分析測繪自動化技術及其發展趨勢

　　摘要：該文闡述了地形測量和測繪技術相關概念及目前地形測量的測繪自動化技術，并探討了測繪技術自動化技術的發展趨勢。

　　關鍵詞：地形測量;測繪技術;發展趨勢

　　0 引言

　　地形測量學是研究測繪地形圖及與其有關測繪工作的理論、方法的應用技術學科。地形測量是為城市、礦區以及各種工程提供不同比例尺的地形圖，以滿足城鎮規劃、礦山開采設計以及各種經濟建設的需要。

　　地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小，并將其測繪成地形團的理論和技術。通過測定小范圍地表高低起伏形態和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點的平面位置和高程，經相應的數據處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應地面幾何圖形相似的地形圖，為國家經濟建設提供設計與施工的圖紙資料。

　　傳統的測繪包括控制測量、地形測量、施工測量、竣工測量和變形監測5個部分。現代測繪技術自動化技術具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優點。

　　1 目前地形測量的測繪自動化技術

　　測繪自動化是集數據采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化，測繪技術自動化技術發生了重大變革，3S技術(GPS全球定位系統、GIS地理信息系統、RS遙感)及其集成技術成為測繪技術自動化技術的核心。

　　1.1 GPS技術 GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統，是美國20世紀70年代開始研制的，它歷時20年，于1994年3月全面建成的利用導航衛星進行測時和測距，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統，是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。

　　GPS定位技術與常規地面測量定位相比，具有抗干擾性能好、保密性強，功能多、應用廣，觀測時間短，執行操作簡便，全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點。特別是RTK的定位精度可達厘米級，在水上定位得到了廣泛的應用。

　　GPS RTK(Real Time Kinematic)技術開始于90年代初，是一種全天候、全方位的新型測量系統，稱載波相位動態實時差分技術，是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式，是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態定位技術。

　　GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻，速度快、效率高，觀測時間短，方便靈活，測程不受限制，不受通視條件影響等優點。

　　1.2 GIS技術 地理信息系統(Geographical Information System-GIS)是利用現代計算機圖形和數據庫技術來處理地理空間及其相關數據的計算機系統，是融地理學、測量學、幾何學、計算機科學和應用對象為一體的綜合性高新技術。其最大的特點就在于：它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結合在一起，并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。

　　GIS具有以下的基本特點：一是公共的地理定位基礎;二是多維結構;三是標準化和數字化;四是具有豐富的信息。

　　地理信息系統對空間地理信息進行處理，準確采集有關的數據，并對地理空間數據和信息進行處理、管理、更新和分析，是采用數據庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術的技術系統，對現代測繪技術自動化技術的起重要支撐作用。

　　目前GIS地理信息將向著數據標準化(Interoperable GIS)、數據多維化(3D&4DGIS)、系統集成化(Component GIS)、系統智能化(Cyber GIS)、平臺網絡化(Web GIS)和應用社會化(數字地球)的方向發展。

　　1.3 RS技術 遙感RS(Remote Sensing)起源于20世紀60年代，不直接接觸被研究的目標，感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發射輻射)，經過傳輸、處理，從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛星、航空、航天攝影測量等技術。遙感技術依其波譜性質，可分為電磁波遙感技術、聲學遙感技術、物理場遙感技術。

　　遙感信息技術已從可見光發展到紅外、微波;從單波段發展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴展到時空維;從靜態分析發展到動態監測。

　　RS為GIS提供信息源，GIS為RS提供空間數據管理和分析的技術手段(圖像處理)，GPS作為GIS有力的補測、補繪手段，實現了GIS原始地圖數據的實時更新。3S的綜合應用是一種充分利用各自的技術特點，快速準確而又經濟地為人們提供所需的有關信息的新技術，三者的緊密結合，為地形測量提供了精確的圖形和數據。

　　2 測繪技術自動化技術的發展趨勢

　　隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的系統、智能化，測繪技術自動化技術向著3G技術及集成技術自動化、實時化、數字化，數據庫和應用軟件的開發應用，三維可視化技術以及人工智能化發展。使測繪技術自動化技術能全方位的應用于地形測量中，提高了地形測量的效率和準確性。

　　2.1 3G技術及集成技術的進一步發展 積極普及3G技術的應用，改進3G技術中存在問題，更新3G及其集成技術測量的方法和手段，加強測量精度和準確性，使3G技術能在地形測量測繪技術領域的應用進一步擴展。

　　全球數字攝影測量系統在GPS、GIS、RS和3S集成技術中的應用，對數碼攝影測量和地形測量更加普及和深化，使測繪技術向電子化、自動化、數字化方向發展。

　　2.2 測繪軟件及數據庫的開發與更新 加強地形測量數字化測繪軟件的研發，使測繪軟件系統更加高效、靈活和功能齊全，使測繪軟件技術在地形測量中起到了相當重要的作用。

　　更新完善信息數據庫，將采集的測量數據轉換直接進入信息數據庫，數據管理查詢方便，數據共享，實現全球數據更新和擴展空間基礎信息系統的動態管理，實現測量數據的管理科學化、標準化、信息化，實現測繪數據的傳輸網絡化、多樣化、社會化，使測繪技術走向自動化，實時化，數字化。

　　2.3 人工智能和專家系統在測繪技術中的應用 隨著計算機技術的發展和測繪技術與相關學科的交叉、綜合，人工智能和專家系統在測繪技術中有著廣泛的應用前景。計算機利用專家知識模擬人腦思維進行推理，從事智能化的數據、圖形處理和信息管理工作，極大地提高工作效率，使測繪技術向自動化、智能化發展。

　　全球定位系統(GPS)、數字攝影測量系統(DPS)、遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)和專家系統(ES)這5S技術的發展和相互結合，專家系統在其中發揮著重要的作用，專家系統對整個測量流程進行控制，并執行相應的推理、分析和處理工作，并可實現信息資源共享，實時動態監測診斷，提高效率和質量，是測繪技術通向實時、自動、智能測量系統的關鍵。

　　3 結束語

　　隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化，測繪技術自動化技術發生了重大變革，從傳統的測繪技術(例如電子測距儀、經緯儀、水準儀和平板儀)向3G技術、數字攝影測量技術以及人工智能化發展，推動了測繪技術自動化技術的活躍和革新，測繪技術朝著自動化、實時化、網絡化和數字化方向發展，使地形測量更快速、簡單、精確。