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【关键词】海洋测绘;技术;多波束测深
一、多波束测深技术与海洋测绘
多波束测深是当代海洋基础勘测技术中的一项高新技术,是计算机技术、导航定位技术和数字化传感器技术等多种技术的高度集成。在各种海洋调查测量中,如海道测量、海洋工程(包括水下钻探、海底管道、电缆、疏浚、填海工程测量)、地质编图(包括矿物探查、研究、电子海图制作)、军事应用(包括扫雷)、其它调查任务(沉船考古、生物栖息地的地形研究)等领域,多波束勘测技术都有着巨大的优势,并得到了广泛的应用。
1多波束测深系统是利用多波束原理进行海底测图和测量海底地貌的宽条带回声测深系统,是水声技术、计算机技术、导航定位技术和数字化传感器技术等多种技术的高度集成。其工作原理通过声波发射与接收换能器阵进行声波广角度定向发射、接收,在与航向垂直的垂面内形成条幅式高密度水深数据,能精确、快速地测出沿航线一定宽度条带内水下目标的大小、形状和高低变化,从而精确可靠地描绘出海底地形地貌的精细特征。与单波束回声测深仪相比,多波束测深系统具有测量覆盖范围大、测量速度快、精度和效率高、记录数字化和实时自动绘图等优点。
2测深时,载有多波束测深系统的船,每发射一个声脉冲,不仅可以获得船下方的垂直深度,而且可以同时获得与船的航迹相垂直的面内的几十个水深值。多波束测深系统一般由窄波束回声测深设备(换能器、测量船摇摆的传感装置、收发机等)和回声处理设备(计算机、数字磁带机、数字打印机、横向深度剖面显示器、实时等深线数字绘图仪、系统控制键盘等)两大部分组成。
3测深系统的回声处理设备较多。计算机可按预先给定的程序对各种数据和参数在船上实时处理;数字磁带机按规定的格式记录时间、导航数据、罗经航向、纵横摇摆以及各波束测得的水深和相对于船的横向距离等有关数据,以便后期处理;数字打印机可根据需要对所有记录数据进行监控;显示器对系统的模拟输出进行监视,直观显示横向深度剖面(海底轮廓线图);数字绘图机沿校正过的航迹标绘出等深线图,实时判读海底地貌的轮廓。
4多波束测深系统同单个宽波束的回声测深仪相比,具有横向覆盖范围大(为深度的几倍),波束窄(约为3°~5°),效率高等优点。适用于海上工程施工区和重要航道的较大面积的精确测量,也可以用于精确测定航行障碍物的位置、深度。它能绘出海底三维图形,消除了使用侧扫声呐时判读的困难。有的系统还可在冰覆盖区使用。
5海洋测量、数据库和产品化是海洋测绘体系的三个核心环节,它们相互依存,相互影响,共同发展。目前海洋测绘体系已完成了数字化技术改造,目前由控制、水深、地形等的测量到海图的编辑、加工和出版,全部实现了数字化。可是与纸质海图的工序相比,目前的海洋测绘的供需变化却不大,根本原因是由于整个技术的改造是参照纸质海图的工序实施的。水深测量是海洋测绘的核心技术,目前由于单波束到多波束测量方式的改变,水深测量技术发生了重大的变革,实现了垒覆盖的海底地形测量。可是,如果不考虑改变目前的测量工序和要求,不仅不会减少海图产品化的时间和扩大海洋测绘产品的多样性。相反,由于数据量太大,却会增加海图出版机构的负担。
二、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。因此海洋测量在内容、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。
1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。
2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。
3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。
三、海洋测绘的发展策略
1加快提高测深技术
在水深测量上,海洋测绘虽然在近些年的发展中,取得了很大进展,但由于受先进的测量仪器价格昂贵,以及海洋测绘较之陆地测绘起步晚,在技术上相对较弱等原因的影响,在当前我国的水深测绘中,仍然主要使用单波束测深仪,对于多波束测深仪的研制还有待提高,如果主要依靠单波束测深仪,将会降低我国测深效率以及测量结果的精准性,对于我国海洋测绘业的发展是不利的。
2提高GPS在海洋测绘中的精度
GPS定位系统在大地高的测量中应用较早,且测量结果较准确,但在将大地高转化为海图高的精确度上却并不高。由于海洋理论深度基准面具有跳跃变化的不稳定特点,因此,将大地高作为无缝垂直参考基准应用水对水深的测量,还需要进一步加强对于数据处理准确性的研究,以做到通过大地高的测量,能对海图高的数值有比较准确的测定,尤其在我国的远海领域,应加大对GPS精确使用范围并加快相应技术研究,以不断促进海洋测绘技术的提高。
3统一坐标系,提高海洋测绘精确度
当前在海洋测绘中,发达国家在一般使用地心坐标系进行测绘。地心坐标系因以地球质心为原点,较之参心坐标系在测量结果上更为精确,而鉴于各种原因,我国当前在坐标系的使用上,地方坐标系、国家坐标系以及施工坐标系的参照坐标还存在差异,且主要以参心坐标系为主,应尽快予以统一,并逐渐选择使用地心坐标系,以不断提高海洋测绘的精确度。
4加快网络化信息服务系统建设,重视测绘人才的培养
海洋测绘信息目前还是主要在海洋测绘、科研、管理等部门建立的局域网上实现信息共享,并没有实现社会化应用,应尝试在当前局域网的基础上,与各级海事部门实现联网,通过与国家公共信息网站的链接,实现海事测绘公共服务信息的大众化使用,并尽快建立起信息服务系统,使海洋测绘信息能为与海洋打交道的各行业人员提供帮助。另应继续加强对于测绘专业人才的培养力度,除通过高校培养专门的人才外,基于科技的飞速发展,应注意对在业人员的培训,以及时更新他们的知识,使测绘人员的专业技能跟上时展步伐。
总之,随着社会经济发展对水下地形测量要求的提高,传统单波测深仪已经无法满足日益增长的新需求,多波束水深测量技术的出现带来了海洋测量技术的一次重大变革。多波束测量技术的发展和海图数据库的建立,将会对数据库产品化产生重大影响,使得海洋测绘产品化的时间得以有效缩短,并提高海洋测绘产品的多样性。
参考文献:
Abstract: Nowadays, major changes have taken place in modern surveying and mapping technology, and these changes are mainly embodied in the three aspects of theory, technology and application. The application of modern surveying and mapping technology is helpful to the study of the earth and natural environment, can help human to explain some natural phenomena, and even contributes to solving major problems existing in social development and national economy. The function and development trend of modern surveying and mapping technology are described in this paper.
P键词: 现代测绘技术;作用;发展趋势;数字化;信息化
Key words: modern surveying and mapping technology;effect;development trend;digital;information
中图分类号:P237 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)14-0200-02
0 引言
随着我国社会经济的发展,综合国力的增强和先进科学技术的不断深化,现代测绘技术也迎来了新的发展机遇,其应用领域在不断的拓宽。现代测绘技术产生的条件是卫星定位系统,地理信息系统和计算机网络技术三者的有机结合[1]。在国际领域,传统的模拟测绘技术正在或已经被现代数字测绘技术所代替,数字信息开始实现网络化,这预示着又一新的时代即将来临,这个新的时代就是数字化时代。最近几年,由于我们国家的经济社会信息化水平持续提升,致使数字化测绘产品的需求量不断增大。当今,我国处于社会主义初级阶段,这一时期的发展至关重要,我们要想在基础设施建设和自然资源开发上取得更好成果,就需要进一步提高测绘技术。所以,本文中具体阐述了现代测绘技术的作用及发展趋势。
1 测绘技术的含义
作为一门学科,测绘学的应用性是很强的,传统的测绘技术由五部分组成,包括施工测量、竣工测量、控制测量、地形测量和变形检测。现代测绘技术则是在传统测绘技术的基础上增加了新手段、新方法和新仪器[2]。探讨测绘技术,要理清测绘的定义。测绘是一门与地理和空间分布相关的科学、技术和经济实体,其包括的内容为采集、量测、处理、分析、解释、描述、分发、利用和评价。基础性、前期性和公益性是其特征。测绘产品的出现是为了把地表上自然人工要素及地理空间的位置属性信息反应出来,为社会经济的建设发展提供保障。控制测量,碎步测绘,线路测绘,施工放样等是测绘的主要任务。
2 现代测绘技术的作用
2.1 辅助城市信息化管理
运用现代测绘技术对自然地理要素和地表人工设施进行测定获得的信息被称之为测绘结果。此结果可以为人们在城市规划和地理管理等方面提供帮助。测绘资料是一个地形图,这个地形图由各式各样的比例尺和不同等级控制点坐标构成,它里面包含着精确的、详尽的地理信息,为现代城市信息化管理获得地理信息提供了唯一的来源[3]。例如,在城市建设中,为了更好地规划某一区域,城建和土管等部门需要较大比例且信息量大的地形图,以达到对该区域建筑物布局和土地使用情况的了解,而负责水电的部门需要更加详细的单体房屋类型和结构的地形图做依据来进行管线的铺设。
2.2 现代测绘技术符合地理信息系统建设的需求
基础地理信息系统和应用地理信息系统构成了地理信息系统,而这两个系统的建设都需要现代测绘技术做支撑。地理位置信息在我们的实际生活中发挥着重要作用,例如日常生活中用到的交通路线地图就是地理信息的真实再现,而交通路线图绘制的前提条件就是现代测绘技术的应用,一份高质量的交通路线图的制作完成需要精确详细的测绘资料做依据。
2.3 现代测绘技术的实际应用
现代测绘技术与我们的生活息息相关。例如,公路工程实施中就离不开现代测绘技术的运用,并且测绘技术在其中发挥着很大的作用。公路修建过程中需要开挖隧道,架设桥梁,施工点布置、测试以及地质勘探等,这些都需要有依据作参考,而依据的来源就需要进行测绘工作,利用现代测绘技术对公路工程范围内土地的地质、地貌、地形条件等进行测绘,并与区域性地质资料结合分析,绘制出带状地形图。并在图纸上设计路线,把路基纵坡、平面、边坡位置标记出来,为公路工程的实际建设提供帮助和指导。在公路建设过程中如需在河流上修建桥梁,还需要测绘出河流两岸的地形图,并对河床断面、河流比降以及待建桥梁的轴面进行测定,从而获取精确的数据为设计桥梁建设方案提供指导。所以,公路工程的设计施工离不开现代测绘技术的使用。现代测绘技术的使用有助于公路工程建设安全性、合理性的提升,并呈现出了经济效益和社会效益。
3 未来发展趋势
3.1 发展海洋测绘技术
我国海洋资源丰富,海岸线绵长。在海洋资源的开发利用上离不开测绘技术的使用。现如今,海洋测绘技术的发展方向呈现出以下特征:高精度、全覆盖、全过程自动化。海洋测绘技术定位精度的提高可依靠卡尔曼滤波或卫星定位的方法,全面覆盖的目标可依据高精度条带式测深系统或航空航天遥感测深系统来完成,并使海洋测绘技术过程自动化进一步提高。把海洋测绘技术获取的资料与自动制图技术有机地结合起来,从而建立起丰富的海洋图数据库,并最终实现海洋测量信息系统的建立[4]。
3.2 发展遥感技术
人们要想对地球表面的陆地、海洋、气候等的变化实施长时间的观察和研究,就离不开遥感技术的使用。目前,遥感技术的发展呈现出多种传感器、多频谱、多时相的信息获取和信息处理智能化的特征。
3.3 发展地图学技术
当前,地图学的发展方向呈现出多领域、多层次、多功能和多时态的特征。地图学的理论、技术和工艺随着地理信息系统技术、自动制图技术、多媒体技术和遥感技术的发展也产生了很大的改变。地图学技术发展的最高目标是开发出地图设计专家系统、自动标记制版系统和信息分析专家系统,而这个目标实现的前提是遥感技术与其它迅速刷新地图信息的方法相结合[5]。
3.4 发展数字化摄影测量技术
众所周知,模拟摄影测量和解析摄影测量是传统摄影测量的两个发展阶段。社会发展到今天,数字化摄影测量的时代已经到来。数字化摄影测量技术与其它技术结合使用,产生了很好的效果。例如,其与地理信息系统的结合使用促进了测绘过程的数字化,其与全球定位系统的结合实现了航空摄影测量,从而减轻了野外摄影测量作业的难度。
3.5 发展空间定位技术
随着空间定位技术的发展,大地测量的状态正在慢慢地由静态向动态转化。动态大地测量技术的使用扩大了大地测量范围,转变了研究对象:测量范围由局部延伸到了全面,研究对象从地球表面延伸到地球内部。空间定位技术的发展从技术和理论上改革了传统的大地测量方法。例如,某工程中几条高速公路采用了1:2000数字地形图和DEM制作,该过程选取1:10000的地形图,以航飞像片的每六条基线量取两个地物点的坐标,作为像控点使用,进行空三加密和物方相关等,得到像对的DEM成果。
综上所述,人类社会发展离不开现代测绘技术的使用。现在,我国的测绘技术水平与国际测绘水平还存在着差距,表现如下:数字化测绘的技术问题的解决还没有实质性的进展;测绘生产存在着周期长、质量较低等缺陷。所以我们应当积极引进国外的先进技术和经验,在各个领域充分地发挥现代测绘技术的作用,更好地服务于我国现代化建设。
参考文献:
[1]罗兵.浅谈现代测绘技术的作用及发展趋势[J].工程技术:全文版,2016,2(4):318.
[2]QIN Ke.浅析现代测绘技术的发展趋势[J].山西建筑,2015, 34(23):358-359.
关键词:测绘地理信息系统;系统设计;系统开发
中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0088-01
测绘是地理信息系统的基础,与我国地理信息系统应用的开展有着密不可分的联系,为了能够使我国地理信息系统得到更加广泛的应用,就要对地理信息系统进行充分的掌握,从而对其系统的设计进行不断的创新工作,使其系统的功能能够紧紧跟随市场经济的发展需求,从而使地理信息系统的作用充分的发挥出来。
一、测绘地理信息系统的定义
地理信息系统,简称GIS,同时又称为“地学信息系统”或者是“资源与环境信息系统”。是一种特定的十分重要的空间信息系统,主要是在计算机硬、软件系统的支持下,对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述等一系列工作的技术系统。是目前我国在分析和处理海量地理数据方面通用的一种技术。其主要特征是具有动态性和空间性,并且能够实现区域空间分析以及多种动态要素的预测。
测绘是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础,以全球定位系统、遥感、地理信息系统为技术核心,将地面已经存在的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息。测绘是地理信息系统的基础,建立测绘信息管理系统可以有效的管理测绘数据,使地理信息系统得到广泛的发展和应用。
二、测绘地理信息系统的设计与开发
(一)测绘地理信息系统的功能
因为地理信息系统的使用范围较广,所以在对其系统的设计与开发上,也要从地理信息系统所涉及的领域进行多方面的考虑,整个系统根据不同应用领域可以分为以下三个基础类别:
1.大地测量数据系统
大地测量数据系统中存在的数据,主要是国家大地测量的基础数据,这些数据中主要包括大地水准网和控制网的数据资料,在很大程度上满足了国家对大地测量成果资料管理和对外提供数据的需要。
2.城市测绘数据系统
城市测绘数据系统的功能主要是为城市规划、市政建设以及其他的相关部门提供直观、准确的相关信息。所存储数据主要包括某个城市的大比例尺地图、地籍图、遥感影像图、人口绿化等专题图,以进行叠加、统计等操作,以为空间决策提供支持。
3.海洋测绘数据系统
海洋测绘数据系统是为了给导航和变化监测等应用提供相应的数据支持,其中所存放的数据主要包括海洋测量的控制网、水深测量、海洋重力测量情况等,同时还应该包括洋流、潮汐、海洋气象等专题信息。
(二)测绘地理信息系统的设计与开发
为了能够使测绘地理信息系统所具备的功能得到充分的发挥,在系统的开发上就要进行严格的要求,在对地理信息系统的设计与开发的过程中,应该遵循实用、先进、高效、可靠的原则,在此原则的基础上进行科学合理的规划设计。
1.开发平台和工具的选择
开发平台和工具的选择与系统建设效率的成败存在着直接的关系,这就要求在系统设计与开发的过程中,要根据系统的要求选择合理的开发工具。随着我国地理信息系统应用的不断发展,其开发工具软件也得到了基本的完善,国内的开发工具软件主要包括MAPGIS、GeoStar、SuperMap等软件。而对这些开发工具软件的选择应该根据地理信息系统具体的使用领域以及其具体的要求来进行选择,通常情况下,其主要的功能应该包括输入和管理地理信息系统数据的基本功能,应该具备良好的特性,尤其是在常用的功能方面;其次,系统应该具有较好的效率;并且应该具备接收处理汉字的功能;最后,系统应该具体提供较好的用户界面和联机帮助信息的功能,并且根据地理信息系统的不断发展,系统还应该具有良好的扩充性且具有进一步的升级能力。鉴于以上所提到的基础功能来看,选择MAPGIS开发工具软件是比较科学的选择。
对于系统集成应用开发方面和系统硬件方面应该采用Visual C++作为开发工具语言,硬件的配置应该具备快速、灵活等特点,以此来保证我国不同领域的测绘地理信息系统的作用能够得到充分的发挥。
2.数据库设计
数据库是构成地理信息系统的核心,因此,在数据库的设计上一定要予以重视。构成数据库体系的内容主要包括图形的拼接和附加、不同数据格式之间的相互转换以及图库的建立等等方面,地理信息系统数据库中除了属性数据库外,还包括空间数据库,对于空间数据库的管理通常采用拓扑数据模型来实现,地理信息系统在两种数据之间建立的某种联系以实现图形与属性之间的相互之间的操作。随着地理信息系统的不断发展,对于这两种数据库的应用也出现了一定程度的改变,许多地理信息系统可以提供两种数据库结构的混合处理能力,是两种数据结构共同存在,相互补充。
3.配备和系统管理制度
在整个地理信息系统中,为了能够对系统进行全面的管理和维护工作,系统应该具有合理的人员配备和严格的系统管理制度,其中人员配备应该形成整套的行政管理体系,并严格遵照系统管理制度。以此来提高协作、管理的效率。
三、结束语
综上所述,测绘地理信息系统的产生与发展,是我国地理信息系统技术发展的必然结果,测绘地理信息系统也为我国经济效果和社会效益的发展起到了重大的推动作用,正确认识测绘地理信息系统,并且对其进行科学合理的设计与开发,对我国的经济发展起到了重要的意义。
参考文献:
[1]马平华,路文科,刘永宏.论测绘地理信息系统的建设[J].安徽地质,2009(12)
[2]薛萍,赵建辉.民政地理信息系统的设计与开发[J].测绘与空间地理信息.2011(6)
关键词: 测绘地理信息系统 建设
中图分类号:C922 文献标识码:A 文章编号:
前言
地理信息系统简称G IS )是随着计算机技术、和地理科学的发展而发展起来的一个学科。在计算机发展史上, 计算机辅助设计技术(C A D ) 的出现使人们可以用计算机处理图形数据。图形数据的标志之一就是图形元素有明确的位置坐标, 不同图形之间有各种各样的拓扑关系。用计算机把这些数据管理起来, 就成为一个简单的地理信息系统的雏形。地理信息系统是利用计算机建立地理数据库, 将地理环境中的各种要素, 包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据, 进行数字存贮、处理和分析, 建立有效的数据管理系统。通过对多种要素的综合分析, 方便快速地获取信息, 满足各种不同的应用或科学研究的需要, 并以图形和数字的方式表示结果。
一、地理信息系统(GIS)的概述与特点
1 地理信息系统(GIS)的概述
地理信息系统( GIS) 是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科,主要是利用计算机建立地理数据库,将地理环境中的各种要素,包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据,进行数字存贮、处理和分析,建立有效的数据管理系统。 地理信息系统( GIS) 技术是先对多种要素进行综合分析,然后快速地获取信息,并能满足各种不同领域的应用或科学研究的需要,最后以相应的图形和数字方式表示结果,突现其准确化、标准化、数字化的特点。
2 地理信息系统(GIS)的基本特点
地理信息系统( GIS) 的技术优势不仅表现在具有地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程的特点,还体现在它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。GIS 具有以下的基本特点:
( 1) GIS 是公共的地理定位基础
地理空间框架是一个存放与地理空间位置有关的各种信息的架构,是整合这些信息的地理定位基础。 地理空间框架的核心就是基础地理信息数据库,因为这些数据库为各个领域的信息化建设和人们处理自然、人文社会、经济环境等各种各样的信息资源,提供科学化、标准化、统一化的基础地理信息公共平台。
( 2) GIS 是多维结构
在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构,而各个专题型实体型之间的联系是通过属性码进行的,这就为地理系统各圈层之间的综合研究提供了可能。
( 3) GIS 的数据具有数字化
GIS 在外业实测、电子手簿的自动记录和数据转换过程中,采用数字化仪器对已有成图进行数字化,并完成数据采集; 最后对数据进行编辑处理后,形成数字地图。 数字地图可进行缩放编辑形成任意比例尺的可视图; 还可以进行分层编辑,针对不同层次的地图储存不同的地图要素。 然后,按照不同层次的内容输出、组合,可以编制出不同用途的专业用图,修测十分方便。 在AUTOCAD环境下,还可以对基础图内容实行特殊的配置注记,进行设计、量算和修改。
( 4) GIS 具有丰富的信息
随着计算机技术和通讯技术的迅速发展,GIS 向多样化和分布式处理迈进。 在侧重数据库建立、信息存储、查询检索、统计分析和自动制图等基本功能的基础上,GIS 逐步进入开发分析、评价、预测、决策支持模型以及增加智能化功能的发展阶段,进一步获得丰富的信息。
二、系统建设的目标和内容
1 系统建设的目标
系统的功能应当是科学有效的管理传统测绘数据,首先实现传统的测绘数据的管理功能,如制图等。在此基础上增加GIS专题信息,为土地管理、城市建设、海洋渔业等部门提供辅助决策支持的基础信息,拓宽测绘的服务范围。
2 系统建设的内容
整个管理系统可针对不同情况分成三个基础类别:大地测量数据系统、城市测绘数据系统、海洋测绘数据系统。各分系统之间又可相互支持、互相调用。
(1)大地测量数据系统主要存放国家大地测量的基础数据,首先应包括国家大地水准网和控制网的数据,满足大地测量成果资料管理和对外提供数据的需要。
(2)城市测绘数据系统功能是为城市规划、市政建设及其他相关部门提供直观、准确的相关信息。所存储数据应包括该城市的大比例尺地图、地籍图、遥感影像图、人口绿化等专题图,以进行叠加、统计等操作,以为空间决策提供支持。
(3)海洋测绘数据系统应包含海洋测量的控制网、水深测量、海洋重力测量情况等,同时要包括洋流、潮汐、海洋气象等专题信息。这些信息经过分析处理可以为导航、变化监测等应用提供数据支持。
其实,三种系统在GIS操作方面应具有相同的基本功能,所不同的是它们各自的数据内容和可应用范围。
3 系统功能
系统应具备的基本功能包括以下几个方面:
GIS中的数据包括图形数据和属性数据,其数据源主要是专题地图。图形数据的输入方式主要是数字化。人工跟踪图上的线段,形成由一串坐标连接的矢量,就成为一种直观的图形特征的数字描述。属性数据可在数字化过程中同时输入或单独建立。对输入的数据,一般系统独具有较完善的交互编辑、检查错误、修饰图幅和检验结果的功能,并在图形输入后自动建立拓扑关系。
数据库的建立和管理
GIS中数据库除属性数据外,还有地理要素空间分布的位置数据,即空间数据库。空间数据用拓扑数学模型来管理,而属性数据则用数据库管理系统DBMS。GIS在两种数据之间建立的某种联系以实现图形与属性之间的相互之间的操作。空间数据的结构基本上分为栅格结构与矢量结构两类。矢量结构表示图形与常规一致,数据量小,位置的精确性好,数据综合分析能力较容易,地图输入也精确美观,但数据结构复杂,存储和操作也复杂,费用较高。栅格结构是许多点子设备获取数据和显示数据的原始形式,数据结构简单,功能直观,开发费用低,但用较长像元以减少数据量时,精度较差。随着GIS的发展,许多GIS提供两种数据结构的混合处理能力,两种数据结构并存,相互补充。
数据检索
包括对指定任意地区、任意属性的数据进行查询,以及数据库有关数据项的逻辑运算检索等。
数据分析与处理
GIS的主要注意力集中在空间实体的关系上。对地图的点、线、面特征间的拓扑关系分析,是GIS的重要内容。此外,GIS的分析和操作还包括建立特征缓冲区;图形叠加的各种逻辑操作,并对结果作类型归并,冗余消除,使其保持逻辑上的一致;地图投影变换;计算面积、距离,最近邻选择;建立数学地形模型;以及属性数据的操作和统计,标号和注记操作,根据属性提取图形特征等。
(5) 数据输出:分析或查询结果的输出是GIS的一个重要功能。GIS的输出可是屏幕显示,绘图、制表纸,拷贝等。大多GIS提供的图形图像编辑,符号生成,矢量汉字标记,等功能,可输出二维或三维彩色图形,以满足不同图件的制图要求。
结束语
在80 年代初期,测绘业进行了对传统测绘手段和生产工艺的技术改造,开展了数字化测图、机助地图制图、地理信息系统( GIS) 、人卫激光测距( SLR) 、全球卫星定位系统( GPS) 、遥感( RS) 等方面的基础研究和应用研究。 其中最为突出的是GPS、GIS 和RS 技术的结合,发挥各自的优势,相互渗透,形成一个自然的发展趋势。 GPS与RS 能为GIS 提供区域信息及空间定位信息,而GIS 可以从GPS 和RS 提供的批量数据中提取有用的信息进行相应的空间分析,并将其有用数据进行综合集成,最终成为科学的决策依据.。
参考文献
[1] 宋朝.地理信息系统在房产测绘行业的应用[J]. 科技资讯. 2010(04)
[2] 吴江南,王根英.浅谈3S技术在水利工程地质勘测中的应用与发展[J]. 科技资讯. 2010(17)
【关键词】工程测绘;GPS测绘技术;特点;应用
由于GPS测绘技术所具备的优越性,GPS测绘被逐渐应用于社会现代化建设事业中,在工程测绘方面发挥着重要作用,显著提高了工程测绘质量。为进一步提升GPS测绘技术在工程测绘中的运用实践水平,本文对其基本技术特点进行分析,并探究该技术在工程测绘领域的运用。
一、GPS测绘技术的基本特点
GPS即全球定位系统,硬件设备主要由环球通讯卫星和卫星接收装置两部分构成。GPS的工作原理基于无线电卫星的精准定位导航系统,能够帮助用户精确把握导航位置、时间以及三维坐标[1]。GPS的测绘技术融合了传统测绘方法和高科技的现代化电子测绘技术,具有运用的广泛性大、功能性强、自动化和智能化水平高、可操作性强等特点。
(一)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。
(二)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。首先,在静态相对定位模式测量中若基线
(三)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。
(四)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。
(五)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]。
二、工程测绘中GPS测量技术的应用研究
(一)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[3]。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。
(二)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[4]。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。
(三)在城市建设中的GPS测量技术应用
要把城市建成区和规划区的进行的严格划分对城市进行一个整体的规划,对日后建筑物的建设提前做出计划,从而减少其对城市的局以及公共环境的影响,以实现对城市建设的合理化随着经济的不断发展[5]。现代化城市建设的发展越来越快,然而过度开发城市的资源,对城市的合理化发展造成了严重影响在这样的情况下,对与城市的测量,有着更高的要求,工程的质量和进度与测量水平直接相关城市控制测量的速率以及准确度在引入测绘技术后得到了大大的改善,由于可以在任意时刻采集数据,而且还可以根据要求进行适当的调整,比传统的测量方式有极大的进步速度快精度高费用低以及操作简便是非常明显的优势,因而是现阶段城市控制测绘的最好选择随着新科技新技术的不断发展,技术在该领域的发展将会获得更大的优势同时,城市控制测量伴随技术的发展将会达到更高的水平。
除上述功能之外,技术还能够用于土地的动态检测。由于所具有的精度高速度快效率高的特点,使得这种新的测绘方法足可以满足现阶段的土地动态检测的需要,同时解决了传统方法存在的速度慢效率低的问题,大大提高检测的速度以及数据的精准度,节省大量时间和人力。
三、结语
由于具有的诸多方面的优势,势必会给工程测绘工作带来全新的革命,各领域测量技术将会得到改革。不仅工程测绘的数据会更加真实更加准确更加可靠,而且将会扩大工程测绘的服务范围,从而使工程测绘的质量和效率得到明显的提高。毫无疑问,在未来的一段时间之内技术将主导整个工程测绘领域,并且在技术的革新进步的同时,将用更强的实用性拓展广阔的发展空间。
【参考文献】
[1]康宗道.工程测绘中GPS测绘技术的应用探析[J].河南科技,2014,14(5):53.
[2]孙玉松.论测绘技术在工程测绘中的应用[J].黑龙江科技信息,2013,25(9):102-104.
[3]陈巧英.论工程测绘中的测绘技术[J].科技创新与应用,2014,28(1):192-193.