规航空摄影技术规程进行摄影作业是可行的。
从表1、表2可以看出, GPS辅助光束法区域网平差与自检校光束法的结果是一致的。这表明,该测区的航摄资料是可用的,GPS摄站坐标的解算是正确的,利用该试验区来进行GPS辅助光束法平差的精度分析是值得信赖的。
采用现行几种航空摄影空中三角测量测量方法,加密点的精度均可满足所处地
形相应比例尺航测内业加密的精度要求。试验1、试验2的精度均符合GB/T 7930-2008《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量内业规范》、GB/T 12340-2008《1:25000、1:50000、1:100000地形图航空摄影测量内业规范》的规定。对于常规光束区域网平差来说精度主要取决于地面控制点的分布与间距,区域越大,所需的地面控制点越多,本次试验1分别布设了69个地面控制点;对于小比例尺成图GPS辅助空中三角测量测量而言只需在区域网的四角布设4个平高地面控制点,其不随区域网的大小而变化。对于GPS辅助空中三角测量测量从表1可以看出,随着地面控制点的减少,区域网平差的精度有所降低,当无地面控制点时尤为明显。所以,要达到测量规范所要求的精度,必须采用合理的地面控制方案;对于POS辅助空中三角测量测量来说,布点方案须经实验区确定,在试验2测区共计600平方公里共布设39个像控点(包括检测点),节省了80%的像控点,节约了60%的做像控费用。
由于精密单点定位所获取的摄站坐标还不能完全达到空中三角测量所需要的控
制点的精度要求,区域网平差中利用地面控制点进行强制的系统误差补偿是必不可少的,从表1可看出无地面控制的检查点的残差带有明显的系统误差。在区域的四角布设4个地面控制点被认为是一种可完全改正GPS系统漂移误差的实用方法。实际作业中,在区域的四角布设4个平高控制点是必要的,它们可用于GPS单点定位误差、WGS84系与国家统一坐标系不一致所引起的坐标变换误差以及测定空间偏移分量误差等系统误差的改正。从表1成1::25000地形图可以看出,未加入地面控制点时,GPS存在系统误差;加入地面控制点后,进行了GPS漂移改正,平差解算结果精度得以明显提高。[7]
本次试验中像控点测量采用GPS精密单点定位(PPP)技术与利用高精度似大
地水准面模型进行GPS高程测量的方式施测。采用PPP技术仅使用单台GPS接收机就可以精确确定点位位置,实现高精度定位导航的功能。单机作业,灵活机动,大大节约用户成本,定位精度不受作用距离的限制。
5 结语
通过上述试验可得出基于精密单点定位技术的GPS辅助及惯导航测技术在矿区成图中使用可节约了传统像片控制测量的作业成本,优化了传统空中三角测量加密工序的技术流程,缩短了航测成图周期,可高效、高质量的服务于矿区成图。精密单点定位技术在航测成图中的应用不仅改变了过去先航摄,接着外业象控测量,最后内业空中三角测量加密的工序流程,而且提高了精度,减少作业的工序提高了作业效率,并实现了无地面基站,为最终实现数字摄影测量的自动化生产奠定了坚实的基础。
目前精密单点定位技术还处于研究实验阶段,在航空摄影测量中的应用才刚刚开始,相信随着精密星历与精密钟差的进一步发展,精密单点定位算法进一步成熟化,将精密单点定位技术应用航空摄影中成为一种必然的趋势。
参 考 文 献
[1] 精密单点定位技术在辅助航空摄影中的应用研究[学位论文].中国地质大学硕士学位论文.
[2]王成龙等.基于SWDC的国家基础航空摄影测量可行性研究[J]. 测绘工程,2009,18(1)
[3]袁路晴等.超轻型飞机搭载SWDC系列数字航摄仪的航空摄影测量一体化作业思路[J].铁路勘察,2007,6.
[4] 袁修孝.GPS辅助空中三角测量原理及应用[M] .北京:测绘出版社,2001.
[5] 袁修孝.GPS辅助空中三角测量及其质量控制[D] .武汉大学博士论文,1999.
[6] 李学友.IMU/DGPS辅助航空摄影测量综述[J]. 测绘科学,2005,5(30):110-113.
关键词:数字化测绘;地质勘查;倾斜摄影技术;工程测量
中图分类号:P624文献标识码:A
引言
随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,特别是全球定位系统技术全面用于大地测量定位,全数字化测图系统、影像扫描系统、全数字摄影测量工作站等数字化测绘技术装备以及地理信息系统基础软件和应用软件相继问世,实现了地理信息获取、处理、管理和分发服务全过程数字化,测绘生产力水平和生产效率大大提高。作为地质勘查专业单位,山西省地球物理化学勘查院(简称山西物化院)已经全面涉入了数字化测绘生产技术,具备了空间定位(GPS系统)、数据采集、外业一体化数字成图与建库等技术生产能力。从事控制测量、地形地籍测量、房产测绘工程与精密工程测量、航空摄影测量、地理信息工程、立体模型制作,服务领域涉及土地管理、水利工程、城市建设、房地产开发、公路与铁路交通、国防建设、基础测绘、地质找矿与矿山开发。作为一名测绘工作者,笔者简要谈一下对数字化测绘技术和地质工程测量发展应用的认识。
一、数字测图的优点
大比例尺数字测图有力地冲击着传统的平板仪或经纬仪的白纸测图方法,大有取代白纸测图之势,这是因为数字测图具有诸多的优点。
(一)测图用图自动化。
传统测图方式主要是手工作业,外作业测量人员人工记录,人工绘制地形图,在图上人工量算所需要的坐标、距离和面积等等。数字测图则使野外测量自动记录,自动解算,使内业数据自动处理,自动成图,自动绘图,并向用图者提供可处理的数字地形图软盘,用户可自动提取图数信息。
(二)图形数字化。
用软盘保存的数字地形图,存储了图中具有特定含义的数字、文字、符号等各类数据信息,可方便地传输、处理和供多用户共享。数字地图不仅可以自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积等,还可以供工程、规划CAD计算机辅助设计使用和供GIS地理信息系统建库使用。数字地图的管理,既节省空间,操作又十分方便。
(三)便于成果更新。
数字测图的成果是以点的定位信息和属性信息存入计算机,当实地有变化时,只需输入变化信息的坐标、代码,经过编辑处理,很快便可以得到更新的图,从而可以确保地面的可靠性和现势性,数字测图可谓“一劳永逸”。
(四)避免了因图纸伸缩带来的各种误差。
表示在图纸上的地图信息随着时间的推移,会因图纸的变形而产生误差。数字测图的成果以数字信息保存,避免了对图纸的依赖性。
二、数字化技术在矿区地质勘查中的应用
(一)数字化测绘工作方法。
基础控制部分,D、E级GPS的布设及选点埋石:根据煤矿区视野开阔,通视良好的实际情况D级GPS网在三等三角点之间布设为点连式、边连式相结合的GPS网,每个点至少有4条基线与其相连。D级GPS点共布设点位50+,平均边长1.5km。E级GPS点的布设在D级CPS的基础上采用点连式的方法进行布设两已知点问最多布设5个三角形,边数不超过8条,共布设E级GPS点60+。D、E级平面控制网均采用GPS静态相对定位测量布网,网形大多由三角形单点连接,少部分三角形边连接。GPS控制点在测区内分布较均匀,网形合理,强度较高。
外业观测:数据采集利用美国三台阿什泰克M单频接收机标称精度5mm+2ppm。D进行观测,观测时段D级>~60min,E级>~45min,数据采集间隔10s,同步接收卫星频数最少为5颗,绝大部分为7-8颗,卫星高度角大于15°,接收机与卫星的图形强度良好。
数据处理:GPS外业数据处理和基线向量采用GPS接收机随机商用软件“Loucus轨迹处理软件”在笔记本电脑上采用独立基线平差方法进行。GPS网先在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差,其目的在于检核GPS网的内部符合精度,亦即处理由于多余观测而引起的网内不符值问题,本次作业所有基线向量无一剔除,顺利通过了检验,然后在基准点已知点的约束下进行二维约束平差,最后提供各点在高斯平面,第33度,带上的1954年北京坐标系坐标和1956年黄海高程系。高精度均符合量规范要求。
数字化测图的工作方法:由于测区的D、E级GPS点的密度能够满足地形图的测绘要求,因此本次测图直接在D、E级GPS点上进行。
(二)常规测图方法和数字化测图的精度比较
野外大比例尺数字化测图的全过程几乎都是用解析法进行的。虽然最后成果仍表现为图解的线划图,但与传统的平板仪测图相比,有着本质的差别。数字化测图不仅在效率上有很大提高,而且大大减轻了野外的劳动强度,更为突出的是地形图数学精度的提高。
三、数字化测绘技术展望
现代测绘技术及测绘仪器向数字化、电子化、自动化方向发展,打破了传统的手工测绘理念,形成目前较好的一套数字化测绘解决方案。但是,目前的测绘技术在地质工程测量中的应用依旧存在着若干问题.需要我们广大测绘工作者的不懈努力,不断提出新的任务、新课题和新要求.有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。目前,数字化测绘技术传统的定位和绘图仍是重要的社会需求,但社会已经对测绘部门提出了新的需求.以前和测绘部门无关或关系小大的属性信息的采集、综合分析利用等也开始要测绘部门承担。由于社会发展和人民生活的各类信息都要以空间定位为基础,由于市场需求的大量涌现,信息化测绘将迅速推动测绘企业的技术进步,测绘企业参与地理信息系统在各方而的应用和开发是总体趋势,也是测绘企业生存和发展的方向。信息化测绘将是我国测绘由传统测绘向数字化测绘转化和跨越之后进入的又一个新的发展阶段,它代表着我国测绘技术总的战略方向。
四、结束语
本单位自数字化测绘技术应用于生产后,生产效率和经济效益得到显著提高。数字化测绘技术的探讨,可使作业人员少走弯路、降低出错率。数字化测绘技术的提高,可为提供数字产品奠定基础,并提高了职工的技术素质。随着数字工程的深入发展,GIS技术的不断成熟、GPS技术在各行各业的广泛应用。大力开展数字化测绘技术是地质测绘单位科技创新的任务和方向、也是提高地质测绘单位自身实力和经济效益的重要手段。
参考文献:
[1]廖立新,对数字化测绘技术在地质勘查中的应用探讨[J].广东科技,2009,4.
[2]邹振兴,数字化测绘技术的特点及在工程测量中的应用探讨[J].中国高新技术企业,2008.
论文摘要:从信息化测绘对人才培养的要求,指出测量学教学中存在的不足:课程内容体系不完全合理,反映测绘新技术的内容相对较少;与课程配套的仪器设备滞后于测绘科技发展;体现测绘新技术在林业中应用的内容相对较少;林业类专业的学生对测量学课程重视不够等。基于信息化测绘体系,结合林业类学科的特点和要求,从教材建设、教学内容、实验实习环节的建设、考核制度、教学方法和手段以及教师队伍建设等方面进行测量学教学改革。
信息化测绘体系涵盖了地理信息获取、处理、管理、表达、更新、应用和服务的全过程,其主要特征为:测绘生产自动化、测绘成果多样化、测绘服务网络化及测绘产品社会化。信息化测绘技术是信息化测绘体系的基础,信息化测绘技术体系是在对地观测技术、计算机技术及通讯技术等支撑下的有关地理空间数据获取、处理、管理和分发服务的所有技术的集合。
南京林业大学是一所以工、农科为主,理、文、经、管、法协调发展的多学科性大学,测量学是开设面广、实践性强的一门专业基础课程。林业类专业如林学、生态学和森林工程等专业都开设测量学课程,测量学课程的授课计划学时依不同专业分别为48学时或64学时,包括课堂授课、课堂实验,外加开课学期末1周或2周的集中实习。
1测量学课程教学中存在的问题
1.1课程内容体系不完全合理
测量学课程教学内容以传统仪器获取地理信息的内容多,获得的成果也以纸质图为主,不利于扩大学生的知识面,也不便于激发学生的创造性,更没能充分体现信息化测绘体系下的测绘成果如何方便快捷地为林业服务,测绘新技术在林业中的应用等交叉融合教学内容比较薄弱。
1.2与课程配套的仪器设备滞后于测绘科技发展
仪器设备的投入严重不足,导致实践教学的内容滞后于生产实践。测绘生产单位早已使用先进的仪器设备进行测绘生产,可是学校由于经费有限,有的购不齐这些仪器,有的虽然仪器种类齐全,但数量太少,学生仅能进行参观性实习,根本不能用于生产性实习。
1.3体现测绘新技术在林业中应用的内容相对较少
开设测量学课程的专业众多,但不同的专业有各自的特点,所以不同专业在掌握测绘基本知识和基本技能的,测量学在不同的专业中的应用应该各有特色。只有不断地完善课程内容设置,强化专业领域特色,才能满足社会对人才的需要,才能充分发挥测量学知识在林业中的应用。对于林业类专业的学生,应突出测量学中的中小比例尺的地形图或遥感影像图在林业资源调查和生态规划等中的应用,发挥大比例尺地形图在精细林业中的作用等。
1.4林业类专业的学生对该课程重视不够
由于测量学不是林业类专业的主干课程,他们认为不过是专业基础课,不太重要,学生普遍对这门课不够重视,加之实验实习使用的仪器设备相对落后,致使很多学生在以后的工作中遇到有关测量的问题不能轻松解决。
实验实习教学环节正是对理论知识进行验证、巩固和提高的过程,同时也是增强学生的动手能力和创新能力的机会。虽然测量学实践教学占有本课程总学时一半的比重,但学生对实践教学重要性认识不足,加之实验实习班级逐渐增多,而实验实习场地并没有相应扩大,实验实习考核较为弹性,学生只是被动地做验证性实验,没能结合林业类专业做些设计性和创造性实验。由于上述原因,导致学生对实验实习环节不是很感兴趣,不能充分达到实验实习教学的目的。
2基于信息化测绘体系的测量学教学改革
基于信息化测绘体系,结合林业科学的特点和要求,从教材建设、教学内容、实验实习环节的建设、考核制度、教学方法和手段以及教师队伍建设等多方面进行测量学教学改革。
2.1教材建设
教材建设是课程建设的—个重要环节。以现代教育理论为指导,前瞻测绘科技发展,面向社会,拓宽测绘领域,组织教师,协同相关高校的教师编写了《测量学》作为林业类专业的测量学教材。正确处理了传统测绘知识与现代测绘理论之间的关系,教材中既有先进的测绘仪器和技术,同时也保留了一部分传统的技术方法。通过学习让学生充分认识到测量学在林业科学和经济建设中的地位和作用。
2.2教学内容
顾及测绘科学技术的发展现状和林业类专业测量学教学的目标定位,将测量学教学内容划分为三部分:基础测绘、专业测绘和现代测绘,基础测绘部分包括:概论、高程测量、距离测量、角度测量、测量误差理论及地形图测绘等;专业测绘部分包括:生物多样性测量、林业资源调查及地形图在林业中的应用等;现代测绘部分包括:数字化测图、GNSS、数字摄影测量、遥感技术及GIS等技术及其在林业中的应用。其中,基础测绘部分是学习专业测绘的基础;专业测绘部分突出体现测量学与林业科学的结合;现代测绘部分主要介绍测绘新技术、新理论在林业中的应用,注重培养学生的创新能力,以适应现代社会和未来发展的要求。授课内容体系按照“基础一应用一提高”的基本思路,循序渐进,既符合高等教育教学规律,又较好的处理了传统测量技术与现代测绘技术内容之间的关系。
2.3加强实验实习环节的建设
(1)加大投入,更新实验设备。
测量学课程的建设和发展,应有基本的设备保障。测绘新科技的发展及新仪器的实用化,对教学硬件提出了更高的要求,学校应加大对测量学教学硬件的投入,建设现代化的测量实验室。教学仪器设备必须进行更新换代,除有传统的必要的仪器设备以外,还要有一定数量的新仪器和新设备,如全站仪、GPS接收机、数字成图软件、GIS软件以及遥感软件等。只有不断引进测绘新仪器和设备,并使之充分发挥效率,学生才能接触前沿知识,与时代同步发展。
(2)加强实验实习基地建设。
集中实习中,实习场地的选择至关重要。在校园内,科学地建设能够基本满足实验实习要求的场地,学生可在基地上进行测绘基本技能的实训。同时,在下属林场建立地形图识读实习基地,此基地地形起伏大、典型地貌明显、生物多样性丰富,可直接将大中小比例尺地形图应用在林业中。若条件允许,也可考虑将测量学集中实习与林业类专业的生产实践相结合。
(3)规范实验室管理。
对实验室实行规范化管理,全天开放实验室,让学生有机会到实验室做实验;建立实验设备共享体系,使学生根据需要选择仪器,以提高学生的动手能力和创新能力;建立仪器借还制度和设备损坏赔偿制度等。对仪器设备进行定期检验和维修,以提高仪器设备的使用效率;正确处理工程生产用仪器与学生实验实习用仪器的关系;加强与兄弟院校或生产单位的交流,到有先进仪器设备的单位参观学习,取人之长补已之短。
2.4考核制度改革
(1)试卷库建设。
为深化考试方法和考试内容的改革,推进考教评分离,使考试管理工作更加规范化、标准化及科学化,促进人才培养质量和办学水平的不断提高,建设了测量学课程试卷库。每份试卷包括选择题、填空题、名词解释、简答题、计算题、综合题和实践操作题等不同类型试题,保证了试卷库从不同角度、不同侧面较为全面考核学生掌握知识的情况,对学生的基本素质与智能进行多角度和多层次的测量,理解记忆、实践操作、综合分析、灵活运用及求异创新等能力应成为测试的重点。
(2)改革课堂教学考核办法。
考试试卷从试卷库中随机抽取,统一进行,阅卷采用流水作业,同一老师评阅同一道试题,评分标准统一了,考试成绩更具可靠性。同时,总评成绩由卷面成绩、到课情况、课堂互动、实验完成情况、作业完成情况及随机回答提问等方面组成。成绩评定方式有效保证了教学质量,端正了学生们的学习态度,认真地对待平时的作业,以更好地掌握测量学课程要求掌握的内容。
(3)改革实践教学考核办法。
由于实践教学自身特点,仅凭上交成果或主观印象来确定学生成绩并不科学,为此必须要量化考核标准,科学合理地安排考核内容和形式。实习成绩以学生在实习过程中的表现、仪器操作技能、成果质量、实习小结和实习日记来综合评定,更为客观公正地评定学生实践成绩。
2.5改革教学方法和手段
学生创新能力来源于学生扎实的学科基础知识、宽广的知识面和较强的动手能力。实现人才培养目标,提高学生的创新能力就必须更新教学观念,加强学生的能力培养。在教学观念上,传统教学只注重知识灌输,不注重技能的训练;只注重动脑能力的培养,忽视动手能力的锻炼;以考试为手段、以高分为目标,使学生偏重死记硬背,以致学生的质疑能力差、辨识能力差、创新意识弱以及创造能力得不到充分发挥。现代教学方法应提倡将学生从被动地学转变为主动地吸取,改变传统的以教师讲为主的教学形式,将“讲课、自学、讨论、实验、答疑”有机结合起来,多运用启发式教学,给学生留有思维的空间,激励学生自己提出问题、思考问题。逐步形成学生参与和师生双向交流的机制,让学生在不同的学习形式中找到学习的兴趣,从而调动学生学习的积极性和主动性。
制作和开发面向教学、面向学生并简单实用的多媒体课件,将复杂、抽象、隐含的原理及过程转化为形象、生动的直观表达,让学生身临其境,充满好奇和主动参与教学。进而达到增强教学效果和提高教学质量的目的。
2.6加强师资队伍建设
从事测量学教学的教师绝大部分都系统地掌握了测绘科学技术的基本知识和基本理论,多数教师也从事过实际测量工作,具有较强的实际动手能力和实践操作经验。但还要注重相关专业知识的学习,例如,教林业类专业的教师就应懂林学概论、树木学等相关知识,能自觉地、有意识地把测量学与这些学科有机地结合起来。只有教师综合水平提高了,才能保证教学质量的提高。
【关键词】多信息源;三维地图;探究
前言:
三维电子地图研究的核心问题包括地图数据获取、地图数据结构、地图三维可视化及三维地图空间分析。其中,三维电子地图数据的获取方式是地图研究的前提,主要有人工采集、机载或航拍等获取方式,并利用三维建模软件对采集的数据进行人工建模,将各个孤立的三维模型集成到一个三维地图系统中。此类方法花费人工量大、制作周期长且地图信息不易更新,不同获取方式得到的数据格式多种多样,使三维地图的数据融合、存储、表达及对三维对象间宏大的拓扑关系的描写困难重重。
1.三维电子地图的发展历史
传统纸质地图包含的信息量有限,购买新地图是数据唯一的更新方式。电子地图是利用计算机技术,以数字方式存储和查阅地理信息的媒介。利用电子地图,不但可以对普通地图的内容要素进行任意形式的组合、拼接,形成新的地图,还可以按照任意比例尺和范围输出电子地图信息。电子地图不但明显缩短了成图时间,还可以很方便地与卫星影像、航空照片等其他信息源结合,生成新的图种。三维地形建模是计算机图形学领域三维可视化技术的重要研究内容。已经历了线划三维地形图、实体型三维地形图和高度真实感地形图三个发展阶段。三维地形数据的五种获取方式分别为:由地形图等高线及高程数据生成、直接使用地图数据库中的数字高程模型数据生成、通过处理航拍摄影像生成、由机载激光扫描仪直接扫描并经后续处理得到、用干涉合成孔径雷达获取等。基于图像的建模方法主要是地形图像的叠加,通过对多幅图像进行处理,以消除重复的部分产生三维的特征。这种建模技术出现的较晚,由于是基于真实的图像,所以具有极强的真实感。但同时,这种技术具有离散及计算和存贮量大的特性,对硬件的性能要求极高,生成的三维环境不便于实时动态的漫游,立体感也不够强,所以目前地形的实时绘制主要采用基于图形的建模方法。
2.建筑物数据获取方法
按建筑物楼层数目粗略求算建筑物高度。这种方式主要用在使用二维地图数据库的数据来生成三维地图信息方面,这种方法可以利用已有的 2D GIS 数据,是对已有数据的二次利用,避免繁琐的人工信息采集,但是依赖建筑物楼层数据估计高度,精度极低,不适于三维地图的长远发展。从遥感影像中直接提取建筑物高度。这种方法主要有两个研究方向:利用立体像对进行立体量测、通过单幅影像获取高度信息。立体像对量测方法,可以使用成熟的商品化数字摄影测量系统,这些数字测量系统已具备自动空中三角测量、DEM 的自动采集及正射影像的快速制作等功能。通过单幅影像获取方法,以算法推导为主,研究地物阴影和高度的关系,或者研究单幅影像成像姿态与地面高程信息的几何关系。
3.基于遥感图像的建筑物提取方法
从遥感影像中提取建筑物信息并对这些信息进行三维重建,不仅是遥感领域所关心的课题,也是计算机视觉领域的一个重要研究方向。建筑物提取主要有自动提取和半自动提取两类方法。近年来,研究者提出了一些新方法用于建筑物的自动三维重建。前期,阴影分析主要从单张相片检测建筑物,后来逐渐被基于多张具有重叠度的影像获取方法所取代。基于多重叠度影像的建筑物获取方法,是从多张具有重叠度的影像上提取三维线索,以及包括颜色、现有的 GIS 数据、数字表面模型等多种线索,屋顶三维重建出来后直接投影到 DTM 上,并加上垂直的墙面,得到建筑物的三维模型。此外,有人尝试从雷达数据和高分辨率的遥感影像自动提取和重建建筑物。
4.基于高分辨率遥感图像的建筑物提取
遥感图像是三维城市地图中建筑物的重要数据来源,基于遥感图像的建筑物轮廓提取是近年来三维城市地图研究的热点。有效的图像分割是建筑物轮廓提取的重要前提,遥感图像具有多灰度级、信息量大、目标结构复杂等特征,至今没有一种算法能够有效分割获取途径不同的遥感图像。分水岭算法能够对图像进行完整分割,尤其在目标区域分辨率低且具有弱边缘时仍能够提供闭合的轮廓线,但在存在大量噪声时会产生严重过分割。
5.三维地形景观
5.1地形数据格式转换
DEM 是数字高程模型的简称,它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型,是数字地形模型的一个分支。数字地形模型是描述包括高程在内的各种地貌因子如坡度、坡向、坡度变化率等在内的线性和非线性组合的空间分布,其中 DEM 是零阶单纯的单项数字地貌模型,其他如坡度、坡向、坡度变化率等地貌特征可在 DEM 基础上派生。
5.2地形场景实现
Ogre 的场景管理器提供了两种不同(却类似)的场景读取方式直接从磁盘文件载入数据以及从任意的数据流载入数据。其中使用数据流的方式允许你在程序中把网格模型包装构造成通用或者私有的地图格式,并直接发送到场景管理器中。但是大多数情况还是使用从磁盘中读取地图的方法,在这种方法里世界地图文件通常是能直接打开和载入的磁盘上的独立文件。
结语:
在图像处理技术基础上,结合遥感技术,进行图像分割,边缘提取,三维重建,目前是一个很有潜力的研究方向。当前已有的遥感数据获取技术往往受自然和人为等各种因素的限制,存在着不足和缺陷,还有很多值得研究的课题等待人们去解决。可以预见的是,未来的三维地图,将会朝着多元信息化、数据获取自动化、数据更新及地图漫游实时化的方向发展,而对于遥感数据的处理将是这一趋势不可或缺的重要环节。
参考文献:
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论文摘要:工程测量有着悠久的历史,它是直接为国民经济建设和国防建设服务,紧密与生产实践相结合的学科。本文分析了我国工程测量技术发展和应用现状,并对其发展前景进行了展望。
1前言
工程测量通常是指在工程建设的勘测设计、施工和管理阶段中运用的各种测量理论、方法和技术的总称。传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门,其基本内容有测图和放样两部分。现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念,它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定,而且包括对测量结果的分析,甚至对物体发展变化的趋势预报。苏黎世高等工业大学马西斯教授指出:“一切不属于地球测量,不属于国家地图集的陆地测量,和不属于法定测量的应用测量都属于工程测量”。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,我国工程测量的发展可以概括为“四化”和“十六字”,所谓“四化”是:工程测量内外业作业的一体化,数据获取及其处理的自动化,测量过程控制和系统行为的智能化,测量成果和产品的数字化。“十六字”是:连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便。
2我国工程测量技术现状
2.1先进的地面测量仪器在工程测量中的应用。
20世纪80年代以来出现许多先进的地面测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段,如:光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等,为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件,改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代;光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量;具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量;无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器;精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。
2.2GPS定位技术在工程测量中的应用。
GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着GPS定位技术的不断改进,软、硬件的不断完善,长期使用的测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高精度、费用省、操作简单的GPS技术代替。
在我国GPS定位技术的应用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除,单点定位精度不断提高,GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。
2.3数字化测绘技术在工程测量中的应用。
数字化测绘技术在测绘工程领域得以广泛应用,使大比例尺测图技术向数字化、信息化发展。大比例尺地形图和工程图的测绘,历来就是城市与工程测量的重要内容和任务。
常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。随着电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。
20世纪80年代以来,我国数字化测绘技术的开发研究和应用发展很快,成效显著。由于技术标准和规范不同,国外研究成功的数字化测绘系统不适合国情,难以推广应用,只有依靠自己研究开发。1987年北京市测绘设计研究院在国内首先完成了“大比例尺数字化测图系统”(即DGJ)的软件开发,并通过技术鉴定,1990年被建设部列为第一批技术推广应用项目之一,在80多个城市及工程测量单位推广应用,同时又有十几个大专院校、仪器公司和工程测量单位,先后开发和研制出多个类似的数字测图系统软件。
2.4摄影测量技术在工程测绘中的应用。
摄影测量技术已越来越广泛的在城市和工程测绘领域中得以应用,由于高质量、高精度的摄影测量仪器的研制生产,结合计算机技术中的应用,使得摄影测量能够提供完全的、实时的三维空间信息。不仅不需要接触物体,而且减少了外业工作量,具有测量高效、高精度,成果品种繁多等特点。在城市和工程大比例尺地形测绘、地籍测绘、公路、铁路以及长距离通讯和电力选线、描述被测物体状态、建筑物变形监测、文物保护和医学上异物定位中都起到了一般测量难以起到的作用,具有广泛的应用前景。由于全数字摄影测量工作站的出现,为摄影测量技术应用提供了新的技术手段和方法,该技术已在一些大中城市和大型工程勘察单位得以引进和应用。
航空摄影测量是进行城市大面积大比例尺地形图、地籍图测绘与更新以及大型工程勘测的重要手段与方法,它可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图成果。目前,我国有100多个城市或工测单位利用航测技术测制大比例尺地形图和地籍图,最大比例尺为1/500。采用的仪器除利用高精度的模拟测图仪和解析测图仪成图方法外,还用立体坐标测图仪与微机连接进行数据采集,经微机数据处理输入绘图机自动绘图。
3工程测量技术的发展展望
展望21世纪,工程测量将在以下方面将得到显著发展:
测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强。
在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。
大型复杂结构建筑、设备的三维测量,几何重构及质量控制,以及由于现代工业生产对自动化流程,生产过程控制,产品质量检验与监控的数据与定位要求越来越高,将促使三维业测量技术的进一步发展。工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量。
多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。
GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。
在人类活动中,工程测量是无处不在、无时不用,只要有建设就必然存在工程测量,因而其发展和应用的前景是广阔的。
参考文献:
关键词:工程测绘;信息技术;工程测量
中图分类号:TU198文献标识码: A
引言
地理信息量不断扩展的今天,数据单位已经达到了TB,面对各行各业的需求,信息的管理出现了“既多又少”的局面,一方面海量的数据无法有效的得到处理;另一方面用户想要获取到自己所需的数据又无法找到,得不到快速高效的回答。所以地理信息的处理加工要求向着智能化、自动化以及实时化方向发展,这是对系统整体格局的适应也是数字化提升的要求。
一、信息化概述
全球信息网格是建立在现代信息技术不但发展的今天,人们所面对的是当下3G互联网时代,网络以及计算机的发展使得人们在进行信息的检索和查询过程中,不仅能够获取GIS时空数据,同事还能够网格计算网络资源。正是由于网格计算你的发展,使得在该种环境下,空间信息的全球统一化成为了必然的趋势。至此多级空间信息网格的概念应时而生,这种概念以用户作为出发点,对时空数据通过粗细网格进行统一的管理。该种结构的基础理念是以地理坐标作为基础框架,依据社会发展的差异性将全球范围进行划分,以粗细不同的网格作为基本单位,地球地心以及全球网格的中心店是整体坐标的参照物,将不同网格中的地物和地物属性进行存贮,这种存贮方式在国家经济数据的空间统计中较为适用,便于对社会经济的发展状况进行分析。若能够有效解决多级网络同实际不同比例尺的空间信息之间的相互装换问题,那么GIS技术会从理论上上升到一个新的技术高度,空间数据的应用更是能够得到飞速发展,从辅助决策以及空间分析上更进一步。并且明确了信息化测绘的发展方向以及发展目标。无论是自然界的变化还是人类活动都是以时空作为框架进行变迁的,地球及其周围的空间是所有活动的信息载体,可以作为信息计算的基础。信息时代是以互联网以及计算机终端为基础发展起来的,并且随着网络的移动化,终端的便携化,时空信息服务越来越趋向于大众化,这是未来时代的基本特征,也是保证信息产业是否能够正常运转的核心内容。因此,公共产品、平台以及服务是信息化测绘能够得以推广应用的基本依托。
二、信息化测绘的若干关键技术
1、城市地理信息共享标准
由于标准化工作未得到重视的危害有滞后性,往往被忽视,而一旦发现失误再去弥补,代价很大,有些工程需要重来。主要包括:地理基础框架与地理信息分类标准、数据质量标准和分发服务标准等。
2、现代化城市测绘基准体系
该技术不仅可逐步取代传统的城市测量控制系统,还可以提供实时动态的空位置服务,将带来城市测量的历史性进步。
3、智能化移动测量技术
移动测量技术是多传感器集成技术、空间同步技术、自动提取技术、移动信息实时传输等技术的总称。
4、无人飞行器航空摄影测量技术
无人飞行器航空摄影测量技术主要包括:长航时无人飞行器技术、传感器姿态控制技术、平流层平台摄影测量技术与应用、航空摄影二维及三维信息的提取技术等。
5、地理信息动态更新技术
地理信息动态更新技术主要包括:基于遥感信息的地物要素变化的发现与测定技术、级联更新技术、基于时态的增量更新与历史数据保存技术等。
三、信息技术在工程测绘中的实际应用
现代化的测绘技术中主要应用了全球定位系统技术(GPS),数字化技术,地理信息系统技术(GIS)和遥感技术(RS),并且这几种技术作用较大,很大程度上提高了测绘技术的质量和工作效率。
1、数字化技术
跟传统的地形测图相比,数字化测图技术具有更高的优越性,不仅提高了测图的效率,还可以提高测图的精度,保证测图的质量"数字化技术可以更好的适应当前科技的发展,在地籍测量、工程测量、房产测量和管网测量中应用广泛,既降低了工作量,还提高了作业精度,实现了数字化的要求。
2、自动化
在地形测图中大比例尺地形图的测绘是工作的重点任务,而数字测绘技术刚好可以在大比例尺地形图测绘中发挥作用。数字测图是通过利用计算机的各种软件来进行计算!连接!识别和调用图式符号的自动化,然后准确的绘制出规范、合理、美观的数字地形图。并可以通过计算机软件将测绘出的数据制作成模型,能清楚的观察到其模型的特点,对于地形和地貌的特征和要素等一目了然,让施工人员更容易读懂测绘出的地形图。同时降低了地形图的出错率,并可以自动的提取所需要的数据坐标和高程等信息,方便、快捷。
数字化测图可以利用分图层的形式来进行图幅的管理和保存,这样可以减少负载量,方便的对图幅进行变更和修改,保持图幅的现势性和可靠性,随时对其进行更改,提高了工作效率。
施工案例
案例一:定向测量在北京地铁复八线中的应用北京地铁复八线的中间段全长12.7千米,东西走向由复兴门至八王坟。其中地上线接近2千米,地底线十千米左右。地下线处地质情况复杂,有多层地下水分布,施工面临防水的挑战。这种情况下,进行竖井定向采用全站仪、垂准仪和陀螺经纬仪组成的联合作业方法可以提升图形清晰度,缩短占用井筒时间。而且采用双投点-双定向的方法的好处是对数据的检核条件进行了优化,也令测量定向精度有所提高。测量中所使用的陀螺经纬仪(型号gak―1)的一次定向中误差理论值为±20毫米′,实际作业时自动校对其定向边陀螺方位角误差可达到±8′。在工作推进中他们引进操作简便的智能陀螺经纬仪定向系统,保证了定向成果的可靠性。
3、全球定位技术
全球卫星定位系统技术是在上个世纪70年代开始发展的,主要运用于海洋、陆地和航天等领域,随着全球定位系统技术的发展和进步,逐渐被运用于测绘技术中。定位技术和定位理论的不断改变,使得测绘技术也有了革命性的变革。目前使用的GPS接收机的重量和体积逐渐变小,便于操作,且质量越来越好。在现代化的测绘技术中,全球定位系统技术逐渐成为了主要的测绘技术之一,能够通过测角、测水准和测距的方式来快速的为客户提供所需要的三维坐标和其他数据。实现高效率、高精度和高速度的测量水准,并逐渐将测量领域扩展到宇宙空间,测量方式也实现了实时动态化。
施工案例
案例二:北京地铁四号线GPS控制网测量四号线的建设难点在于北京南站一段地处交通枢纽,车多客流量大,施工地有限且干扰大。车站周围建筑物布局集密存在民工互扰问题。采用盾构就要求施工配合度较高,因此必须加大工程测量的幅度。为满足盾构施工的需要,要对已提供的一级GPS控制点、精密导线及精密水准点进行检测,保证各级控制点相邻点的精度分别小于±10mm,±8mm和±8mm(l为线路长度,以km计)(精密水准路线闭合差)作为盾构测量工作的起算依据。
四、工程测绘的信息化发展趋势
随着国民经济的快速发展,信息化进程也不断加快,推进信息化技术,是工程测绘工作中必须可少的。传统的工程测绘技术主要包括了航空摄影测量、大地测量、工程测量、海洋测量、地图印刷和制造以及测绘仪器的生产和制造技术等。目前出现的高科技的信息化测绘技术主要是指空间定位、卫星和航空遥感、地理信息技术和地面的一体化测量技术等。该现代化的测绘技术主要是通过当前的通信技术、系统技术和测绘技术配套,对地理信息的产生!收集、整理、检测、传递、储存、识别等,并对这些信息进行应用,满足测绘工作的需要。当前的测绘技术信息化主要是通过各种先进的信息技术,深人的利用和开发地理信息的数据和资源,实现现代化,其中涵盖了测绘技术的数字化,测绘产品的数字化和信息服务的网络化。未来的测绘工程,必然要利用信息技术,实现测绘的现代化和科学化。
结束语
现代测绘技术中多学科经过交叉融合,逐步的形成了新型的信息化测绘技术手段,其主要以数字化测绘作为体系依托,快速更新、获取地理空间信息,实现一体化的信息管理,使得系统在进行数据处理的过程中向着智能化方向发展,这种生产的网络化使得地理信息在空间上逐步的融合,使得技术产品同测绘信息社会化。使得测绘服务在形式上更加的多元灵活,因此信息化测绘是测绘技术后数字化时期的必然发展趋向。
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论文摘要: 本文根据高职土建类建筑工程专业的人才培养目标,结合测量新技术和人才市场的需求,并对《建筑工程测量》课程教学方法的改革进行了探讨,以帮助同行提高该课程的教学质量, 培养出更加合格有用的技术性人才。
现代经济建设高速发展,土木工程建设的大型化、网络化、高等级向建筑工程测量学科提出了更高的要求。建筑工程测量课程应密切关注测绘学科的发展及其在工程建设中的应用,与时俱进,不断探索教学新内容、新方法,严格要求,不断提高教学质量。近年来,随着测绘事业的不断发展,生产上对建筑工程程测量的要求发生了较大变化,传统教学中的某些不适应及缺陷也逐步显现出来,这迫切要求我们重新认识和改革建筑工程测量的教学内容,以满足生产的需要。
1 目前教学中存在的主要问题
1.1 教材内容陈旧
现行教材内容陈旧,存在重理论轻实践的问题,仍然以讲述光仪器的测量方法为主。对于新仪器、新技术的知识只是轻描淡写地介绍,很难适应当今测绘形式发展的需要。
1.2 教学仪器设备落后
学校测量仪器设备落后而且数量有限。在近年生源扩招的情况下,很难满足实际需要。加上学生多且水平有限,不能严格按照正确的使用方法操作,导致测量仪器经常损坏,有的甚至报废。即使修好,仪器的灵敏度也大大下降。对于现在在工地上广泛应用的电子水准仪、电子经纬仪、全站仪等先进的仪器配备很少,甚至没有。这样就会在实验课上出现一部分学生摸不到仪器、用不到新仪器的现象,长此以往会打击学生学习测量仪器的热情。
1.3 测量实验场地简单
大部分学校在做测量实验时没有固定的场地,都是教师在校园里随便指一个地方让学生做实验。校园里地形通常比较简单,没有明显的高差,没有已知的控制点,这样教师在学生做完实验后,很难检核学生测量数据的正确性;学生在做实验时也会质疑这样的实验有什么实际应用或者有什么实际意义。另外,测量实验场地的随意性,还会使部分做实验不认真的学生为了逃避再次返工的问题,而刻意修改测量数据。
2 《建筑工程测量》课教学方法的改进
2.1 教学方法应该多样化
教师应结合所讲的内容,在上课时除传统的板书外,也要多采用一些多媒体的教学方法。例如,在讲到测量仪器时,可以把测量仪器带到教室,或者做幻灯片、图片等,简单地向学生做一展示和讲解。这样既可以让学生了解各种先进的测量仪器,还可以增加学生的好奇心,保持对这门课学习的热情。
再如,在讲到水准仪的基本操作、水准测量,经纬仪的基本操作、水平角观测等这些具体的、有严格规范要求的、实用性很强的教学内容时,就可以准备一些视频资料,在这些视频资料里要有各种规范的操作方法,以及需要重点强调容易出错或忽视的地方,还可以增加一些以往学生在做实验时犯错最多的操作方法,在课堂上给学生放映出来加以强调。这样既可以解决在室外实验课上讲解时学生比较容易分心、重点记得不全、某些操作看得不是太清等问题,还可以增加学生上课的兴趣。
2.2 教学内容上调整
课程内容的改革应本着“加强基本理论、基本技术的培养,注重实践操作技能训练,兼顾测绘新技术应用”的基本原则,对课程内容作必要的调整。
2.2.1 在讲课方面要突出重点,有的放矢。
教师要不断地提高自身的素质,要经常进入工程施工现场,积累实践经验,结合专业特点,了解测量在工程建设中主要都有哪些方面的应用,出现了哪些新工艺、新方法,然后对讲课内容做一调整。例如,对于高职高专建筑工程技术专业的学生,应重点讲述民用建筑施工测量,可以略讲测量误差的基本知识、小区域控制测量和地形图的应用,删除大比例尺地形图的基本知识、地形图测绘、线路工程测量和变形观测等方面的内容。这样主次分明、重点突出,就能在有限的课堂上,让学生掌握更实用的测量知识。
2.2.2 在实验教学上要合理选择,突出实用性。
加强实践教学环节,提高实习效率和质量加强实践教学环节,是学生能力培养的关键,为了达到高职学院培养高等技术应用型人才的要求,实践教学在课程教学中所占比例已达50%。学生能力的高低直接反映实践教学的质量。如何提高测量实验、实习效率和质量,是抓好实践教学的关键。
2.2.2.1 测量实验
测量实验是测量教学中不可缺少的重要环节,只有通过实验和对测量仪器的操作、采集数据、进行计算、测图或施工放样,才能真正理解测量的基本原理,掌握测量的基本方法,培养和提高应用理论知识解决实际问题的能力。足够的测量仪器设备是实验的基础,严格的实验管理是实验质量的保证。
2.2.2.2 测量实习
测量实习是运用测量基本理论和基本实践操作技能解决建筑工程测量技术问题的实践过程,是培养学生实际动手能力和综合分析问题、解决实际问题能力的重要阶段,为了提高实习质量,应增加测量实习操作技能的考试,要求人人过关,从而防止个别学生因产生倦怠情绪而不亲自动手的情况发生。为了提高学生测量技术操作基本功,更好地激发学生对测量课程的学习兴趣,有条件的学校还应开展测量技术竞赛活动,并举办测绘技能水平考试,通过者发放测量技能考核合格证书。这是对实践教学环节的有效补充,也是提高课程教学质量的有效方法和手段。
3 结语
《建筑工程测量》教学方法的改革是一项长期的、与时俱进的工作,需要教师不断结合社会上出现的新技术,探索出更加合理、实用的教学方法。这样才能逐步提高《建筑工程测量》课的教学质量,培养出更多符合社会需求的技术性人才。在目前的情况下,不能等、靠、要,而应积极努力地投入到课程教学的改革中,从基础做起,从教学和学生的需要做起,一步一步地将教学改革引向深入。
参考文献
[1]柳小燕.《建筑工程测量》教学中存在的问题及改进方法[J].测绘技术装备,2005(1).
关键词:公路;前期;测绘;应用
中图分类号:X734文献标识码: A
1、公路工程测绘工作要求
工程的建设说到底是与社会以及经济利益紧密相联系的。在进行工程建设之前首先要进行工程测绘工作,特别是道路、桥梁、隧道的建设,更加需要测量工作来保障工程能够顺利的进行。在施工之前需要测绘人员在建设地点进行实地考察。测绘人员需要对工程所处的地质环境等条件有充足的了解,再结合当地的历史地质资料进行考察。当上述的事情做好以后将数据汇总并对地质环境进行判断,考察施工现场是否稳固,是否能支撑起工程施工的建设,为工程建设范围的路线提供依据,比如在设计铺设路线的时候需要尽可能节约成本,我们首先需要要对路线的地质环境进行勘测,然后绘制地形线条图,对图上的线路进行测量,按照收集来的数据进行路线铺设的定制,对于设计好的路线平面图和路线纵断面图、路线横断面图也应该在图纸上标注出来,如果路线需要穿过河流也要将河流两岸的地形图绘制出来,需要架设桥梁的话也要测量两岸的距离制定合适的桥梁中轴线,测定桥轴线的长度及桥梁所处的河床断面,要对桥位处的河水比降的数据进行测量,方便进行桥体结构和铺设线路的选择,当遇见山体而又无法采取避让的路线时,这时就要开通隧道了,按照规定绘制出隧道设计图,为将来的隧道修建做准备。
2、公路工程测绘技术的发展
现代测绘工程技术也需要做出改变,它与传统的测绘方法有几点不同:传统的测绘技术设计方法是按照规则来进行的。而现代测绘技术设计方法与之不同,它需要借助计算机来对设计进行改进,而且对设计方法的改进是在不断的变化中的,因为新科技带来新的设计思路会对现代测绘工程技术产生深远的影响,再加上现在需要测绘的地质条件越来越复杂,导致其公路的测绘需要大量的数据来支撑。外加现代测绘工程技术引入了新的获取数据的方法,所以这些数据的储存、传输和管理对工程设计的质量有着相当重要的作用。现在学科的种类越来越多,其分类也是有多种的,要想一个人掌握测绘技术方面所有的知识不是现实的。所以现代工程测绘需要多种专业领域的人才一起协作才能更好的完成。
3、几种测绘技术在公路施工前期的具体应用
3.1、遥感技术
遥感技术利用的是光学测量原理,可见光可以扫描地理空间形态,卫星或航空器将这些扫描数据收录到信息处理系统中,经过短时间处理把数据信息转化成实景地形图片、通常情况下,利用航摄照片和地面控制测量工作的配合,为公路工程的勘测设计等工作提供各种照片平面图和地貌信息,为选线和纸上定线提供有力依据;利用航摄照片得到的丰富地面信息资源,可以构成航测立体光学模型,再经过立体观察、判释和实地调查等工作就可以在立体模型上选取路线,同时还可以为工程设计提供地质、水文等很多有关资料;利用解析摄影测量技术和数字摄影测量技术,计算机直接生成被摄区域的大比例等高线地形图和地形三维坐标数据,这些地形图和数据为公路工程的设计和勘测提供原始地形数据。
3.2、检测预报技术的实际应用
检测预报技术现阶段在公路工程前期主要是运用高边坡三维摄像成图系统将边坡岩体结构数据化,三维立体可视化,以便对边坡岩体的稳定性和发展趋势进行分析。检测预报系统对边坡线路的选取也有很大作用,减少线路以后因塌方造成损失的风险。
3.3、钻探与重型勘探技术的实际应用
近几年来钻探和重型勘探技术在公路测绘中的应用越来越多,对公路测绘工作帮助很大,并且随着我国科技的发展也在不断得到改进和创新。对于我国公路工程中的测绘工作,使用先进的钻探和重型勘探技术可以大大提高工作效率,缩短测绘周期,保证测绘成果的质量水平。当前在我国应用最广泛的钻探和重型勘探技术是金刚石绳索取芯钻进技术。其先进性在于可以在不提钻的情况下利用专用钻杆内的绳索将装有岩芯样品的内管提取到地面,这样在复杂的地层可以减少回钻次数,以防止发生孔洞坍塌、掉块,减少岩蕊之间的对磨。在软弱夹层取样时同样可以保障岩蕊的质量。利用专用的粘结剂可以使插入的钢管与含软弱夹层的岩蕊凝结为一体,不仅可以将弱质夹层完整地取出,而且还可以基本保持原状结构。
2.4、瞬变电磁测量技术的实际应用
瞬变电磁技术(TEM)属于时间域电磁感应方法,它的工作原理是通过不接地回线或接电极发送脉冲式一次电磁场,然后再利用线圈或接电极观测由这个脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的时间和空间分布,从而得到被测区域地质情况。瞬变电磁测量技术是通过收集各个测道的瞬变感应电压并换算成视电阻率、视深度等参数,然后再经过滤波、时深转化、绘制各参数图件等步骤,确定被测区域的地质情况。此法比较适用于地形条件比较复杂的山区公路隧道的测绘,它还拥有操作简便,精确度高等优点,并且已经在这些区域取得了良好的效果。近几年来随着我国高速公路的迅速发展,许多高速公路不可避免地要经过煤矿采空区。在高速公路的测绘实践当中,瞬变电磁测量技术在煤矿采矿区域的应用取得了显著效果,它能够很直观地反映出地层深处的地质信息,而且划分详细,勘测的深度比较大。
3.5、全球定位系统的实际应用
GPS定位技术是指通过导航卫星传递测绘信息的处理系统,这种测绘技术的操作程序很简单,可以实现地理环境的实时监控和测量。导航卫星的测绘数据可以表现出两种处理形态:静态测量,可以测量地形角度、距离、水准等多个参数信息;动态测量,通过2台以上接收器观测地理空间变化形态,观测到的数据存在一定差异性,工作人员可以根据这个数据差异精确的测算出地理空间变化的坐标数据、平差数据、变形数据等、CPS技术在工程监测、地理变形控制、隧道工程测量方面有着突出贡献,可以协助国家土地管理局创建精密、高效的地理收测才空制网.
3.6、RTK技术
公路选线时,应减少农田占用量、减少房屋拆迁量,依据勘测设计的规范行事。为使中线的选用达到要求,保障道路中线的精确性,可采用RTK技术,以RTK接收机为流动站,隔一定的距离收集相关数据,以另一个已知点作为参考,准确定位重要物质,把得到的数据输入接收机后,就可以利用CAD软件选线。传统的放样方法很多,如全站仪边角放样、经纬仪交会放样等,效率不高,难度偏大。如果采用GPSRTK放样技术。只需输入点位坐标,靠接收机的提醒能到达任一放样点,不但快捷方便,而且精确度也高。
总言之,目前我国的公路工程中依旧存在着很大的问题。因此在以后的工作中,我们为了能够更准确、全面地掌握公路建设路线的地质情况。就必须在公路工程的施工前期不断地研究、改进,应用更先进更准确更经济的测绘技术,以此保证我国公路工程整体施工质量。
参考文献
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