高洋

摘要：在工程測繪過程中，引入先進的 GPS 技術(shù)已經(jīng)成為一種必然選擇。在具體測繪時，務(wù)必以現(xiàn)場的實際情況為指導，根據(jù)經(jīng)驗和工作條件制定切 實可行的測繪計劃，有利于促進測繪工作的圓滿完成。在這個過程中，GPS 技術(shù)具有實時，快速等特點，非常適合工程測繪工作，并且可以滿足對地圖根 測量的控制，降低了勞動強度，憑借衛(wèi)星定位技術(shù)或是清攝像頭實時監(jiān)控地表數(shù)據(jù)變化，為后續(xù)的測繪項目提供全面的技術(shù)支撐，提高了工作效率，值得 進一步推廣和大范圍應用。

關(guān)鍵詞：GPS 測繪技術(shù);工程測繪;應用

引言

新時期，在我國科學技術(shù)飛速進步的趨勢下，越來越多的新興測繪技 術(shù)不斷涌現(xiàn)，也開始朝著數(shù)字化智能化的方向發(fā)展，而 GPS 作為一種十分 先進的測繪技術(shù)，在測繪工程中得到了廣泛的應用，并取得十分理想的效 果。對于傳統(tǒng)效率低精度低的測繪技術(shù)而言，這種基于 GPS 的先進測繪技 術(shù)操作更加簡單，且測量工作精度更高、時間短，有著十分理想的應用前 景，對于我國現(xiàn)代化建設(shè)更有著很大的價值。

1 GPS 測繪技術(shù)的概述

1.1 概述

GPS 技術(shù)主要是基于地面數(shù)據(jù)傳導設(shè)備和監(jiān)控單位以及衛(wèi)星接收設(shè)備?信息傳導渠道，演變而來的一種定位和導航系統(tǒng)。在此類技術(shù)應用的過程?中，一方面能夠有效借助衛(wèi)星高清攝像頭監(jiān)控地表環(huán)境情況;另一方面，也能以數(shù)據(jù)渠道將影像信息傳輸給計算機，在更短的時間內(nèi)獲取更加詳細?的數(shù)據(jù)內(nèi)容。因此，GPS 技術(shù)應用在測繪工程中可以不斷提高工程數(shù)據(jù)采?集的效率和質(zhì)量，也能避免數(shù)據(jù)核對中造成的問題，能夠縮短時間與成本，特別是在與通信設(shè)備相結(jié)合時，能夠憑借數(shù)據(jù)傳導，使沿途質(zhì)量環(huán)境數(shù)據(jù)?變化處于實時監(jiān)控的狀態(tài)，能夠降低地表變化等一系列問題。對工程測繪?所產(chǎn)生的影響，更能憑借智能化和自動化技術(shù)，使 GPS 技術(shù)應用得到拓展。

1.2 原理分析

GPS 技術(shù)是基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)的一種數(shù)據(jù)的傳導技術(shù)，在該技術(shù)應用?的過程中，衛(wèi)星與地面監(jiān)測站數(shù)據(jù)構(gòu)成三角坐標，通過數(shù)據(jù)處理平臺進行?數(shù)據(jù)核算，在此基礎(chǔ)上，憑借基站數(shù)據(jù)傳導確定地區(qū)的具體位置和高程。除此之外，衛(wèi)星系統(tǒng)能利用高清攝像頭第一時間抓拍并還原現(xiàn)場地貌情況，對數(shù)據(jù)加以采集，更有利于確定基準站的位置。這樣也能借助相關(guān)數(shù)據(jù)資?料提前擬定可視化地形圖，使測量數(shù)據(jù)的精確性和科學性都得到明顯提升。

2 GPS 測繪技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 實現(xiàn)自動化操作

工程測繪工作具有很強的復雜性，多變的地理地勢、廣闊的測繪范圍?等方面都會加大測繪工作的難度。此外，測繪工程需要收集大量的數(shù)據(jù)信?息，利用 GPS 測繪技術(shù)可以提升測繪操作的速度，實現(xiàn)測繪工程的自動化、 數(shù)字化、信息化、智能化，極大地提高測繪工作的監(jiān)控能力。傳統(tǒng)的測繪?工作需要借助大量的人力、物力來完成信息數(shù)據(jù)的采集、儲存、分析、整?理，耗費大量人力資源的同時工作質(zhì)量和工作效率也比較低，利用 GPS 測繪技術(shù)可以提高測繪工作的自動化水平，簡化操作流程，使得原本復雜的操作流程變得更為簡單，同時提高測繪工作的效率和工作質(zhì)量。

2.2 具有很強的經(jīng)濟性

受到信息技術(shù)的約束，在以往的工業(yè)測繪測量工作中，需要投入大量 的人力資源，大部分情況下都是采用人工自動測繪的測量方式。利用 GPS 測繪技術(shù)推動了我國測繪技術(shù)工程的發(fā)展，有效節(jié)約了測繪工作投入的人 力成本、技術(shù)成本。該項測繪技術(shù)的專業(yè)性不強，操作簡單，需要的技術(shù) 人員相對較少，在測繪信息數(shù)據(jù)、圖片自動處理等方面利用現(xiàn)代化的信息 技術(shù)就可以實現(xiàn)自動化處理，在節(jié)約人力成本的同時也有效節(jié)省了測繪工程中的技術(shù)成本，是一項經(jīng)濟型的技術(shù)。

2.3 定位準確度高

從 GPS 測繪技術(shù)的實際應用情況來看，該項技術(shù)可以滿足高精度的地 圖測繪、測量技術(shù)要求，平均誤差系數(shù)值非常小。在進行現(xiàn)場測繪時利用 GPS測繪技術(shù)，工作人員只需要在預設(shè)的工程測繪測量系統(tǒng)中自動安裝 GPS 測繪軟件，就可以通過相應的自動計算機系統(tǒng)在可視化的測繪畫面中實現(xiàn) 圖片、信息數(shù)據(jù)的實時采集，再利用具體的信息系統(tǒng)對采集到的圖片和信 息數(shù)據(jù)進行分析、歸類、整理、儲存。此外，GPS 測繪系統(tǒng)可以根據(jù)測繪 工程具體的需求對各項測繪設(shè)備進行噴繪測量、檢測。此外，GPS 測繪技 術(shù)最大的優(yōu)勢在于可以實現(xiàn)實時測量，對測量范圍內(nèi)的地理地勢等信息進 行實時采集，測繪工程持續(xù)時間比較長，工作量大，利用 GPS 測繪技術(shù)可 以極大地縮短測繪時間，減少工作量。

2.4 測量的精度高且效率快

區(qū)別于傳統(tǒng)的水準儀以及全站儀等設(shè)備，GPS 測量基于數(shù)據(jù)提取與核?對，更加高效準確，也會比人工測量讀取有更大程度的提升，更能從根源?上避免數(shù)據(jù)統(tǒng)計過程中數(shù)據(jù)記錄出錯等問題，特別是通過信號傳導以及電?子設(shè)備能將測量的數(shù)據(jù)儲存到設(shè)備內(nèi)部，并且將相關(guān)信息交流給具體單位，更有利于后續(xù)工作的開展。在 GPS 技術(shù)測量過程中，借助衛(wèi)星數(shù)據(jù)探測系?統(tǒng)能夠適用不同的測量環(huán)境，減少了傳統(tǒng)的水準儀以及全站儀測量設(shè)備的?投入，同時還能核算數(shù)據(jù)，會顯著提升效率，更滿足高速構(gòu)建工程的需要。

2.5 能夠有效解決視線遮擋的問題

由于傳統(tǒng)的水準儀以及全站儀測量中需要借助光學原理對標尺進行觀 察，以此判定現(xiàn)場的高程以及坐標點，但若在這一過程中存在遮擋物時，需要想辦法繞開，否則會加劇測量工作的難度，也會造成更大失誤，但是 應用 GPS 技術(shù)卻能在借助衛(wèi)星定位系統(tǒng)時，以數(shù)據(jù)定位等方式明確其經(jīng)典數(shù)據(jù)，徹底實現(xiàn)了無障礙測量方法。

2.6 能夠有效簡化現(xiàn)有的測量工序

在測繪工程測量時采用 GPS 技術(shù)，可以取代原有傳統(tǒng)繁瑣的設(shè)備和架 設(shè)，以及調(diào)整等復雜工作流程，相關(guān)數(shù)據(jù)信息能夠自動列入儲存系統(tǒng)中，這類測量技術(shù)還能簡化整體測量工具，使工程的勘測效率明顯提升，對工 作人員的素質(zhì)要求水平也不高，更方便后續(xù)自動化和智能化的發(fā)展。

3 GPS 測繪技術(shù)在工程測繪中的應用

3.1 GPS 測繪技術(shù)在城市建設(shè)中的應用

隨著我國社會經(jīng)濟的增長，人們生活水平的提高，城市人口數(shù)量越來?越多，城市建設(shè)的步伐也在逐漸加快。城市建設(shè)是一項系統(tǒng)性很強的工程，需要充分考慮各個環(huán)節(jié)的因素，從全局展開統(tǒng)籌和規(guī)劃工作，確保城市的?發(fā)展更加人性化，在滿足人們居住生活等基本需求的同時還要確保自然生?態(tài)環(huán)境不能遭到破壞。結(jié)合目前情況來看，我國各個城市的規(guī)模不同，發(fā)?展速度也不一樣，對測繪的需求也不同，為了確保城市建設(shè)的科學性、合?理性、有序性，需要在城市建設(shè)中引進 GPS 測繪技術(shù)，對各個建設(shè)環(huán)節(jié)的?數(shù)據(jù)展開精確測量，確保數(shù)據(jù)的全面性、準確性、時效性，為城市建設(shè)工?作提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。城市建設(shè)工作要考慮多個方面的內(nèi)容，例如，確?保交通的合理性、排積水系統(tǒng)的合理性、城市景觀的美觀性等方面。在城?市發(fā)展的過程中還要確保自然環(huán)境不遭受破壞，保證人與自然的和諧發(fā)展。利用 GPS 測繪技術(shù)可以對這些內(nèi)容進行統(tǒng)籌規(guī)劃，保證城市建設(shè)設(shè)計方案?的合理性和科學性。GPS 測繪技術(shù)在極短的時間內(nèi)就可以提供大量的有效數(shù)據(jù)，為城市建設(shè)工作提供重要的數(shù)據(jù)保障。

3.2 GPS 測繪技術(shù)在公路測量建設(shè)中的應用

公路建設(shè)促進了我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，GPS 測繪技術(shù)在公路建設(shè)?中發(fā)揮著重要的作用，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。第一，地形圖的繪制。公路工程在建設(shè)過程中，需要繪制比例尺較大的地形圖，繪制地形圖的過?程中，需要采集大量的數(shù)據(jù)信息，涵蓋的范圍也比較大。傳統(tǒng)的繪制方式?因為受到技術(shù)的限制，繪制過程花費的時間比較長，需要耗費大量的人力、 物力，數(shù)據(jù)信息的全面性、準確性和及時性也得不到保障。將 GPS 測繪技?術(shù)應用于地形圖的繪制中，極大地縮短了采集信息數(shù)據(jù)所要花費的時間，同時在較短的時間內(nèi)就可以獲取精確度較高的、具有全面性的信息數(shù)據(jù)，提升了繪制地形圖的工作質(zhì)量和工作效率。第二，公路工程控制測量。GPS?測繪技術(shù)有靜態(tài)測量和動態(tài)測量兩種方式，要根據(jù)工程測繪的實際需求選?用相應的測量方式。進行公路工程控制測量時，因為公路施工是呈現(xiàn)動態(tài)?變化的，涉及很多的變化因素，基于以上原因，在進行公路工程控制時，采用的是 GPS 的動態(tài)測繪技術(shù)。第三，公路中線的測量。公路工程施工中，繪制好大比例尺地圖之后，施工人員要在公路中央標上中線，在標中線之?前首先要進行測量。利用 GPS 測繪技術(shù)可以對公路中線進行定位和測量，根據(jù)公路的長度和寬度，對中線的長度進行測量，為后期的中線標準工作?提供可靠的依據(jù)。第四，對公路的縱切面和橫切面進行測量。利用 GPS 測繪技術(shù)，結(jié)合相關(guān)的繪圖軟件和中線的樁點可以繪制出公路的縱橫斷面。

3.3 可以進行野外觀測信息記錄

由于控制運用存在一定的特殊性，因此要考慮到前期的測量不空，也 要對后續(xù)所涉及的測量內(nèi)容進行充分考察，在選點時要注意點，要與大面 積的水面保持一定距離，避免受到影響產(chǎn)生多路徑效應。除此之外，選點的周圍高度角要保持在 15°以上，避免出現(xiàn)障礙物，以免對信號的接收產(chǎn)生影響。在進行 GPS 靜態(tài)測量時，GPS 的接收機保持靜止狀態(tài)，不同的接 收機在不同的時間段內(nèi)進行開啟時，每一個時間段內(nèi)的接收機開啟之前都 要對測量現(xiàn)場的衛(wèi)星和天氣等進行實時記錄。

3.4 對觀測數(shù)據(jù)進行預處理

在采用 GPS 進行數(shù)據(jù)預處理時，要對原始的觀測數(shù)據(jù)進行編輯和整理，為后續(xù)的計算分析打好堅實基礎(chǔ)，例如，采用 GPS 進行測量時，要提前對 原始數(shù)據(jù)進行處理，還要對各種基線向量加以計算，與反復觀測的數(shù)據(jù)進 行對比，以此獲取更加清晰準確的結(jié)果，再進行預處理，將相關(guān)數(shù)據(jù)作為?明確依據(jù)進行平差計算，計算中也要通過獨立的基線組合成閉合圖形，再 利用三維基線和相應的方差協(xié)作，以一種觀測信息呈現(xiàn)出來。采用 GPS 網(wǎng) 中的三維無約束平差計算，在國家坐標系或是城市坐標系進行二維約束平 差。

3.5 GPS 測繪技術(shù)在水下工程測繪中的應用

水下工程的施工環(huán)境比較復雜，需要對水下地形進行測繪，測繪的信 息數(shù)據(jù)需要達到高精準度，符合相關(guān)標準。進行水下測繪地形識別地質(zhì)測 量中，要提前明確標示位置，采用計算機進行水下測繪。傳統(tǒng)的水下地形 圖測繪方式相對繁瑣，往往需要大量的人力、物力和專業(yè)工具。例如，基 于超聲波原理的探測儀，而這些設(shè)備的使用門檻相對較高，為工作人員的 業(yè)務(wù)能力提出很高要求，需要對操作者進行專業(yè)技術(shù)培訓。水下環(huán)境比較 復雜，可視性差，利用 GPS 高度測量系統(tǒng)技術(shù)可以及時對水下建筑工程船 體橫向以及縱向節(jié)點位置進行精確測量，收集信息數(shù)據(jù)之后，利用相關(guān)的 繪圖軟件可以了解清楚水下的具體情況。圖像差分儀和 GPS 等技術(shù)在處理 水下工程水體橫向、縱向位置中有著明顯的優(yōu)勢。在以往一般都是采用圖 像經(jīng)緯儀，這類傳統(tǒng)的定位測量設(shè)備和定位處理儀器操作煩瑣，得到的數(shù) 據(jù)信息可靠性、準確性都比較差。通過 GPS 技術(shù)可以滿足水下工程項目具 體需求，對三維地形坐標進行預定位，還可以利用相關(guān)功能對海洋工程坐 標進行實時在線描繪。應用 GPS 系統(tǒng)以后，使原本十分復雜的水下測繪變 得很好解決。

結(jié)語

工程測繪涉及的信息量大，測量環(huán)境復雜多變，對數(shù)據(jù)的可靠性、及 時性、準確性要求很高，依靠傳統(tǒng)的測繪技術(shù)很難滿足工程項目發(fā)展的需 求。GPS 測繪技術(shù)有著效率高、準確度高等優(yōu)勢，可以實現(xiàn)全天候工作，根據(jù)工程的具體需求實時采集相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，在工程測繪中得到了廣泛 的應用，推動了工程測繪的發(fā)展。

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