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中圖分類號：U412.36+6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
隨著我國改革開放的不斷深入，我國經(jīng)濟(jì)和科技都得到很快的發(fā)展，尤其是近年來，政府不斷加快城市化進(jìn)程，使得相關(guān)部門不得不盡快完善城市交通建設(shè)，以便人們生活能便利出行?？萍妓降奶嵘秊楣房辈旃ぷ魈峁┍Ｕ?。數(shù)字化測繪技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計中得到很好的應(yīng)用，其能提升勘察結(jié)果數(shù)據(jù)的高精準(zhǔn)度，并且信息數(shù)據(jù)十分詳細(xì)，極大地提升了高速公路勘察工作的效率和質(zhì)量。因此，數(shù)字化測繪技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計中的應(yīng)用具有重要的作用和意義。
1高速公路勘察設(shè)計中主要的工程測量工作
高速公路勘察設(shè)計施工工程測量工作的重要組成部分，在工程施工前必須要進(jìn)行勘察工作，為公路路線的合理規(guī)劃提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，并且能根據(jù)信息資源繪制帶狀地形圖，對公路縱橫面進(jìn)行測量，然后繪制成施工設(shè)計圖紙。因此高速公路勘察設(shè)計工程測量工作十分重要，其具體的工程測量主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 [1]
1.1勘察設(shè)計的準(zhǔn)備階段測量工作
設(shè)計前工作人員要進(jìn)行初步的測量，才能對公路段施工情況有一個具體的了解，才能勾勒出基本的路面地形圖，進(jìn)而才能深入進(jìn)行下一步勘察設(shè)計工作。初步階段設(shè)計工作人員要擬定修建原則，選定設(shè)計方案和計算主要工程數(shù)量，并且提出施工方案建議和編制工程預(yù)算等，這些工作要順利進(jìn)行必須要對整個工程項目有初步的了解，通過勘察得知施工基本面積和施工難度，進(jìn)而才能計算工程基本施工成本。初步設(shè)計具有不確定性，一般會根據(jù)工作特殊情況，設(shè)置兩套方案，方案一一般是在1：10000地形圖上做多個必選方案，紙上布線完成后，然后再按照1：2000的比例進(jìn)行地形圖測量工作，在1：2000的地形圖上進(jìn)行紙上定線，設(shè)置公路通道。在初步設(shè)計工作人員需要進(jìn)行平面高程控制測量、地形圖測量以及必要的平縱橫測量等工作，這些方面是初步設(shè)計工作的主要內(nèi)容。
1.2施工圖紙設(shè)計階段工程測量工作
在初步勘察完成后，工作人員會對施工地形各方面的情況有一個初步了解，在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，工作人員要確定施工圖紙，因此，工作人員要在1：2000比例圖上進(jìn)行方案比選，確定最終施工路線方案。在這個部分工作中，工作人員需要對中線放樣進(jìn)行測量、公路縱橫面測量、主要施工點地形圖測量以及主要控制地物高等控制測量等方面的工作。這些都是高速公路勘察設(shè)計中需要進(jìn)行的測量工作，其對測量的精度有相當(dāng)高的要求，而數(shù)字化測繪技術(shù)的普及和使用，恰好能滿足勘察設(shè)計測量的需求。[2]
2數(shù)字化測量技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計中的應(yīng)用
2.1控制測量
控制測量主要在高速公路工程地面地形的測量方面，通過測量在地面布設(shè)一系列的控制點，然后準(zhǔn)確的確定這些點的位置，方便工作人員能順利進(jìn)行放線和測量放樣等工作。首先要根據(jù)設(shè)計方案的比例圖，根據(jù)比例圖中初步設(shè)定的位置展開測量，工作人員要利用數(shù)字測繪工具，搜集相應(yīng)的路基、構(gòu)造物等資料，進(jìn)而能更好的進(jìn)行控制測量，并且確保測量工作效率和準(zhǔn)確性。
2.2坐標(biāo)系統(tǒng)測量
坐標(biāo)系統(tǒng)測量主要是地面水準(zhǔn)面、參考橢球以及坐標(biāo)系等方面的測量和確定。地面水準(zhǔn)面是接近地球自然表面的不規(guī)則橢球曲面，工作人員應(yīng)該選擇比較相近的物體與之接近，然后用簡單數(shù)學(xué)表示的體形來代表，確定坐標(biāo)位置。一般坐標(biāo)測量要利用基礎(chǔ)的測繪儀器，對高斯平面直角坐標(biāo)以及坐標(biāo)分帶進(jìn)行測量。 [3]
2.3獨立高等控制測量
獨立等高控制測量主要是利用GPS技術(shù)測距、定位以及建立三維坐標(biāo)系統(tǒng)，這方面的工作需要利用GPS衛(wèi)星高空掃面技術(shù)，為勘察設(shè)計工作人員提供信息數(shù)據(jù)。GPS技術(shù)操作簡單，其精準(zhǔn)度非常高，因此，在勘察設(shè)計測量工作的運(yùn)用具有積極的推廣意義。
2.4地形圖航空攝影測量
地形圖航空攝影測量主要是根據(jù)公路工程特點，長路線采集，在飛機(jī)上安裝攝影機(jī)，然后對觀測地區(qū)進(jìn)行高空攝影，以獲得高清的視頻圖像，然后將攝影圖像與地形圖進(jìn)行比對分析，最終能清楚的確定公路工程施工設(shè)計方案，避免對周圍路面基礎(chǔ)的影響。高空攝影獲取地形圖像后，工作人員還要處理高航攝影的圖像，根據(jù)控制點的布設(shè)，測定公路平面、高程三維坐標(biāo)，并且糾正航攝中的誤差。其次，工作人員還要形成業(yè)內(nèi)圖，讓勘察設(shè)計工作人員能更加清晰的觀察地形圖。
2.5數(shù)字地面模型設(shè)計
數(shù)字地面模型信息采集施工構(gòu)建地面模型的重要前提和依據(jù)，工作人員要利用數(shù)字測繪技術(shù)，大量采集地形點三維坐標(biāo)，按照一定的數(shù)學(xué)模型分析和聯(lián)網(wǎng)，最終通過空間點的連接，構(gòu)建施工設(shè)計所需要的地形起伏數(shù)字模型。這種模型的建立和使用能提升 施工設(shè)計方案的科學(xué)性和可行性，進(jìn)而順利完成公路工程。數(shù)字測繪技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計工程測量工作中的應(yīng)用范圍十分廣泛，工作人員要充分利用現(xiàn)代化數(shù)字化技術(shù)，提升勘察測量結(jié)果的精確度，確保設(shè)計方案的可行性。 [4]
3結(jié)束語
綜上所述，數(shù)字化測繪技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計中的應(yīng)用具有重要的作用和意義，并且實踐證明數(shù)字化測繪技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計中的應(yīng)用具有很好的效果。數(shù)字化測繪技術(shù)的高精準(zhǔn)度、操作簡單以及其能節(jié)約大量的勞動力資源等，這些方面的優(yōu)勢使得高速公路勘察工作效率和質(zhì)量都得到提升。因此，未來我國技術(shù)研究工作人員還需要進(jìn)一步開發(fā)新工藝和新技術(shù)，不斷的完善公路勘察設(shè)計工作的基礎(chǔ)設(shè)備，進(jìn)一步提升勘察工作的水平和質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1] 竇愛霞,王曉青,袁小祥.基于機(jī)載LIDAR的建筑物震害自動識別方法[A]. 中國地震學(xué)會空間對地觀測專業(yè)委員會2012年學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C]. 2012
數(shù)字化測圖不同于傳統(tǒng)的模擬法測圖，在測量實踐中應(yīng)正確認(rèn)識與掌握數(shù)字化測圖的特點。論文格式，城市建設(shè)。根據(jù)數(shù)字化測圖的特點和多年在野外工作的經(jīng)驗，和同志們交流一下想法，僅供參考。
在控制測量中，使用GPS測量時，除必要的測量起算數(shù)據(jù)外，盡可能要自已知檢測點，檢測合格后，再把檢測點加入控制網(wǎng)作為已知點進(jìn)行平差計算，這樣要以有效檢測測量精度，防止測量錯誤。使用全站儀進(jìn)行碎部點數(shù)據(jù)采集時，應(yīng)嚴(yán)格注意輸入測站點與后視點。如果測站點與后視點錯號（點號與位置均認(rèn)識錯誤），實踐證明無法檢測出來，造成內(nèi)業(yè)處理上的不便。數(shù)字化測圖內(nèi)業(yè)圖形編輯主要依靠外業(yè)記錄，外業(yè)測量時，記錄員應(yīng)詳細(xì)記清測點點號、點的屬性、連線關(guān)系，必要時繪制草圖。否則，內(nèi)業(yè)處理時，容易造成錯亂。數(shù)字化測圖等高線的勾繪完全取決于野外的測點，因此在地貌測繪時，立尺員應(yīng)合理選擇地貌特征點，并認(rèn)真了解觀察地形，復(fù)雜地區(qū)應(yīng)簡單繪制地形草圖，以便使勾繪的等高線更加符合測區(qū)情況。由于數(shù)字化測繪相對于傳統(tǒng)平板測圖具有精度高、作業(yè)效率高、勞動強(qiáng)度小等顯著經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢,加之近年來數(shù)字化測繪設(shè)備價格的持續(xù)下降,規(guī)劃、設(shè)計等用圖單位普遍采用計算機(jī)設(shè)計而要求提供數(shù)字化測繪成果等因素,測量單位普遍采用野外數(shù)字化測繪完成大比例尺地形測量工作。數(shù)字化測圖已基本淘汰傳統(tǒng)的平板儀測圖技術(shù),成為占主導(dǎo)地位的技術(shù)方法。而是數(shù)字化時代對測繪成果應(yīng)用方法變革的必然結(jié)果。它引起了一些更深層次的問題,目前對其重要意義尚認(rèn)識不足,現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范、測繪產(chǎn)品價格體系均有與之不適應(yīng)的地方,并就此提出自己的看法：
數(shù)字化測繪對作業(yè)人員的操作技能要求降低,業(yè)務(wù)培訓(xùn)應(yīng)有新的側(cè)重 ，數(shù)字化測圖是采用全站儀直接測取碎部點坐標(biāo)和高程,計算機(jī)編輯成圖的技術(shù)方法。論文格式，城市建設(shè)。數(shù)字化測圖按作業(yè)方法可分為編碼和無碼兩種,編碼方法在測點時必須按碎部點的類型及相互間聯(lián)系輸入特征編碼以便事后編輯成圖。操作儀器的作業(yè)員不僅要熟記編碼,還要時刻觀察地形才能正確輸入,因此,這種方法對操作人員的技術(shù)、經(jīng)驗均有較高要求。就處理碎部點間關(guān)系而言,實際上與平板儀測圖無異。無碼方法則不需輸入任何編碼,而是代之以棱鏡處作業(yè)員繪制草圖記錄所測點之位置、點號及與其它點的聯(lián)系。測站照準(zhǔn)目標(biāo)測取數(shù)據(jù)后,只需向棱鏡處作業(yè)員報告碎部點點號而已,測站與棱鏡間聯(lián)絡(luò)較少,測圖工作實際上主要在棱鏡處進(jìn)行。由于測點時不需觀察地形,因而測量速度很快,一臺儀器可觀測二至三個棱鏡,相當(dāng)于兩三個平板測圖組,外業(yè)測圖效率很高。作業(yè)時,繪制草圖的作業(yè)員在棱鏡處現(xiàn)場繪制,簡單而不易出錯,只需熟悉地形、地物表示方法即可勝任;而觀測員操作全站儀測點精度很高,數(shù)據(jù)傳輸又是自動進(jìn)行,避免了人為的錯誤和讀數(shù)誤差;內(nèi)業(yè)編輯則是計算機(jī)展點,對照草圖應(yīng)用繪圖軟件的各種編輯工具成圖,等高線自動完成,輕松快捷。從理論上講,數(shù)字圖中碎部點精度與作業(yè)員操作技能關(guān)系不大,正常情況下已達(dá)到圖根點的水平,測量誤差可忽略不計。論文格式，城市建設(shè)。所以在數(shù)字化測繪條件下,對作業(yè)人員的操作技能要求大大降低,進(jìn)一步提高成圖質(zhì)量只能靠提升作業(yè)人員的理論水平,即由"測得準(zhǔn)"轉(zhuǎn)到"如何測,如何表示"上來。為適應(yīng)這種新的形勢,今后測繪技術(shù)人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)重點要從熟練、準(zhǔn)確的技能訓(xùn)練轉(zhuǎn)移到地形、地物的正確表達(dá),計算機(jī)繪圖理論、不同使用目的下地形圖的不同取舍等更深層次的內(nèi)容上來。
比例尺的概念將淡化,而代之以具體的測繪要求，傳統(tǒng)的平板測圖由于一定幅面內(nèi)地形符號的負(fù)載及表現(xiàn)能力的局限,不得已分為各種比例尺。而且為了地形圖使用時量算方便,大比例尺實際上主要是1:500、1:1000兩種。由于紙質(zhì)地形圖上同樣長度的距離誤差,代表的實際長度不同,所以不同比例尺地圖不光細(xì)致程度不同,精度也不同,相互間很難轉(zhuǎn)換,常常造成重復(fù)測繪?，F(xiàn)在數(shù)字化測圖仍沿用傳統(tǒng)平板儀測圖的要求劃分比例尺,用來確定測繪細(xì)部的細(xì)致程度和定義繪圖輸出時點狀符號大小,及部分線狀符號(坎、斜坡等)的長短、間隔寬窄等。考慮到輸出紙質(zhì)地圖并不是數(shù)字化測圖的最終目的,數(shù)字化圖的使用主要在計算機(jī)上進(jìn)行。而在計算機(jī)中地形元素之間距離、方位關(guān)系由其坐標(biāo)決定,圖形縮放時圖上數(shù)據(jù)與實地數(shù)據(jù)關(guān)系換算自動完成,無所謂比例尺,精度也不因圖形縮放而異。所以除點狀字符及部分線狀符號大小定義不同外,不同比例尺數(shù)字地圖間差別僅僅是細(xì)致程度不同而已。目前各地經(jīng)濟(jì)建設(shè)蓬勃發(fā)展,地形、地貌變化很快,新測的地形圖很快就會失去現(xiàn)勢性。考慮到數(shù)字化地圖采用不同地物、地形類別分層存儲,并且具有無級縮放顯示,地圖符號負(fù)載量限制相對較小,精度與比例尺無關(guān)等優(yōu)勢。所以可以設(shè)想,應(yīng)淡化比例尺的概念,用圖單位根據(jù)實際用途提出具體的測繪內(nèi)容,不再涉及比例尺大小。而測繪單位也不再根據(jù)測量規(guī)范按比例尺所限定的測繪內(nèi)容,花費(fèi)人力、物力測繪數(shù)量眾多、存在時期短,從用戶的角度來看沒有什么意義地形、地物。這對提高作業(yè)效率、節(jié)省經(jīng)費(fèi)都是一個很有實際意義的問題,值得有關(guān)方面研究。
在數(shù)字化測繪條件下,作業(yè)人員的操作技能已不是決定成圖質(zhì)量的重要因素。數(shù)字化測繪精度很高,地形圖的質(zhì)量主要取決于碎部點位的確定,地形、地物的合理表達(dá),作業(yè)人員根據(jù)地形圖的使用目的所作出的正確取舍等因素,作業(yè)人員技術(shù)培訓(xùn)應(yīng)與之相適應(yīng)。
0 引言
大比例尺地形圖是基礎(chǔ)測繪的重要成果之一，通過地形圖可以獲取多種、大量的信息，為城市規(guī)劃與管理、國土資源規(guī)劃與管理、各類工程設(shè)計與施工等方面的工作提供了保障。隨著城市化進(jìn)程的加快，各地區(qū)加大了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的力度，拆的拆、造的造，每年的變化量極大、速度極快有目共睹，為了滿足城鄉(xiāng)發(fā)展建設(shè)的需要，提高地形數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性就顯得尤為重要，不間斷的地形修測與更新也就必不可少，而多分辨率、高精度、現(xiàn)勢性好的空間基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)則需要依靠高精度的測繪手段和體系。
1 工作流程
基于3S的地形修測與數(shù)據(jù)庫更新的工作流程圖如圖1所示。
2 3S技術(shù)在地形修測中的應(yīng)用
3S技術(shù)即RS（遙感）、GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）三種技術(shù)，現(xiàn)如今，將這三種技術(shù)緊密結(jié)合起來的3S一體化技術(shù)已顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。以RS、GIS、GPS為基礎(chǔ)，將RS、GIS、GPS三種獨立技術(shù)中的有關(guān)部分有機(jī)集成起來，構(gòu)成一個強(qiáng)大的技術(shù)體系，可實現(xiàn)對各種空間信息和環(huán)境信息的快速、機(jī)動、準(zhǔn)確、可靠的收集、處理與更新。
2.1 RS技術(shù)在地形修測中的應(yīng)用
RS（遙感）即遙遠(yuǎn)的感知，是利用飛機(jī)、衛(wèi)星等空間平臺上的傳感器（包括可見光、紅外、微波、激光燈傳感器），從空中遠(yuǎn)距離對地面進(jìn)行觀測，根據(jù)目標(biāo)反射或輻射的電磁波，經(jīng)過校正、變換、圖像增強(qiáng)和識別分類等處理，快速地獲取大范圍地物特征和周邊環(huán)境信息，獲得實時、形象化、不同分辨率的遙感圖像。
遙感具有大面積觀測、時效性強(qiáng)、數(shù)據(jù)綜合性、受地面條件限制少等特點，這一技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋、氣象、水文、軍事、環(huán)保等領(lǐng)域。
在大比例尺地形修測中，我們常利用分辨率為0.1米、空三加密的航空攝影成果，通過與線化圖的疊加比對分析成果作為外業(yè)調(diào)繪底圖，且部分簡單的地物（如河流、道路邊線等）可直接繪制，滿足精度要求。
2.2 GPS技術(shù)在地形修測中的應(yīng)用
GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）就是利用定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)。它于1964年正式投入使用，隨著此后的不斷改進(jìn)和完善，目前在交通管理、汽車導(dǎo)航、軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。GPS具有全球全天候定位、精度高、觀測時間短、測站間無需通視、儀器操作簡便等特點，已成為工程測量的重要測繪手段之一。
RTK（實時動態(tài)控制系統(tǒng)）是一種目前常用的GPS測量方法，它采用載波相位動態(tài)實時差分方法，能夠在野外實時得到厘米級定位精度的數(shù)據(jù)，為工程放樣、地形修測、各種控制測量帶來了便利，也極大地提高了外業(yè)人員的作業(yè)效率。
2.3 GIS技術(shù)在地形修測中的應(yīng)用
GIS（地理信息系統(tǒng)）是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。
GIS技術(shù)集計算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)及管理技術(shù)為一體，不僅能對地理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、分析，并能根據(jù)用戶需求迅速獲取滿足需要的各種信息，以三維可視化的形式將成果顯示出來。它所具有的極強(qiáng)空間數(shù)據(jù)處理與分析能力的優(yōu)勢，為不同領(lǐng)域提供了平臺，也為各種決策提供了有效的依據(jù)。
GPS導(dǎo)出的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過GIS編輯與處理后才能滿足空間地形數(shù)據(jù)庫的技術(shù)要求，才能更好地為各業(yè)提供基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)服務(wù)。為了保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，方便數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用，處理時應(yīng)滿足以下技術(shù)要求：
①數(shù)據(jù)要求采用2007版新國標(biāo)圖式標(biāo)準(zhǔn)《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式》（GB/T 20257.1-2007）。
②按照入庫設(shè)計要求及方便查詢存儲數(shù)據(jù)，必須將矢量數(shù)據(jù)嚴(yán)格分層，詳細(xì)分層見表1。
③拓?fù)潢P(guān)系的檢查。所有面狀要素（如房屋、水系、植被等）必須封閉；線狀要素（如道路、管線等）保持連續(xù)性。
④圖形接邊處理。圖形、屬性應(yīng)無縫接邊。
⑤要素信息。每個要素必須有相對應(yīng)的要素代碼和屬性信息，且準(zhǔn)確無誤。要素信息內(nèi)容包括要素代碼、采集方式、采集日期、文字屬性、數(shù)字屬性、繪圖員、編碼信息等。
3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)庫更新
3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
目前，城市基礎(chǔ)測繪常用的地形數(shù)據(jù)都是基于CAD平臺進(jìn)行生產(chǎn)，為DWG格式數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照上述要求編輯完成、檢查通過后以分幅的方式保存，而對數(shù)據(jù)的管理、應(yīng)用和共享則大多基于GIS平臺（如ArcGIS），所以必須進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)共享平臺的無縫連接。
一幅分幅地形圖所涉及的要素多達(dá)上千種，需要根據(jù)原始數(shù)據(jù)具有的要素代碼及數(shù)據(jù)庫要素代碼建立代碼關(guān)聯(lián)表，通過運(yùn)用FME研發(fā)應(yīng)用程序，將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換入庫，基本可實現(xiàn)一對一轉(zhuǎn)換。
3.2 數(shù)據(jù)庫更新
目前基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫更新方法主要包括增量式更新和版本式更新，增量式更新是指在原有地形圖數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，只對發(fā)生變化部分進(jìn)行相應(yīng)修改，從而達(dá)到地形圖更新的目的；版本式更新則是對地形圖重新測繪后，用新測或修測地形圖數(shù)據(jù)全部替換舊地形數(shù)據(jù)。版本更新方法操作簡單，但數(shù)據(jù)量大時更新效率較低。而增量式更新是通過增量文件只更新變化的數(shù)據(jù)及相關(guān)信息，因此更新效率較高，適用于數(shù)據(jù)量大，變化較頻繁的地區(qū)。增量式更新流程如圖2。
4 結(jié)論與展望
多時相、多源的RS技術(shù)，靈活性強(qiáng)、精度高的GPS技術(shù)，以及具有極強(qiáng)空間分析處理能力及模擬現(xiàn)實能力的GIS技術(shù)為大比例尺地形修測與更新提供了新的數(shù)據(jù)來源和技術(shù)手段。通過實踐驗證，只要制定出一系列的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，就可以充分利用ArcGIS與其它軟件相配合所具有的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理效率優(yōu)勢，制作出滿足要求的大比例尺地形圖，從而滿足基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)的實用性和現(xiàn)勢性要求。
統(tǒng)一的數(shù)據(jù)成果為公安、環(huán)保、地稅、水文、供電、廣電等用戶的GIS應(yīng)用系統(tǒng)提供了及時、有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)，為減少基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)投入，推動基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)共享和數(shù)字常州空間地理框架建設(shè)提供了有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。
【參考文獻(xiàn)】
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論文摘要:文章根據(jù)工作中的一些實踐,簡要介紹了數(shù)字化技術(shù)在原圖處理和攝影測量中的應(yīng)用特點和一些要注意的方面,希望能給同行們作一些經(jīng)驗參考。
傳統(tǒng)工程測量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域主要包括水利、交通、建筑等行業(yè),隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、測量儀器的智能化,數(shù)字化測繪技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,而全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、攝影測量與遙感(RS)以及數(shù)字化測繪和地面測量先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,測量數(shù)據(jù)采集和處理的逐漸自動化、實時化和數(shù)字化,工程測量的服務(wù)領(lǐng)域也應(yīng)進(jìn)一步延伸,以滿足不斷提高的社會需要。
一、數(shù)字化技術(shù)在原圖處理中的應(yīng)用
(一)原圖數(shù)字化處理
在建立各種GIS系統(tǒng)時,需要對原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理,對于原始地圖,若其現(xiàn)勢性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數(shù)字化儀對其進(jìn)行數(shù)字化處理工作。當(dāng)前主要有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化、GPS數(shù)據(jù)輸入三種方法,手扶跟蹤數(shù)字化需要的儀器為計算機(jī),數(shù)字化儀及相關(guān)軟件,是較早的一種數(shù)字化輸入方法,輸入速度較慢,勞動強(qiáng)度也較大。掃描矢量化是通過掃描儀輸入掃描圖像,然后通過矢量跟蹤,確定實體的空間位置。隨著掃描儀的普及和矢量化軟件的不斷升級,其作業(yè)方法越來越趨于自動化,它是一種省時,高效的數(shù)據(jù)輸入方法。GPS輸入是依據(jù)GPS工具能確定地球表面圖形精確位置,由于它測定的是三維空間位置的數(shù)字,因此不需作任何轉(zhuǎn)換,可直接輸入數(shù)據(jù)庫,目前主要是應(yīng)用RTK(RealTimeKinematics-實時動態(tài))技術(shù),它是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、能夠?qū)崟r提供流動站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級精度的一種新的GPS定位測量方式,通過將1臺GPS接收機(jī)安裝在已知點上對GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測,將采集的載波相位觀測量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺的載波上,再通過基準(zhǔn)站電臺發(fā)射出去;流動站在對GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測并采集載波相位觀測量的同時,也接收由基準(zhǔn)站電臺發(fā)射的信號,經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測量,流動站的GPS接收機(jī)再利用0TF(運(yùn)動中求解整周模糊度)技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度,最后求出厘米級精度流動站的位置。應(yīng)用這種測量方法測量可以不布設(shè)各級控制點,僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點,便可以高精度快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標(biāo),利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時,也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速地進(jìn)行施工放樣。而實際應(yīng)用得較多的主要是數(shù)字掃描矢量化軟件,針對大比例尺地形圖,大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。下面簡單介紹MAPCAD軟件的原圖數(shù)字化處理作業(yè)流程。
(二)數(shù)字化原圖作業(yè)流程
由于MAPCAD軟件掃描矢量化輸入方法具有圖像清晰、編輯方便、易于轉(zhuǎn)換等特點一般外設(shè)精度都能滿足,所以地形圖的精度主要取決于人工跟蹤精度和輸出設(shè)備精度,而人工跟蹤精度主要取決于作業(yè)人員的技能掌握熟練程度和工作態(tài)度,所以必須在加強(qiáng)作業(yè)人員基本技能培訓(xùn)上下工夫,要求工作人員嚴(yán)格按矢量化方案作業(yè),確保圖件的精度和質(zhì)量高于國家現(xiàn)行數(shù)字化測圖規(guī)范所規(guī)定的數(shù)字化精度和質(zhì)量。在工程測量實踐中,要做好地形圖外業(yè)測點與數(shù)字化圖縮放相結(jié)合、符號圖層的劃分子圖、線型符號庫的設(shè)計等工作保證滿足工程進(jìn)度的同時又節(jié)約項目經(jīng)費(fèi),設(shè)計出的數(shù)字地圖簡單易用、美觀整潔、易于使用地形圖的工作人員判讀。
二、數(shù)字化繪圖
(一)數(shù)字化繪圖的特點
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統(tǒng)工程測量的重要內(nèi)容,數(shù)字化繪圖克服了手工繪圖存在的許多弊端,如工作量大,作業(yè)艱苦,作業(yè)程序復(fù)雜,煩瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產(chǎn)品單一等缺點,符合現(xiàn)代飛速發(fā)展的工程需要。目前,數(shù)字化成圖技術(shù)主要有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法,主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等,其特點是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。具有以下的特點:
1.一測多用:如在一些綜合性較強(qiáng)的工程中需要對同一地形圖繪制不同比例尺的地形圖,過去的平板測圖方法則需要重復(fù)工作,而數(shù)字化測圖則可以同時根據(jù)完成的地形圖繪制不同比例尺的多個地形圖,因為往往小比例尺包含了大比例尺地形圖測圖范圍。僅需先測大比例尺圖范圍,再補(bǔ)充小比例尺測圖范圍即可滿足各不同專業(yè)人員對不同比例尺的地形圖的需要。
2.精度高:數(shù)字化成圖系統(tǒng)在外業(yè)采集數(shù)據(jù)時,利用全站儀現(xiàn)場自動采集地形地物點的三維坐標(biāo),并自動存儲,在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時,完全保持了外業(yè)測量的精度,消除了人為的錯誤及誤差來源,而且外業(yè)工作省略了讀數(shù)、計算、展點繪圖等外業(yè)工序,減少了作業(yè)人員,外業(yè)工效大大提高,時間縮短,直接生產(chǎn)成本大幅度下降。
3.勞動強(qiáng)度:小數(shù)字化成圖的過程,減輕了作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度,使生產(chǎn)周期大大縮短,能及時滿足用戶的要求。
4.便于保存管理及更新方便:數(shù)字化產(chǎn)品既可以存儲在軟盤上,也可以通過繪圖儀繪在所需的圖紙上,線條、線劃粗細(xì)均勻,注記、字體工整,圖面整齊、美觀。且便于修改,能更好地保證圖形的現(xiàn)勢性和不變形性,避免重復(fù)測繪造成的浪費(fèi),增加地形圖的實用性和用戶的廣泛性。
(二)外業(yè)數(shù)據(jù)的采集
在采集數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)采集人員要準(zhǔn)確應(yīng)用地物代碼,以免在內(nèi)業(yè)成圖時出現(xiàn)錯誤;在觀測開始時,相關(guān)工作人員需嚴(yán)格按照要求應(yīng)對測站點進(jìn)行檢查,跑尺人員應(yīng)嚴(yán)格按照自動成圖的要求作業(yè),確保能完整地描述地形地貌的特征點,必須通過繪制草圖來表明各個地物碎部點的屬性及相互關(guān)系,測量坎子時,要量取坎子比高,坎下也要進(jìn)行地形點采集。當(dāng)一個測區(qū)完成后,如果有必要可把數(shù)據(jù)備份。
(三)繪制內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
無論是工程進(jìn)程各階段的測量工作,還是不同工程的測量工作,都需要根據(jù)誤差分析和測量平差理論選擇適當(dāng)?shù)臏y量手段,并對測量成果進(jìn)行處理和分析。
三、工程測量中的數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)
數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理,應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法。就攝影測量本身而言,從測繪的角度上來看數(shù)字?jǐn)z影測量還是利用影像來進(jìn)行測繪的科學(xué)與技術(shù);而從信息科學(xué)和計算機(jī)視覺科學(xué)的角度來看,它是利用影像來重建三維表面模型的科學(xué)與技術(shù),也就是在“室內(nèi)”重建地形的三維表面模型,然后在模型上進(jìn)行測繪,從本質(zhì)上來說,它與原來的攝影測量沒有區(qū)別。因而,在數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)中,整個的生產(chǎn)流程與作業(yè)方式,和傳統(tǒng)的攝影測量差別似乎不大,但是它給傳統(tǒng)的攝影測量帶來了重大的變革。
中圖分類號：TN958.98文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 03-0000-02
Airborne LIDAR Technology in Railway Survey and Design Application and Benefit Analysis
Han Zujie
(Railway Third Survey and Design Institute Group Co.,Ltd.,Tianjin300142,China)
Abstract:Airborne laser radar technology (LiDAR) is a new remote sensing technology,because of its high precision and efficiency,in terms of rapid development of topographic mapping,currently nearly 20 sets of LiDAR systems.This paper studies LiDAR technology in railway engineering survey and design the content,products,and effects,on the basis of aerial photogrammetry and traditional methods are compared to prove LiDAR technology in the railway survey and design of the feasibility and superiority.
Keywords:LiDAR;Railway survey and design;DEM;DLG
一、引言
機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)（LiDAR）是一種全新的遙感技術(shù)，自上世紀(jì)90年代在德國首次出現(xiàn)商用樣機(jī)系統(tǒng)以來，因其高精度和高效率，在地形測繪方面得到快速發(fā)展。目前，全球已經(jīng)有幾十套商用系統(tǒng)在使用，主要實用系統(tǒng)有：Topscan、Optech、TopEye、Saab、Fli-map、TopoSys、HawkEye、Leica ALS50/60系列、Falcon等。
上世紀(jì)90年代中后期至今，美國、德國、加拿大、澳大利亞、瑞典和芬蘭等國家，先后成功應(yīng)用這項技術(shù)進(jìn)行了地形測量、森林資源調(diào)查與評估、三維城市建模等試驗與工程實踐。特別是芬蘭和德國，已經(jīng)采用這項技術(shù)建立了全國或者大部分國土的DEM，達(dá)到了理想的效果。目前在國內(nèi)已經(jīng)有接近20套LiDAR設(shè)備，其中，北京星天地信息科技有限公司、山西亞太數(shù)字遙感新技術(shù)有限公司、廣西桂能信息工程有限公司、廣州建通測繪技術(shù)開發(fā)有限公司以及東方道邇公司等單位已經(jīng)先后開展了實驗和工程飛行，主要用于生產(chǎn)數(shù)字高程模型（DEM）、正射影像（DOM），進(jìn)而制作線劃圖（DLG）等。本研究將使用LiDAR技術(shù)對鐵路勘察工程設(shè)計進(jìn)行研究與試驗，介紹其主要產(chǎn)品及應(yīng)用并對經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評價。
二、機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理
（一）機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)簡介
LiDAR系統(tǒng)是一種新型的綜合應(yīng)用激光測距儀、IMU、GPS的快速測量系統(tǒng)，可以直接測得地面物體各個點的三維坐標(biāo)。機(jī)載的激光雷達(dá)系統(tǒng)通常還集成高分辨率數(shù)碼相機(jī)，用于獲取目標(biāo)影像。從功能上看，機(jī)載激光掃描系統(tǒng)是基于激光測距技術(shù)、GPS技術(shù)和慣性導(dǎo)航技術(shù)這三種技術(shù)集成的一個軟硬件系統(tǒng)，其主要目的是為了獲取高精度的數(shù)字表面模型（DSM）。
目前，LiDAR提供的直接數(shù)據(jù)產(chǎn)品為：點云數(shù)據(jù)，DSM，DEM，DOM。經(jīng)過后處理可以快速生成等高線、高程點、橫縱斷面圖，完成路線設(shè)計需要的專項測繪內(nèi)容（如架空管線的凈空、交叉角度測繪等），并提供工程設(shè)計模型和景觀設(shè)計模型等。
（二）LiDAR的主要系統(tǒng)構(gòu)成
主要系統(tǒng)構(gòu)成包括：
1.掃描儀組件：激光發(fā)射器、激光信號接收器、機(jī)械組件、掃描鏡及窗口、接口板。
2.設(shè)備支持系統(tǒng)：系統(tǒng)控制器、飛機(jī)位置及姿態(tài)測量系統(tǒng)、檢流控制器、激光電源、電源分配器、控制計算機(jī)、連接電纜。
3.附屬軟件：包括項目飛行設(shè)計及對記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理（濾波、分類等）處理。
4.控制/顯示器：激光發(fā)射指標(biāo)器、音頻告警器、電路熔斷器、系統(tǒng)診斷數(shù)據(jù)輸出、控制接口。
（三）主要工作原理
通過DGPS（或PPP）和IMU求得航機(jī)線上任意采樣時刻激光發(fā)射中心的空間坐標(biāo)和設(shè)備的空間姿態(tài)，內(nèi)插后能夠獲取任意時刻激光光束的姿態(tài)和發(fā)射中心的空間坐標(biāo)，通過激光測量激光發(fā)射中心到地面的距離，可以求得每一個激光腳點的空間三維坐標(biāo)。另外，利用DGPS/IMU可以直接獲取每一張照片的外方位元素，可以快速制作DOM成果。最后將激光點數(shù)據(jù)和數(shù)碼影像進(jìn)行聯(lián)合處理得到高精度的正射影像和數(shù)字高程模型。
三、機(jī)載激光雷達(dá)的應(yīng)用
機(jī)載激光雷達(dá)能夠快速獲取數(shù)字地表模型（DSM），同時，配套的中畫幅數(shù)碼相機(jī)可以獲得同步的數(shù)碼相片，經(jīng)過加工處理可獲得數(shù)字高程模型、分類信息、航空相片的立體像對和正射影像圖。目前還沒有成熟的專業(yè)接口供鐵路勘察設(shè)計工程中使用機(jī)載激光雷達(dá)成果，因此，如何將機(jī)載激光雷達(dá)勘測成果與眾多設(shè)計專業(yè)手段無縫結(jié)合，從海量基礎(chǔ)信息中快速提取或檢索有用的信息為各專業(yè)設(shè)計所用，是機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于鐵路勘察設(shè)計的關(guān)鍵。
結(jié)合鐵路勘察設(shè)計特點和工程應(yīng)用實踐，一方面將機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)成果進(jìn)行加工，提供滿足專業(yè)應(yīng)用的專題成果，另一方面，改進(jìn)專業(yè)設(shè)計勘察設(shè)計流程，提出新的設(shè)計理念，以便更加有效地利用海量的基礎(chǔ)信息，提高設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。
利用機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)提供的高精度、高分辨率數(shù)字地面模型和正射影像圖，結(jié)合鐵路專業(yè)設(shè)計要求，主要生產(chǎn)以下幾種產(chǎn)品（見圖4）：
1.工點地形圖。它是針對鐵路設(shè)計的控制工點，在施工圖階段做的更加詳細(xì)的勘測工作，以保證設(shè)計資料的精度和準(zhǔn)確性。如：橋址地形、隧道進(jìn)出口等；
2.斷面圖。主要包括縱斷面和橫斷面，一般它們的精度高于地形圖的精度。主要用于保證設(shè)計線路的平順性和計算工程數(shù)量的準(zhǔn)確性；
3.數(shù)字正射影像地形圖。這是線劃圖的替代產(chǎn)品，通過將正射影像圖疊加等高線、專業(yè)調(diào)查的地質(zhì)界線、自然保護(hù)區(qū)等矢量信息，而形成的一種地形圖，它的信息量更加豐富，更加直觀；
4.專項測繪。針對特殊的專業(yè)需求而進(jìn)行的詳細(xì)勘測工作。如：水文斷面、涵軸測量、電線垂度等；
5.工程中的土石方自動計算、坡度、坡向的計算等；
6.快速構(gòu)建三維虛擬場景，城市建模等。
此外，還可利用高分辨率的影像進(jìn)行專業(yè)調(diào)查、地質(zhì)判視等，便于指導(dǎo)外業(yè)工作，提高外業(yè)勘測的針對性和合理性。
四、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用前景
（一）機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)與常規(guī)航測方法的經(jīng)濟(jì)比較
1.兩種技術(shù)手段外業(yè)控制測量的比較。LIDAR所需的外業(yè)控制點與常規(guī)航測外控的比較，以II級地形1：2000航測地形圖測繪（常規(guī)航測單航帶100km）為例。
（1）首級平面和高程控制網(wǎng)工作內(nèi)容和數(shù)量是基本相同的。
（2）LIDAR系統(tǒng)要求每5-7km測量一個平面和高程控制點，每30km測量一處高程校正區(qū)，這樣100km線路需要布設(shè)平高控制點17個，高程校正區(qū)3個。而常規(guī)航測方法，采用150mm焦距的航攝儀拍攝，需要75個平高控制點；采用210mm焦距的航攝儀拍攝，需要150個平高控制點。
（3）LIDAR系統(tǒng)不因地形等級的變化而改變外業(yè)平高控制點的數(shù)量（適當(dāng)?shù)膶挾?，如不大?0km）。而常規(guī)航測方法會隨著寬度的增加而成倍增加外控點的數(shù)量。
2.橫斷面切繪的經(jīng)濟(jì)比較。以張?zhí)畦F路定測為例，相對于采用Lidar技術(shù)平均1000-1200個橫斷面/人天的工作效率，常規(guī)航測方法每人每天只能切繪300-400個橫斷面，可見工作效率提高了3-4倍，對企業(yè)發(fā)展帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
3.地形圖制作的經(jīng)濟(jì)比較。以II級地形1：2000地形圖測繪為例。
因為LIDAR具有高效生成DEM的優(yōu)勢，所以在生成等高線、高程點等具有高程信息的地形信息時具有更高的效率，在這個方面，采用Lidar技術(shù)平均效率為12-15平方公里/（人.天），常規(guī)航測方法每人每天只能測繪2-3平方公里；
航測方法在立體模型下獲?。ǔ雀呔€、高程點之外）矢量信息具有更大的優(yōu)勢，而LIDAR則因其自身離散性獲取能力比較弱，適合于小面積的（除等高線、高程點之外）矢量信息獲取。
（二）成功案例及分析
經(jīng)過試驗與實踐，LiDAR技術(shù)已成功用于多個鐵路項目的勘測設(shè)計項目，減少了內(nèi)業(yè)制圖的壓力，縮短了項目工期，在鐵路各專業(yè)使用中反映良好，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。以某工程為例，泛亞鐵路某段全長257Km，由于距離遙遠(yuǎn)，地處國外，而且鐵路過境區(qū)域存在大量地雷區(qū)域，給外業(yè)工作帶來極大不便?？紤]到地理因素和方案局部變動的因素，項目在實際操作中拋棄傳統(tǒng)外業(yè)測量加航測制圖的作業(yè)方式，直接采用機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)，一次性獲取鐵路過境區(qū)域長257km，寬4km的雷達(dá)點云數(shù)據(jù)和數(shù)碼影像數(shù)據(jù)，利用該數(shù)據(jù)圓滿完成了無外業(yè)控制測量情形的1：10000和1：2000的地形圖成圖任務(wù)，不僅避免了人力物力消耗和地雷區(qū)作業(yè)的危險性，而且在內(nèi)業(yè)成圖中，大膽使用數(shù)字正射影像地形圖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DLG，取得了制作者和使用者均滿意的雙贏局面。
（三）推廣應(yīng)用前景
機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)具有巨大的發(fā)展空間和潛力，作為一種新技術(shù)，還有許多發(fā)展空間，特別是在數(shù)據(jù)處理算法以及軟件和系統(tǒng)的開發(fā)等方面。隨著用戶數(shù)量的增加，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V，特別是隨著激光技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將促進(jìn)機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的革新。在鐵三院于2009年率先在國內(nèi)將機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于鐵路勘察設(shè)計并取得巨大成功后，今年鐵一院、鐵二院、鐵四院都陸續(xù)定購了機(jī)載激光雷達(dá)并加大了人力投入，可見由于其精度高、成本低、周期短等特點在鐵路行業(yè)已經(jīng)被廣泛關(guān)注。鐵路行業(yè)之外，水利、公路、電力、農(nóng)林等行業(yè)也在積極開展相關(guān)的研究和應(yīng)用。
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中圖分類號：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、前言
在地質(zhì)勘探報告中，地形圖的繪制一般都是采用AutoCAD軟件或者以AutoCAD軟件為基礎(chǔ)，配合其他的軟件進(jìn)行地形圖的繪制工作。隨著我國科技的進(jìn)步，地形圖的等高線繪制已經(jīng)越來越趨向于自動化的方向發(fā)展，本文結(jié)合Surfer軟件和AutoCAD軟件，分析了具體的地形圖三維可視化的制作過程。
二、AutoCAD概述
AutoCAD具有強(qiáng)大的繪圖功能，在地質(zhì)勘探報告的制圖系統(tǒng)中，大多是利用AutoCAD作為軟件的開發(fā)平臺。目前，我國大多數(shù)城市的地形圖數(shù)據(jù)以AutoCAD的數(shù)據(jù)格式(*·dwg)存儲。為充分利用已有的數(shù)據(jù)資源，必須有一個切實可行的處理方法，將已有的AutoCAD數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適用的GIS數(shù)據(jù)，以便更高效地建立城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。近年來研究提出基于Geoway實現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，鑒于AutoCAD地形圖數(shù)據(jù)不規(guī)范(如編碼不規(guī)范、地物拓?fù)潢P(guān)系錯誤等)，轉(zhuǎn)換結(jié)果不理想。由于生產(chǎn)模式和數(shù)據(jù)規(guī)范不斷完善，導(dǎo)致數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致，同時由于內(nèi)業(yè)制圖不嚴(yán)謹(jǐn)，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整理與加工。
三、AutoCAD的應(yīng)用技巧
1、AutoCAD的繪圖比例
一般建議用戶在使用AutoCAD進(jìn)行地形圖繪制時，使用一比一千的繪圖比例。當(dāng)然在比例調(diào)整這一方面，AutoCAD軟件的運(yùn)用是很靈活的，可以自由輸出繪圖比例的。比如用戶輸出“1000單位=繪制1單位”，那么軟件就會自動按一比一千的比例輸出圖形。其實，在AutoCAD軟件中使用一比一比例制圖是有很多優(yōu)點的。比如說：首先，由于實際繪圖和輸出圖形是完全一致的，所以很容易發(fā)現(xiàn)制圖過程中的錯誤。發(fā)現(xiàn)圖紙尺寸設(shè)置的不合理時，極易修改。其次，由于是一比一的比例，所以標(biāo)注尺寸也很準(zhǔn)確。再次，在多種圖紙設(shè)計時需要復(fù)制或者使用塊時，由于是一比一的比例，所以操作時不用比例換算，也方便制圖。最后，用一比一的比例制圖，不用頻繁地改變比例，一方面可以提高制圖效率，另外還可以避免換算過程中出現(xiàn)的錯誤。
2、圖層的建立和利用
AutoCAD軟件可以合理地創(chuàng)建很多圖層，從而降低工作強(qiáng)度，比如說用戶在制圖過程中要對某一類數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，可以將其他圖層關(guān)閉，只打開這一類數(shù)據(jù)所在圖層，改完后再打開所有圖層，這樣修改起來也方便，同時還可以提高制圖效率。因此，用戶在地形圖繪制時，應(yīng)認(rèn)真分析，確定建立的圖層數(shù)及名稱。下面簡單介紹一下圖層的設(shè)立。
在“圖層特性管理器”中新建圖層，并根據(jù)實際需要設(shè)置好每個圖層的顏色、線型、線寬等。這樣方便用戶制圖。并且如果制圖中出現(xiàn)問題，就可以針對某個圖層進(jìn)行修改。比如用戶想繪制一幅地形圖，大家知道，地形圖中包含了很多元素及其變化，像地貌、植被、房屋、道路、橋梁、水渠、電桿等，如果把這些信息全部放在一個圖層上，看上去非常凌亂，對以后的處理也很難入手。因此在繪制中就需要把地形圖的各種信息元素按類別建立不同的圖層，這樣不僅可以降低工作難度，而且當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)某一圖層有問題時，還可以關(guān)閉其他圖層，只打開有問題的圖層，進(jìn)行修改。這樣不會因為誤操作而引起其他的錯誤發(fā)生。
3、線型的制作
我們看到的地形圖，像陡崖、陡坎等在圖形上表現(xiàn)得很形象，這就是AutoCAD中所說的線型的體現(xiàn)。用戶在繪圖中，會用到很多專業(yè)性的線型，而AutoCAD本身提供的線型往往不能滿足需要，那么就要根據(jù)《地質(zhì)圖例》中的圖例標(biāo)準(zhǔn)，建立一個測量專用的線型。具體步驟如下：
從AutoCAD系統(tǒng)文件夾中，選擇“suport”下的“acd.lin”，復(fù)制后改名為“cl.lin”。若是簡單線型（只含有點、空、線）就可以直接在“cl.lin”上進(jìn)行線性的修改、刪除。若是復(fù)雜線型（含有文字、符號），首先看型（*.shp）文件上有的，可以直接使用，否則要根據(jù)語法作出型文件“cl.shp”，然后在命令窗口中輸入“compile”，編譯“cl.shp”文件，編譯后會自動在AutoCAD/support/中生成一個“cl.shx”文件。這樣就可以利用該型在“cl.lin”中進(jìn)行繪制線型了。
4、處理手工繪制和修改地形圖
在地形圖繪制中，有些圖紙需要手工繪制。像剖面圖什么的，這時我們就可以用掃描儀把圖紙掃描到電腦上，數(shù)字化時要注意的是：手工制圖時是按一定的比例繪制的，而在電腦內(nèi)我們通常是以一比一的比例繪制。因此在進(jìn)行數(shù)字化之前，我們先得確定圖形的兩個坐標(biāo)點，而在輸入坐標(biāo)點的坐標(biāo)時，要換算比例。對于隨著復(fù)雜的地形圖所反應(yīng)出來實際斷層的產(chǎn)狀而進(jìn)行的圖紙修改也需要進(jìn)行數(shù)字化處理，但是必須保證手工繪制的和電腦軟件繪制兩種圖紙的一致性。
5、處理文字樣式問題
我們在AutoCAD繪圖中有時會出現(xiàn)個別文字樣式不能正確顯示的情況，原因可能有以下幾種：
（一）沒有使用對應(yīng)的字型漢字字體，像BSDF等；
（二）當(dāng)前系統(tǒng)中沒有漢字字體形文件；應(yīng)將所用到的形文件復(fù)制到AutoCAD的字體庫目錄下面；
（三）對于某些符號，如俄文字母等，同樣也要使用對應(yīng)的字體形文件，否則也會不識別。
6、設(shè)置自動保存功能
在制圖中，我們可能會遇到突然停電或關(guān)機(jī)等突發(fā)事件，如果沒有自動保存的話，可能我們的工作很多都得重新再來。下面我介紹一下自動保存的步驟及注意事項。
（一）點擊工具菜單，選擇“打開和保存”、“文件安全措施”、“自動保存”。
（二）自行設(shè)置每隔多少分鐘自動保存。值得注意的是系統(tǒng)自動保存的文件放的目錄比較復(fù)雜難找，我們可以自己重新選擇存放路徑，點擊選項中的“文件”、“自動保存文件”并雙擊，將系統(tǒng)默認(rèn)的保存路徑改為自己想放的地方。這樣，如果有突發(fā)事件，我們可以將該文件更改后綴，就可以正常繼續(xù)使用。
7、圖紙打印
在圖紙打印時，最好選用專業(yè)的打印機(jī)。實際上有些圖型的長度和寬度并不符合電腦中提供的標(biāo)準(zhǔn)模式。比如：圖號是B0、B1等，如果我們進(jìn)行這些圖號圖紙的打印，可能會打印不全。因此我們可以通過自定義打印設(shè)備來實現(xiàn)。另外還有一個值得注意的就是打印比例的設(shè)置，比如說繪制地形圖時，是按1∶1來繪制的，那么打印時設(shè)置打印比例還是1∶1，因為繪制基礎(chǔ)單位是米，而打印時它的基礎(chǔ)單位毫米，如果打印時再設(shè)為1∶1000的話，那就錯了。
四、兩類數(shù)據(jù)文件的交換
DXF ( Drawing Interchange Format 圖形交換格式) 是AutoCAD圖形文件中所包含的全部信息的標(biāo)記數(shù)據(jù)的一種表示方法, 是AutoCAD 圖形文件的ASC II或二進(jìn)制文件格式。一個DXF文件一般由四個段組成, 分別是標(biāo)題段( HEADER )、表段( TABLES )、塊段( BLOCKS) 和實體段( ENTITIES) , 而我們所需要的離散點坐標(biāo)數(shù)據(jù)存在于實體段中 。
Surfer 軟件能識別的數(shù)據(jù)格式有. txt、.dat、.xls等數(shù)據(jù)文件, 并且只需要各離散點的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。由于DXF文件與Surfer 數(shù)據(jù)文件均可以是ASC II碼文件, 通過高級語言編程就很容易實現(xiàn)兩者的轉(zhuǎn)化。首先通過地形圖的DWG 格式轉(zhuǎn)化為DXF格式文件, 將地形圖等高線離散化, 然后通過一定的編程方法將離散化之后的等高線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為Surfer所需要的數(shù)據(jù)格式, 并進(jìn)行數(shù)據(jù)網(wǎng)格化, 即GR ID 格網(wǎng)的建立。
DXF文件中包含有Au to CAD 中的全部信息, 離散點坐標(biāo)數(shù)據(jù)只是其中的很小一部分, 所以必須通過標(biāo)識符來判別并讀取數(shù)據(jù), 并以Surfer數(shù)據(jù)格式進(jìn)行保存。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程見圖1。
部分程序源代碼如下:
圖1 轉(zhuǎn)換流程圖
五、應(yīng)用實例
以某省某山區(qū)1B5萬地形圖為例,將其以DXF格式輸出,利用上述程序轉(zhuǎn)化為Surfer的數(shù)據(jù)格式,從而能形象地以三維形式顯示立體表面,并能自由旋轉(zhuǎn)和進(jìn)行體積計算?？傻玫揭韵?種圖形(圖2~圖7):
圖2與AutoCAD地形圖的效果基本一致,隨著插值方法不同,等高線也會有細(xì)微變化,圖右邊的顏色條通過顏色的深淺變化來反映出高程的變化,并在圖上進(jìn)行顏色填充,圖中等高距為100m,可任意調(diào)整大小。
圖2等值線圖
圖3線框圖
圖4三維立體圖
圖5光柵影像圖
圖6 陰影地貌圖
圖3和圖4可明顯看出實際地形,反映出地形的起伏變化,通過改變觀察者視線和視距的方法,控制圖形在繪圖窗口內(nèi)的形態(tài)并選擇合適的顏色等級可得到非常精美的圖形,由這兩類圖形可進(jìn)行表面積和體積的量算。
圖5和圖6在二維平面上通過不同的顏色等級,反映出地貌的變化。圖6是用不同的顏色屬性來表示由于用戶自定義光源的方位及角度不同而產(chǎn)生的地貌圖的陰暗陰影。
圖7網(wǎng)格矢量圖
圖7同時表示了數(shù)據(jù)點的方向和大小。在給定結(jié)點,矢量箭頭指向最陡傾斜方向,長度定性反映傾斜度的大小,這很類似于地質(zhì)學(xué)中地層的傾向和傾角。
所有以上圖形都可以通過DXF格式輸出,在AutoCAD中重新生成,實現(xiàn)AutoCAD與Surfer的互操作。
五、結(jié)束語
綜上所述，AutoCAD軟件配合Surfer軟件使用進(jìn)行地形圖的三維可視化圖的繪制是非常科學(xué)和有效的，因此，在今后地形圖的三維圖繪畫過程中，可以考慮結(jié)合這兩種軟件進(jìn)行繪制。
【參考文獻(xiàn)】
[1]黃永金.AutoCAD下地形圖圖框加載程序研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2012,06.
[2]齊冬梅.基于AutoCAD的地形圖線型定制[J].森林工程,2011,05:58-60+64.
測繪工作引領(lǐng)著現(xiàn)代公路橋梁勘測設(shè)計的方向，起著先鋒和表率的作用，測繪的精度和準(zhǔn)度相當(dāng)關(guān)鍵，它不僅影響著測繪數(shù)據(jù)，還影響施工的效果和質(zhì)量?，F(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展，給公路勘測提供了便捷性，減輕了測繪工作人員的工作強(qiáng)度和工作難度，提高了測繪的準(zhǔn)確性，保證了施工設(shè)計和施工質(zhì)量。當(dāng)然，現(xiàn)代的測繪技術(shù)被廣泛利用在公路勘測的各個方面，在整個公路勘測中起著不容小覷的作用。
一、公路勘測的流程
公路勘測主要分為踏勘選點、質(zhì)量控制、中樁放樣、斷面測量、路線地形圖測繪、限制條件下測繪精度的控制原則幾個環(huán)節(jié)。選點就是在測繪區(qū)內(nèi)選取控制點的位置，首先收集相關(guān)地形圖的資料，依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定可參考的方案，然后進(jìn)行實地踏勘，選定導(dǎo)線點的位置。
現(xiàn)代公路勘測的控制測量作業(yè)，大體上由先前的第一代經(jīng)緯儀器相互配合測量距離、第二代全站儀演變?yōu)楫?dāng)前的GPS測量技術(shù)。而全站儀具有測量精準(zhǔn)度高、測量速度快、自動化程度高的優(yōu)勢，對于我國的公路勘測坐標(biāo)直接進(jìn)行橫斷面測量。
在公路設(shè)計時，必須從當(dāng)?shù)氐膶嶋H出發(fā)，因地制宜地采取不同的測繪技術(shù)，確保公路測量的精度，提高公路測量的工作效率。
二、現(xiàn)代測繪技術(shù)的優(yōu)越性
3S技術(shù)，即RS（遙感）、GIS（地理信息系統(tǒng)）、GPS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)被應(yīng)用在公路的測繪中，在微機(jī)輔助設(shè)計下，開拓了公路測繪的新途徑，向高精度、高分辨率、數(shù)字地面模型、立體技術(shù)的自動化和智能化發(fā)展。3S各具特點，RS可以幫助獲取更多的地面信息，擴(kuò)大了測繪的面積，但是不能滿足對所有物質(zhì)的感知，比如說距離比較遠(yuǎn)的或者經(jīng)緯度信息，它就不能準(zhǔn)確得到相關(guān)的數(shù)據(jù)；GIS能夠準(zhǔn)確度地分析和管理信息，但是獲取測繪數(shù)據(jù)比較的困難；GPS在進(jìn)行目標(biāo)定位的時候，迅速便捷，但是缺乏相關(guān)的地理屬性。由此可見，把3個技術(shù)綜合利用，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，彌補(bǔ)彼此間的不足，構(gòu)建一個控制網(wǎng)，是當(dāng)今信息技術(shù)發(fā)展的必要要求。GPS技術(shù)的利用，構(gòu)建了公路帶狀的控制網(wǎng)，提高了測繪的效率和測繪的精度。
GPS對于大型的道路橋梁施工位置惡劣的地段，可以及時布點、檢查、矯正，并為道路橋梁的設(shè)計提供詳細(xì)、準(zhǔn)確、全面的信息。3S技術(shù)的發(fā)展以及微機(jī)監(jiān)測的使用，為數(shù)字化公路設(shè)計提供了新的途徑、較高精度、超高分辨率、地理信息技術(shù)、數(shù)字化模版、立體三維圖等技術(shù)，促使公路的設(shè)計和測繪向自動化和智能化發(fā)展。3S收集的公路相關(guān)數(shù)據(jù)，在微機(jī)上構(gòu)建模型，對公路走向進(jìn)行橫縱向設(shè)計，所經(jīng)流域的排水設(shè)計，惡劣地段的防護(hù)設(shè)計，工程的投資預(yù)算和結(jié)算設(shè)計。此外，還可以利用三維的立體圖在微機(jī)上模擬計算行車速度，檢測行車的間距，檢測公路的全景，使公路施工達(dá)到設(shè)計優(yōu)化、費(fèi)用節(jié)省的效果。
此外，現(xiàn)代公路測繪技術(shù)主要向數(shù)字化靠攏，減少了測繪的時間和工序。傳統(tǒng)的測繪技術(shù)主要依靠人工測繪，人工草繪形成鉛圖再經(jīng)過反復(fù)的審核和修正，最終被驗收，形成資料，它經(jīng)過的周期比較的長，并且在微機(jī)計算分析數(shù)據(jù)之前，人工在測繪圖紙上長時間地計算和分析，浪費(fèi)了人力和物力。然而，數(shù)字化測繪技術(shù)正好可以克服這些不足，新的軟件平臺，對相關(guān)地形要素，設(shè)計草圖，校對后在微機(jī)上自行修改，一次性出圖，大大節(jié)省了人力和物力，同時還縮短了施工的周期。此外，數(shù)字化測繪技術(shù)可以進(jìn)行各種工程的分析和設(shè)計，路上地形圖就是其主要應(yīng)用之一，通過對主要數(shù)據(jù)的分析和計算，測繪出公路的長、面積和斷面等。
三、現(xiàn)代測繪技術(shù)在公路勘測中的實例分析
在某一段公路的施工中，有很多條公路采用了1：2500的數(shù)字地形圖和DEM的制作。它的工作流程可以被總結(jié)為以下幾步：首先根據(jù)1：2500的比例選取地形的圖像控制點，緊跟著是對空三實施嚴(yán)格的加密，之后是建立互相對應(yīng)的模型，之后正射影像到外業(yè)的圖像控制，之后又回到空三加密和模型建立上來，最后是對業(yè)內(nèi)的測圖和外業(yè)的調(diào)繪，進(jìn)行業(yè)內(nèi)的編輯和DEM的制作。
在整個流程中，工作人員采用的是1：12500的地形圖，以航飛相片的每6條基線量取兩個比較明顯的特征線和物方相關(guān)，接著得到正確的DEM制作，之后創(chuàng)建圖像校對的DOM，做成一定單位的成條帶狀分布的正射影像圖。從地形上看，這條路段的南方比較平坦，北部則是起伏較大的丘陵地帶，為此在DEM制作的過程中，依據(jù)地形的不同選取不同的測繪方案。
為了保證測繪的精準(zhǔn)度，在公路測繪的時候要以每一個像對測量為特征線，而特征線設(shè)置的越多越提高測繪的精準(zhǔn)度，但是這樣的話需要更長的時間，可能會影響到工程的進(jìn)度。因此，在此情況下就可以對以上兩種地形分別選取幾個像對點，特征線測量的時候，對地勢較為平坦的南部采用不相關(guān)區(qū)包圍整個相對，利用DEM的方法完成正像的校對工作；在北部的丘陵地帶把居民住宅區(qū)作為不相關(guān)區(qū)進(jìn)行處理。
自動化的三角測量軟件GXP-AAT可以幫助像控業(yè)內(nèi)工作，在JX4C全數(shù)字化攝影測量工作站上，半自動化的作業(yè)可以完成對空三的加密。依據(jù)對空三的加密成果，在JX4C上使用相關(guān)的測繪模版，完成對數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的定向工作。JX4C的最大優(yōu)勢就是矢量測圖模版，這給工作人員帶來了很大的方便，可以對漫游進(jìn)行放大和縮小的功能，而這些優(yōu)勢又為DLG的立體套和查漏提供了有利條件，從而提高公路的測繪效率，保證道路施工的質(zhì)量。
結(jié)論：
公路是人們通行的的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，公路的質(zhì)量會直接影響到車輛通行的安全性，因此對公路施工前的設(shè)計，對公路路基的勘測，對公路出現(xiàn)問題的及時維修都是相當(dāng)重要的。在這些因素中，公路勘測甚為重要，而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的公路測繪技術(shù)已經(jīng)不能滿足時代的需求，現(xiàn)代的測繪技術(shù)已經(jīng)在期待中孕育而生，新測繪技術(shù)的產(chǎn)生，被廣泛應(yīng)用到公路的勘測工程中。新的公路測繪技術(shù)提高了公路設(shè)計和施工的效率，節(jié)省了人力和物力，保證了施工質(zhì)量的同時縮短了工期，成為現(xiàn)代公路測量必不可少的工具。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號： P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一．引言。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，當(dāng)今社會，我國的一個重要的支柱產(chǎn)業(yè)首推選的是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，尤其是現(xiàn)代建筑的發(fā)展更是對基礎(chǔ)設(shè)施也提出了更高的要求和指標(biāo)，各種大規(guī)模的建筑項目不斷的應(yīng)運(yùn)而生，譬如奧運(yùn)會的主體育館，超高層的建筑大樓，隨著我國對建筑行業(yè)的工程質(zhì)量和工程設(shè)施安全要求的不斷提高，相對的對其建筑前的設(shè)計和在建筑施工過程中也提出了更高的要求。尤其以GPS技術(shù)在測繪學(xué)的領(lǐng)域中起到了革命性的變革。
二．測繪工作在我國建設(shè)中的作用。
在新時期我國發(fā)展的模式下，現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)、地理信息技術(shù)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）、全球定位技術(shù)（GPS）等各種新技術(shù)給測繪學(xué)帶來了革命性的變革。信息技術(shù)的飛速發(fā)展對線形工程測量工程施工也相對的起到了巨大的推動作用，隨著時間的推移和社會的不斷發(fā)展，人類的需求內(nèi)容和層次將不斷增加和提高，線形工程測量工程施工管理本身的內(nèi)涵也不斷地從低層次向高層次的實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。在我國基礎(chǔ)建設(shè)中起到了不可磨滅的作用，主要體現(xiàn)為以下五個方面：
1.城市建設(shè)方面。
測繪學(xué)在城市建設(shè)方面所起到的作用是不可比擬的，使之科學(xué)的規(guī)劃和整理居民地，建設(shè)城市交通路線、興建地鐵、對地下管線的鋪設(shè)都起到了很大的作用，使土地資源得到了合理的配置。
2.交通運(yùn)輸方面
當(dāng)我國修建公路、鐵路、地鐵及運(yùn)河等工程師，都需要按地形圖來制定方案與規(guī)劃，在勘察、設(shè)計、施工的每個階段，都離不開測量工作。
3.工程建設(shè)方面。
工程施工前的勘測、規(guī)劃、設(shè)計以及工程施工后的檢測、維護(hù)都需要測量工作，只有將測量的數(shù)據(jù)經(jīng)過不斷的分析與討論，才能在工程建設(shè)中少走彎路，盡快的確定工程實施方案并運(yùn)用最少的資源消耗來獲取最大的效益。
4.軍事方面。
首先有測繪工作提供地形信息，在戰(zhàn)略的部署、戰(zhàn)役的指揮中，除必須要的軍用地圖外，還需要進(jìn)行目標(biāo)的觀測定位，以便進(jìn)行進(jìn)攻。至于高尖端的武器，譬如遠(yuǎn)程導(dǎo)彈、航天發(fā)射器等，都需要隨時進(jìn)行目標(biāo)定位、隨時觀測、校正飛行軌道，以確保其精確的按照預(yù)定的軌道飛行.總之，現(xiàn)代測繪技術(shù)與軍事緊密的結(jié)合在一起，也是軍事上決策的重要依據(jù)之一。
5.科學(xué)實驗方面。
近些年來，我國受到了自然災(zāi)害的影響，像地震、雪災(zāi)、澇災(zāi)等，對我國的國民經(jīng)濟(jì)造成了很大的影響?？墒钱?dāng)今社會我國采用了現(xiàn)代測繪技術(shù)，在科學(xué)實驗方面，可以對地震進(jìn)行預(yù)測、包括對海底資源的探測、對核電站的監(jiān)測以及對空間技術(shù)研究等等，無一不需要測繪科學(xué)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。由此看來，測繪工作的作用和意義是十分巨大的。
三． GPS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用前景。
目前公路勘測中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設(shè)備，但常規(guī)測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的作業(yè)強(qiáng)度大，且效率低，大大延長了設(shè)計周期。利用GPS測量能克服上述列舉的缺陷，并提高作業(yè)的效率，減輕勞動強(qiáng)度，保證了各級公路測設(shè)質(zhì)量。相對于以往測量來說，GPS測量主要有以下特點：
測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學(xué)的難題。GPS這一特點，使得選點更加靈活方便。
2.定位精度高。一般雙頻GPS接收機(jī)基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+5ppm，GPS測量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長，GPS測量優(yōu)越性愈加突出。
3.觀測時間短。在小于20km的短基線上，快速相對定位一般只需5min觀測時間即可。
4.提供三維坐標(biāo)。GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時，可精確測定觀測站的大地高程。
5.操作簡便。GPS測量的自動化程度很高，在觀測中測量員的主要任務(wù)是安裝并開關(guān)儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其他觀測工作如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測等均由儀器自動完成。
當(dāng)前，公路測量的技術(shù)潛力蘊(yùn)于RTK（實時動態(tài)定位）技術(shù)的應(yīng)用之中，RTK技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用，有著非常廣闊的前景
四．RTK技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用。
4.1. 實時動態(tài)（RTK）定位技術(shù)簡介：是以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分GPS（RTK）技術(shù)，它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個新突破，在公路工程中有廣闊的應(yīng)用前景。眾所周知，無論靜態(tài)定位，還是動態(tài)定位等定位模式，由于數(shù)據(jù)處理滯后，所以無法實時解算出定位結(jié)果，而且也無法對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，這就難以保證觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在實際工作中經(jīng)常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果。解決這一問題的主要方法就是延長觀測時間來保證測量數(shù)據(jù)的可靠性，這樣一來就降低了GPS測量的工作效率。實時動態(tài)定位（RTK）系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動站組成，建立無線數(shù)據(jù)通訊是實時動態(tài)測量的保證。實時動態(tài)（RTK）定位有靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量模式，兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS（地理信息系統(tǒng)）前端數(shù)據(jù)采集。
4.2.應(yīng)用。最新的RTK技術(shù)在公路測量中具備以下幾個功能和作用。
①繪制大比例尺地形圖。高等級公路選線多是在大比例尺（1：1000或1：2000）帶狀地形圖上進(jìn)行。用傳統(tǒng)方法測圖，先要建立控制點，然后進(jìn)行碎部測量，繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大，速度慢，花費(fèi)時間長。用實時GPS動態(tài)測量可以完全克服這個缺點，只需在沿線每個碎部點上停留一兩分鐘，即可獲得每點的坐標(biāo)、高程。結(jié)合輸入的點特征編碼及屬性信息，構(gòu)成帶狀所有碎部點的數(shù)據(jù)，在室內(nèi)即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，而且采集速度快，因此大大降低了測圖難度，既省時又省力，非常實用。
②道路中線放樣。設(shè)計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后，需將公路中線在地面上標(biāo)定出來。采用實時GPS測量，只需將中樁點坐標(biāo)輸入到GPS電子手簿中，系統(tǒng)軟件就會自動定出放樣點的點位。由于每個點測量都是獨立完成的，不會產(chǎn)生累計誤差，各點放樣精度趨于一致。
③道路的橫、縱斷放樣和土石方量計算?？v斷放樣時，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個施工測設(shè)放樣點文件，并儲存起來，隨時可以到現(xiàn)場放樣測設(shè)；橫斷放樣時，先確定出橫斷面形式（填挖半填半挖），然后把橫斷面設(shè)計數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個施工測設(shè)放樣點文件，儲存起來，并隨時可以到現(xiàn)場放樣測設(shè)。同時軟件可以自動與地面線銜接進(jìn)行“戴帽”工作，并利用“斷面法”進(jìn)行土方量計算。通過繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點的橫斷面圖來。因為數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時采集而來的，不需要到現(xiàn)場進(jìn)行縱、橫斷面測量，大大減少了外業(yè)工作。而且必要時，可用動態(tài)GPS到現(xiàn)場檢測復(fù)合，這與傳統(tǒng)方法相比，既經(jīng)濟(jì)又實用。
五．結(jié)束語
工程測量的真實性、完整性、科學(xué)性是通過嚴(yán)格的管理、科學(xué)的組織、規(guī)范的施工建立起來的，GPS測繪技術(shù)在科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)的現(xiàn)實面前是最好的映射。隨著時代的發(fā)展與進(jìn)步，計算機(jī)技術(shù)作為相對社會高科技的結(jié)晶，在社會生活中各個領(lǐng)域都起到了相當(dāng)重要的地位。通過GPS測繪技術(shù)在線形工程測量中的應(yīng)用，以及其在鐵路勘察領(lǐng)域所持有的優(yōu)點，促進(jìn)了測繪技術(shù)的快速發(fā)展，同時對測繪技術(shù)信息化程度要求也較高。數(shù)據(jù)的整合、信息的共享，都將促使測繪手段和測繪技術(shù)走向先進(jìn)、準(zhǔn)確、完善,使我國最終實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)及其社會效益。
參考文獻(xiàn)：
Abstract: the 21 st century digital mapping technology is with the development of computer and network technology and intelligent measuring instrument and the rise of the emerging of surveying and mapping technology. Global positioning system GPS, geographic information system, GIS and remote sensing Rs and photogrammetry digital surveying and mapping and ground measurement advanced geological surveying and mapping model paper of the development of the technology, especially the tilt photography technology introduce, make engineering surveying the means and methods of produce profound changes.
Keywords: digital surveying and mapping; Geological exploration; Engineering measurement
中圖分類號：F407.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
0引言
隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化，特別是全球定位系統(tǒng)技術(shù)全面用于大地測量定位，全數(shù)字化測圖系統(tǒng)、影像掃描系統(tǒng)、全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站等數(shù)字化測繪技術(shù)裝備以及地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用軟件相繼問世，實現(xiàn)了地理信息獲取、處理、管理和分發(fā)服務(wù)全過程數(shù)字化，測繪生產(chǎn)力水平和生產(chǎn)效率大大提高。已經(jīng)全面涉入了數(shù)字化測繪生產(chǎn)技術(shù)，具備了空間定位（GPS系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)采集、外業(yè)一體化數(shù)字成圖與建庫等技術(shù)生產(chǎn)能力。從事控制測量、地形地籍測量、房產(chǎn)測繪工程與精密工程測量、航空攝影測量、地理信息工程、立體模型制作，服務(wù)領(lǐng)域涉及土地管理、水利工程、城市建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)、公路與鐵路交通、國防建設(shè)、基礎(chǔ)測繪、地質(zhì)找礦與礦山開發(fā)。作為一名測繪工作者，筆者簡要談一下對數(shù)字化測繪技術(shù)和地質(zhì)工程測量發(fā)展應(yīng)用的認(rèn)識。
1數(shù)字測圖的優(yōu)點
大比例尺數(shù)字測圖有力地沖擊著傳統(tǒng)的平板儀或經(jīng)緯儀的白紙測圖方法，大有取代白紙測圖之勢，這是因為數(shù)字測圖具有諸多的優(yōu)點。
1.1 測圖用圖自動化。傳統(tǒng)測圖方式主要是手工作業(yè)，外作業(yè)測量人員人工記錄，人工繪制地形圖，在圖上人工量算所需要的坐標(biāo)、距離和面積等等。數(shù)字測圖則使野外測量自動記錄，自動解算，使內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)自動處理，自動成圖，自動繪圖，并向用圖者提供可處理的數(shù)字地形圖軟盤，用戶可自動提取圖數(shù)信息。
1.2 圖形數(shù)字化。用軟盤保存的數(shù)字地形圖，存儲了圖中具有特定含義的數(shù)字、文字、符號等各類數(shù)據(jù)信息，可方便地傳輸、處理和供多用戶共享。數(shù)字地圖不僅可以自動提取點位坐標(biāo)、兩點距離、方位以及地塊面積等，還 省略 可以供工程、規(guī)劃CAD計算機(jī)輔助設(shè)計使用和供GIS地理信息系統(tǒng)建庫使用。數(shù)字地圖的管理，既節(jié)省空間，操作又十分方便。
1.3 便于成果更新。數(shù)字測圖的成果是以點的定位信息和屬性信息存入計算機(jī)，當(dāng)實地有變化時，只需輸入變化信息的坐標(biāo)、代碼，經(jīng)過編輯處理，很快便可以得到更新的圖，從而可以確保地面的可靠性和現(xiàn)勢性，數(shù)字測圖可謂“一勞永逸”。
1.4 避免了因圖紙伸縮帶來的各種誤差。表示在圖紙上的地圖信息隨著時間的推移，會因圖紙的變形而產(chǎn)生誤差。數(shù)字測圖的成果以數(shù)字信息保存，避免了對圖紙的依賴性。
2數(shù)字化技術(shù)在礦區(qū)地質(zhì)勘查中的應(yīng)用
2.1數(shù)字化測繪工作方法?；A(chǔ)控制部分，D、E級GPS的布設(shè)及選點埋石：根據(jù)煤礦區(qū)視野開闊，通視良好的實際情況D級GPS網(wǎng)在三等三角點之間布設(shè)為點連式、邊連式相結(jié)合的GPS網(wǎng)，每個點至少有4條基線與其相連。D級GPS點共布設(shè)點位50+，平均邊長1．5km。E級GPS點的布設(shè)在D級cPS的基礎(chǔ)上采用點連式的方法進(jìn)行布設(shè)兩已知點問最多布設(shè)5個三角形，邊數(shù)不超過8條，共布設(shè)E級GPS點60+。D、E級平面控制網(wǎng)均采用GPs靜態(tài)相對定位測量布網(wǎng)，網(wǎng)形大多由三角形單點連接，少部分三角形邊連接。GPs控制點在測區(qū)內(nèi)分布較均勻，網(wǎng)形合理，強(qiáng)度較高。
外業(yè)觀測：數(shù)據(jù)采集利用美國三臺阿什泰克M單頻接收機(jī)標(biāo)稱精度5mm+2ppm。D進(jìn)行觀測，觀測時段D級>～60min，E級>～45min，數(shù)據(jù)采集間隔10s，同步接收衛(wèi)星頻數(shù)最少為5顆，絕大部分為7-8顆，衛(wèi)星高度角大于15°，接收機(jī)與衛(wèi)星的圖形強(qiáng)度良好。
數(shù)據(jù)處理：GPs外業(yè)數(shù)據(jù)處理和基線向量采用GPs接收機(jī)隨機(jī)商用軟件“Loucus軌跡處理軟件”在筆記本電腦上采用獨立基線平差方法進(jìn)行。GPS網(wǎng)先在WGS-84坐標(biāo)系中進(jìn)行三維無約束平差，其目的在于檢核GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度，亦即處理由于多余觀測而引起的網(wǎng)內(nèi)不符值問題，本次作業(yè)所有基線向量無一剔除，順利通過了檢驗，然后在基準(zhǔn)點已知點的約束下進(jìn)行二維約束平差，最后提供各點在高斯平面，第33度，帶上的1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)和1956年黃海高程系。高精度均符合量規(guī)范要求。
數(shù)字化測圖的工作方法：由于測區(qū)的D、E級GPs點的密度能夠滿足地形圖的測繪要求，因此本次測圖直接在D、E級GPs點上進(jìn)行。
2.2常規(guī)測圖方法和數(shù)字化測圖的精度比較
野外大比例尺數(shù)字化測圖的全過程幾乎都是用解析法進(jìn)行的。雖然最后成果仍表現(xiàn)為圖解的線劃圖，但與傳統(tǒng)的平板儀測圖相比，有著本質(zhì)的差別。數(shù)字化測圖不僅在效率上有很大提高，而且大大減輕了野外的勞動強(qiáng)度，更為突出的是地形圖數(shù)學(xué)精度的提高。
3數(shù)字地圖的發(fā)展與工程測量
中圖分類號：[P258] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、工程測量重要性
工程測量是建筑工程、水利工程、路橋工程施工的基礎(chǔ)提_工程施工管理的指引。測量工作是一項專業(yè)性強(qiáng)，需多人配合才能完成的工作，往往—個環(huán)節(jié)的失誤就會影響整個工程施工進(jìn)度。目前我國建筑工程施工企業(yè)已經(jīng)充分i^識到了工程測量的重要性曲于工程測量、放線等工作造成爛尾樓的情況已很少見到。杜絕工程測量工作失民不僅僅需要在管理上加強(qiáng)控制與管理，還需要應(yīng)用先進(jìn)的測量技術(shù)，將誤差將至最小，保障工程施工的正常進(jìn)行。城市建筑工程測量由于地形情況較好便于測量工作的進(jìn)行不能充分體現(xiàn)新技術(shù)應(yīng)用帶來的效果。對于公路、鐵路、水利等工程測量環(huán)境艱苦、地形復(fù)雜、測量放線工作困難的工程中測量新技術(shù)的優(yōu)勢才能夠真正體現(xiàn)。影像提取技術(shù)、GPS技術(shù)等測量新技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)得到一線測量人員的一致好評，加快測量新技術(shù)推廣、加快測量工作設(shè)備投入對于工程質(zhì)量的保障有著重要的影響。
二、工程測量中所應(yīng)用得測繪新技術(shù)
1、工程測量中的全球衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)
GPS全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分組成，GPS用戶設(shè)備由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備等組成。GPS接收機(jī)可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，跟蹤衛(wèi)星的運(yùn)行，并對信號進(jìn)行交換、放大和處理。設(shè)備運(yùn)行后系統(tǒng)會自動生成一個觀測文件(觀測文件必須進(jìn)行妥善保管以便日后的查詢以及日后數(shù)據(jù)測算使用)，再通過計算機(jī)和相應(yīng)軟件，經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出GPS接收機(jī)中心(測站點)的三維坐標(biāo)，最終計算出準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。GPS測量技術(shù)不適用于短邊測量，在必須使用時要謹(jǐn)慎觀測，并通過多次測量確保測量的精準(zhǔn)度。RTK(Real Time Kinematics，實時動態(tài))技術(shù)是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、能夠?qū)崟r提供流動站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級精度的一種新的GPs定位測量方式，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。RTK測量是將1臺GPS接收機(jī)安裝在已知點上對GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測，將采集的載波相位觀測量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺的載波上，再通過基準(zhǔn)站電臺發(fā)射出去；流動站在對GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準(zhǔn)站電臺發(fā)射的信號，經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測量；流動站的GPS接收機(jī)再利用0TF(運(yùn)動中求解整周模糊度)技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置。RTK測量可以不布設(shè)各級控制點，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點，便可以高精度、快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標(biāo)，利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時，也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速的進(jìn)行施工放樣。因此，RTK被廣泛應(yīng)用于圖根控制測量，地籍、房地產(chǎn)測繪、數(shù)字化測圖及施工放樣等各種工作中。
2、工程測量中地理信息技術(shù)（GIS）的應(yīng)用分析
GIS 是地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）的簡稱，指的是在計算機(jī)的軟硬件條件支持的情況下，對具有空間內(nèi)涵的地理信息，按照空間分布以一定的格式輸入、存貯、查詢、分析、更新、圖形編輯、數(shù)據(jù)庫管理、顯示與輸出和數(shù)據(jù)綜合分析的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。它是集計算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)信息科學(xué)、測繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體
的新興學(xué)科，目前，GIS 已經(jīng)成為多學(xué)科集成并且應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺和地學(xué)空間信息顯示的基本手段和工具。它的技術(shù)優(yōu)勢不僅僅在于它的集地理數(shù)據(jù)的采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，還在于它的空間提示、預(yù)測預(yù)報和輔助決策功能。如今，GIS 不僅發(fā)展成為一門較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門新興的產(chǎn)業(yè)，在測繪、農(nóng)林水利、氣象海洋、城市規(guī)劃土地管理、環(huán)境監(jiān)測、區(qū)域開發(fā)與國防建設(shè)等領(lǐng)域的作用越來越重要。
讓我們以城市的地下管線信息系統(tǒng)的建立為例，地理信息系統(tǒng)能把地形圖作為基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)，然后疊加地下和地面的類管線，這管線包括上水、通訊、電力、燃?xì)?、工程管線、污水，還有測量控制網(wǎng)和規(guī)劃路等多種基礎(chǔ)的測繪信息，在上述基礎(chǔ)上，形成一個測繪數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對城市地下管線的現(xiàn)代化的信息管理。
3、攝影測量技術(shù)在城市規(guī)劃工程測量中的應(yīng)用
攝影測量測繪技術(shù)是通過攝影方式來獲取目標(biāo)物體的基本信息，目前已發(fā)展到數(shù)字?jǐn)z影測繪階。攝影測量利用計算機(jī)技術(shù)和影像處理對影像進(jìn)行測繪，將大量外業(yè)測量轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，速度快且精度高。在人口密集區(qū)，應(yīng)用該測繪技術(shù)可高效率大面積的成圖，而數(shù)字?jǐn)z影測繪技術(shù)，可以對城市大比例尺地形圖的測繪和更新，為城市規(guī)劃、城市建筑工程提供南圖。
4、工程測量中的數(shù)字化技術(shù)
（1）地圖數(shù)字化技術(shù)
在建立各種GIS系統(tǒng)時．對原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理，在建庫工作中占據(jù)了相當(dāng)大的工作量．各工程測繪部門都投入相當(dāng)大的人力和財力。對于已有紙制地圖，若其現(xiàn)勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數(shù)字化儀將其輸入計算機(jī)，經(jīng)編輯、修補(bǔ)后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖。當(dāng)前有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化兩大類儀器。針對大比例尺地形圖．大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真的對地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。
2、數(shù)字化成圖手段
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統(tǒng)工程測量的重要內(nèi)容．常規(guī)的成圖方法野外工作量大，作業(yè)艱苦，作業(yè)程序復(fù)雜，同時還有繁瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作。成圖周期長，產(chǎn)品單一，難以適應(yīng)社會飛速發(fā)展的需要。而數(shù)字化成圖技術(shù)具有精度高、勞動強(qiáng)度小、更新方便、便于保存管理及應(yīng)用、易于等特點。目前。數(shù)字化成圖技術(shù)有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法，主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等，其特點是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。
三、工程測量的應(yīng)用分析及展望
當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動測繪技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代工程測量技術(shù)正在向著內(nèi)外業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動化、測量過程控制及系統(tǒng)智能化、測量成果數(shù)字化、測量信息管理可視化、測量信息共享數(shù)據(jù)庫和傳播網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。測繪技術(shù)的快速更新也要求我國有關(guān)部分和企業(yè)加強(qiáng)測量人員的培養(yǎng)，使有關(guān)人才及時了解新的測量技術(shù)，使工程測量順利進(jìn)行。其主要目的是圍繞提高測量工作效率、提高測量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度進(jìn)行，為工程施工指明方向、打下基礎(chǔ)。這就要求我國工程測量企業(yè)、施工企業(yè)加強(qiáng)測量才培養(yǎng)，通過對測量人才的不斷培養(yǎng)與培訓(xùn)使其能夠了解了新的測量技術(shù)，又保障工程測量的順利進(jìn)行。另外還要加大在工程測量方面的投資，通過加大投資加快新測量技術(shù)及設(shè)備的應(yīng)用，促進(jìn)測量工作的精確、可靠、快速、簡便、連續(xù)、動態(tài)、遙測、實時開展。
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信息化測繪體系涵蓋了地理信息獲取、處理、管理、表達(dá)、更新、應(yīng)用和服務(wù)的全過程，其主要特征為：測繪生產(chǎn)自動化、測繪成果多樣化、測繪服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化及測繪產(chǎn)品社會化。信息化測繪技術(shù)是信息化測繪體系的基礎(chǔ)，信息化測繪技術(shù)體系是在對地觀測技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及通訊技術(shù)等支撐下的有關(guān)地理空間數(shù)據(jù)獲取、處理、管理和分發(fā)服務(wù)的所有技術(shù)的集合。
南京林業(yè)大學(xué)是一所以工、農(nóng)科為主，理、文、經(jīng)、管、法協(xié)調(diào)發(fā)展的多學(xué)科性大學(xué)，測量學(xué)是開設(shè)面廣、實踐性強(qiáng)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。林業(yè)類專業(yè)如林學(xué)、生態(tài)學(xué)和森林工程等專業(yè)都開設(shè)測量學(xué)課程，測量學(xué)課程的授課計劃學(xué)時依不同專業(yè)分別為48學(xué)時或64學(xué)時，包括課堂授課、課堂實驗，外加開課學(xué)期末1周或2周的集中實習(xí)。
1測量學(xué)課程教學(xué)中存在的問題
1．1課程內(nèi)容體系不完全合理
測量學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容以傳統(tǒng)儀器獲取地理信息的內(nèi)容多，獲得的成果也以紙質(zhì)圖為主，不利于擴(kuò)大學(xué)生的知識面，也不便于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，更沒能充分體現(xiàn)信息化測繪體系下的測繪成果如何方便快捷地為林業(yè)服務(wù)，測繪新技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用等交叉融合教學(xué)內(nèi)容比較薄弱。
1．2與課程配套的儀器設(shè)備滯后于測繪科技發(fā)展
儀器設(shè)備的投入嚴(yán)重不足，導(dǎo)致實踐教學(xué)的內(nèi)容滯后于生產(chǎn)實踐。測繪生產(chǎn)單位早已使用先進(jìn)的儀器設(shè)備進(jìn)行測繪生產(chǎn)，可是學(xué)校由于經(jīng)費(fèi)有限，有的購不齊這些儀器，有的雖然儀器種類齊全，但數(shù)量太少，學(xué)生僅能進(jìn)行參觀性實習(xí)，根本不能用于生產(chǎn)性實習(xí)。
1．3體現(xiàn)測繪新技術(shù)在林業(yè)中應(yīng)用的內(nèi)容相對較少
開設(shè)測量學(xué)課程的專業(yè)眾多，但不同的專業(yè)有各自的特點，所以不同專業(yè)在掌握測繪基本知識和基本技能的，測量學(xué)在不同的專業(yè)中的應(yīng)用應(yīng)該各有特色。只有不斷地完善課程內(nèi)容設(shè)置，強(qiáng)化專業(yè)領(lǐng)域特色，才能滿足社會對人才的需要，才能充分發(fā)揮測量學(xué)知識在林業(yè)中的應(yīng)用。對于林業(yè)類專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)突出測量學(xué)中的中小比例尺的地形圖或遙感影像圖在林業(yè)資源調(diào)查和生態(tài)規(guī)劃等中的應(yīng)用，發(fā)揮大比例尺地形圖在精細(xì)林業(yè)中的作用等。
1．4林業(yè)類專業(yè)的學(xué)生對該課程重視不夠
由于測量學(xué)不是林業(yè)類專業(yè)的主干課程，他們認(rèn)為不過是專業(yè)基礎(chǔ)課，不太重要，學(xué)生普遍對這門課不夠重視，加之實驗實習(xí)使用的儀器設(shè)備相對落后，致使很多學(xué)生在以后的工作中遇到有關(guān)測量的問題不能輕松解決。
實驗實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)正是對理論知識進(jìn)行驗證、鞏固和提高的過程，同時也是增強(qiáng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力的機(jī)會。雖然測量學(xué)實踐教學(xué)占有本課程總學(xué)時一半的比重，但學(xué)生對實踐教學(xué)重要性認(rèn)識不足，加之實驗實習(xí)班級逐漸增多，而實驗實習(xí)場地并沒有相應(yīng)擴(kuò)大，實驗實習(xí)考核較為彈性，學(xué)生只是被動地做驗證性實驗，沒能結(jié)合林業(yè)類專業(yè)做些設(shè)計性和創(chuàng)造性實驗。由于上述原因，導(dǎo)致學(xué)生對實驗實習(xí)環(huán)節(jié)不是很感興趣，不能充分達(dá)到實驗實習(xí)教學(xué)的目的。
2基于信息化測繪體系的測量學(xué)教學(xué)改革
基于信息化測繪體系，結(jié)合林業(yè)科學(xué)的特點和要求，從教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、實驗實習(xí)環(huán)節(jié)的建設(shè)、考核制度、教學(xué)方法和手段以及教師隊伍建設(shè)等多方面進(jìn)行測量學(xué)教學(xué)改革。
2．1教材建設(shè)
教材建設(shè)是課程建設(shè)的—個重要環(huán)節(jié)。以現(xiàn)代教育理論為指導(dǎo)，前瞻測繪科技發(fā)展，面向社會，拓寬測繪領(lǐng)域，組織教師，協(xié)同相關(guān)高校的教師編寫了《測量學(xué)》作為林業(yè)類專業(yè)的測量學(xué)教材。正確處理了傳統(tǒng)測繪知識與現(xiàn)代測繪理論之間的關(guān)系，教材中既有先進(jìn)的測繪儀器和技術(shù)，同時也保留了一部分傳統(tǒng)的技術(shù)方法。通過學(xué)習(xí)讓學(xué)生充分認(rèn)識到測量學(xué)在林業(yè)科學(xué)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位和作用。
2．2教學(xué)內(nèi)容
顧及測繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和林業(yè)類專業(yè)測量學(xué)教學(xué)的目標(biāo)定位，將測量學(xué)教學(xué)內(nèi)容劃分為三部分：基礎(chǔ)測繪、專業(yè)測繪和現(xiàn)代測繪，基礎(chǔ)測繪部分包括：概論、高程測量、距離測量、角度測量、測量誤差理論及地形圖測繪等；專業(yè)測繪部分包括：生物多樣性測量、林業(yè)資源調(diào)查及地形圖在林業(yè)中的應(yīng)用等；現(xiàn)代測繪部分包括：數(shù)字化測圖、GNSS、數(shù)字?jǐn)z影測量、遙感技術(shù)及GIS等技術(shù)及其在林業(yè)中的應(yīng)用。其中，基礎(chǔ)測繪部分是學(xué)習(xí)專業(yè)測繪的基礎(chǔ)；專業(yè)測繪部分突出體現(xiàn)測量學(xué)與林業(yè)科學(xué)的結(jié)合；現(xiàn)代測繪部分主要介紹測繪新技術(shù)、新理論在林業(yè)中的應(yīng)用，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，以適應(yīng)現(xiàn)代社會和未來發(fā)展的要求。授課內(nèi)容體系按照“基礎(chǔ)一應(yīng)用一提高”的基本思路，循序漸進(jìn)，既符合高等教育教學(xué)規(guī)律，又較好的處理了傳統(tǒng)測量技術(shù)與現(xiàn)代測繪技術(shù)內(nèi)容之間的關(guān)系。
2．3加強(qiáng)實驗實習(xí)環(huán)節(jié)的建設(shè)
(1)加大投入，更新實驗設(shè)備。
測量學(xué)課程的建設(shè)和發(fā)展，應(yīng)有基本的設(shè)備保障。測繪新科技的發(fā)展及新儀器的實用化，對教學(xué)硬件提出了更高的要求，學(xué)校應(yīng)加大對測量學(xué)教學(xué)硬件的投入，建設(shè)現(xiàn)代化的測量實驗室。教學(xué)儀器設(shè)備必須進(jìn)行更新?lián)Q代，除有傳統(tǒng)的必要的儀器設(shè)備以外，還要有一定數(shù)量的新儀器和新設(shè)備，如全站儀、GPS接收機(jī)、數(shù)字成圖軟件、GIS軟件以及遙感軟件等。只有不斷引進(jìn)測繪新儀器和設(shè)備，并使之充分發(fā)揮效率，學(xué)生才能接觸前沿知識，與時代同步發(fā)展。
(2)加強(qiáng)實驗實習(xí)基地建設(shè)。
集中實習(xí)中，實習(xí)場地的選擇至關(guān)重要。在校園內(nèi)，科學(xué)地建設(shè)能夠基本滿足實驗實習(xí)要求的場地，學(xué)生可在基地上進(jìn)行測繪基本技能的實訓(xùn)。同時，在下屬林場建立地形圖識讀實習(xí)基地，此基地地形起伏大、典型地貌明顯、生物多樣性豐富，可直接將大中小比例尺地形圖應(yīng)用在林業(yè)中。若條件允許，也可考慮將測量學(xué)集中實習(xí)與林業(yè)類專業(yè)的生產(chǎn)實踐相結(jié)合。
(3)規(guī)范實驗室管理。
對實驗室實行規(guī)范化管理，全天開放實驗室，讓學(xué)生有機(jī)會到實驗室做實驗；建立實驗設(shè)備共享體系，使學(xué)生根據(jù)需要選擇儀器，以提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力；建立儀器借還制度和設(shè)備損壞賠償制度等。對儀器設(shè)備進(jìn)行定期檢驗和維修，以提高儀器設(shè)備的使用效率；正確處理工程生產(chǎn)用儀器與學(xué)生實驗實習(xí)用儀器的關(guān)系；加強(qiáng)與兄弟院?；蛏a(chǎn)單位的交流，到有先進(jìn)儀器設(shè)備的單位參觀學(xué)習(xí)，取人之長補(bǔ)已之短。
2．4考核制度改革
(1)試卷庫建設(shè)。
為深化考試方法和考試內(nèi)容的改革，推進(jìn)考教評分離，使考試管理工作更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化及科學(xué)化，促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量和辦學(xué)水平的不斷提高，建設(shè)了測量學(xué)課程試卷庫。每份試卷包括選擇題、填空題、名詞解釋、簡答題、計算題、綜合題和實踐操作題等不同類型試題，保證了試卷庫從不同角度、不同側(cè)面較為全面考核學(xué)生掌握知識的情況，對學(xué)生的基本素質(zhì)與智能進(jìn)行多角度和多層次的測量，理解記憶、實踐操作、綜合分析、靈活運(yùn)用及求異創(chuàng)新等能力應(yīng)成為測試的重點。
(2)改革課堂教學(xué)考核辦法。
考試試卷從試卷庫中隨機(jī)抽取，統(tǒng)一進(jìn)行，閱卷采用流水作業(yè)，同一老師評閱同一道試題，評分標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了，考試成績更具可靠性。同時，總評成績由卷面成績、到課情況、課堂互動、實驗完成情況、作業(yè)完成情況及隨機(jī)回答提問等方面組成。成績評定方式有效保證了教學(xué)質(zhì)量，端正了學(xué)生們的學(xué)習(xí)態(tài)度，認(rèn)真地對待平時的作業(yè)，以更好地掌握測量學(xué)課程要求掌握的內(nèi)容。
(3)改革實踐教學(xué)考核辦法。
由于實踐教學(xué)自身特點，僅憑上交成果或主觀印象來確定學(xué)生成績并不科學(xué)，為此必須要量化考核標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)合理地安排考核內(nèi)容和形式。實習(xí)成績以學(xué)生在實習(xí)過程中的表現(xiàn)、儀器操作技能、成果質(zhì)量、實習(xí)小結(jié)和實習(xí)日記來綜合評定，更為客觀公正地評定學(xué)生實踐成績。
2．5改革教學(xué)方法和手段
學(xué)生創(chuàng)新能力來源于學(xué)生扎實的學(xué)科基礎(chǔ)知識、寬廣的知識面和較強(qiáng)的動手能力。實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力就必須更新教學(xué)觀念，加強(qiáng)學(xué)生的能力培養(yǎng)。在教學(xué)觀念上，傳統(tǒng)教學(xué)只注重知識灌輸，不注重技能的訓(xùn)練；只注重動腦能力的培養(yǎng)，忽視動手能力的鍛煉；以考試為手段、以高分為目標(biāo)，使學(xué)生偏重死記硬背，以致學(xué)生的質(zhì)疑能力差、辨識能力差、創(chuàng)新意識弱以及創(chuàng)造能力得不到充分發(fā)揮。現(xiàn)代教學(xué)方法應(yīng)提倡將學(xué)生從被動地學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥匚?，改變傳統(tǒng)的以教師講為主的教學(xué)形式，將“講課、自學(xué)、討論、實驗、答疑”有機(jī)結(jié)合起來，多運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，給學(xué)生留有思維的空間，激勵學(xué)生自己提出問題、思考問題。逐步形成學(xué)生參與和師生雙向交流的機(jī)制，讓學(xué)生在不同的學(xué)習(xí)形式中找到學(xué)習(xí)的興趣，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。
制作和開發(fā)面向教學(xué)、面向?qū)W生并簡單實用的多媒體課件，將復(fù)雜、抽象、隱含的原理及過程轉(zhuǎn)化為形象、生動的直觀表達(dá)，讓學(xué)生身臨其境，充滿好奇和主動參與教學(xué)。進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)教學(xué)效果和提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
2．6加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)
