現(xiàn)代GIS技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用研究.pdf

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1、塑窒皇型絲!墼塞矍』二—————————，——，——，————』竺墅【文章編號(hào)】1673—0038(2013}07-0176—02現(xiàn)代GIS技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用研究肖洪江1張立2(1．北京市懷柔測(cè)繪所北京1014002．天津市普迅電力信息技術(shù)有限公司天津300384)摘要：隨著國(guó)家十萬(wàn)億工程的建設(shè)，對(duì)于國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入也相應(yīng)增加，安全問(wèn)題使得工程測(cè)量開(kāi)始登上基譬設(shè)施建設(shè)舞臺(tái)的中心位置。為了進(jìn)一步確保工程和項(xiàng)目安全，現(xiàn)代信息化技術(shù)的應(yīng)用成為工程測(cè)量的應(yīng)用重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)信息技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了各類(lèi)型測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，以GIS技術(shù)為代表的信息化測(cè)量手段廣泛應(yīng)用于各類(lèi)型的工

2、程測(cè)量中。1前言隨著信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中，包括全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem，GPS)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem，GIS)技術(shù)等?，F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用主要為了幫助工程測(cè)量實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與處理、數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)化和可視化處理等功能。2工程測(cè)量及GIS技術(shù)發(fā)展概述2．1工程測(cè)量發(fā)展概述運(yùn)用信息技術(shù)手段、針對(duì)性地對(duì)工程建設(shè)的各階段所展開(kāi)的信息勘察、信息和數(shù)據(jù)收集、分析、監(jiān)測(cè)等一系列的工作的可以叫做工程測(cè)量。作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)應(yīng)用，工程測(cè)量是結(jié)合計(jì)算機(jī)、工程、

3、自動(dòng)化、光學(xué)、通信等跨學(xué)科和領(lǐng)域的綜合性產(chǎn)物，其廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的工程建設(shè)項(xiàng)目中，如城市建設(shè)、工程建筑、資源挖掘、能源開(kāi)發(fā)、環(huán)境評(píng)估等【1】。工程測(cè)量的主要工作包括施工測(cè)量及變形監(jiān)測(cè)，其最重要的環(huán)節(jié)就是測(cè)量控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，如圖1。輸入圈形或相關(guān)理翻奴據(jù)圖1施工控制網(wǎng)的總圖框架設(shè)計(jì)與優(yōu)化在進(jìn)行測(cè)量控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化時(shí)，需要遵循兩大原則：①保證企業(yè)的投入產(chǎn)出最大化；②保證高精度和高敏度。工程測(cè)量自誕生至今經(jīng)歷了50多年的發(fā)展歷史，其理論與技術(shù)一直在不斷的發(fā)展和演進(jìn)。在工程測(cè)量發(fā)展初期主要依靠傳統(tǒng)的儀器設(shè)備和技術(shù)來(lái)減輕測(cè)量工作的負(fù)擔(dān)、提升野外測(cè)繪的工作效率，在這一階段

4、主要應(yīng)用的技術(shù)手段包括GF$技術(shù)和全站儀等，然而通過(guò)初期傳統(tǒng)技術(shù)采集的信息和數(shù)據(jù)存在著較大誤差、信息清晰度較差等問(wèn)題。隨著技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)力的提·176-高，現(xiàn)階段的工程測(cè)量除了應(yīng)用GPs技術(shù)外，由于GIS具備在數(shù)據(jù)收集、采集和處理方面得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，GIS也開(kāi)始廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量。2．2GIS技術(shù)介紹及其特征GIS技術(shù)最早起源與1960年左右，其主要依托于信息化技術(shù)(包括計(jì)算機(jī)軟件、硬件及專(zhuān)業(yè)的集成系統(tǒng)平臺(tái))，基于空間與地理信息分析的基礎(chǔ)之上形成的一門(mén)綜合技術(shù)。地理信息系統(tǒng)采集集成了計(jì)算機(jī)硬件高速運(yùn)轉(zhuǎn)和存儲(chǔ)功能，以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件科學(xué)算法和領(lǐng)先的影像處理功能，并針對(duì)

5、性的提供基于空間信息的存儲(chǔ)、查詢(xún)和分析功能，其強(qiáng)大的運(yùn)算功能有利于工程測(cè)繪階段性工作策略和方法的制定。GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，能較好的集成于整合GPS數(shù)據(jù)、Rs圖片、數(shù)字化測(cè)土數(shù)據(jù)及已有的文本和地圖信息，如圖2。圖2GIS數(shù)據(jù)庫(kù)集成功能GIS地理信息系統(tǒng)包括二維與三維兩類(lèi)，早期在工程測(cè)量中應(yīng)用的主要是二維地理信息系統(tǒng)GIS，其輸出信息以平面圖形為主、可視化功能較差，數(shù)據(jù)和信息存儲(chǔ)與計(jì)算能力也較弱，視覺(jué)暗示相對(duì)簡(jiǎn)單。但對(duì)于早期的工程測(cè)量而言，二維地理信息系統(tǒng)GIS在圖形圖像等影像方面的處理能力已經(jīng)能較好地滿(mǎn)足工作需要。隨著工程測(cè)量的發(fā)展，其對(duì)于GIS技術(shù)的需求也發(fā)展轉(zhuǎn)

6、變，不僅要求其對(duì)于圖片圖像等影像系統(tǒng)和功能提供，更要求其具備各類(lèi)型物體的三維展現(xiàn)形式，希望能在系統(tǒng)里直觀(guān)地看到和定義具體事物的三維坐標(biāo)，從而更好的服務(wù)于工程測(cè)量的實(shí)際需求，在實(shí)際測(cè)量項(xiàng)目中三維高程信息變得越來(lái)越重要閉。因此后期的三維地理信息系統(tǒng)GIS在計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步影響下，也得到了極大的提升，網(wǎng)格計(jì)算開(kāi)始大范圍應(yīng)用、整合數(shù)據(jù)庫(kù)管理和處理技術(shù)也開(kāi)始應(yīng)用，現(xiàn)代的三維地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)已基于可視化理論基礎(chǔ)，運(yùn)用海量數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)提供包括一維、二維和三維事物的空間成像構(gòu)成、存儲(chǔ)、分析等功能，并且可以將該事物在各個(gè)側(cè)面和層次的特征及時(shí)收集并反饋回GIS數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，進(jìn)行高

7、精度的仿真測(cè)試，從而為工程測(cè)量的下一步?jīng)Q策提供參照依據(jù)?；趪?guó)內(nèi)的測(cè)量實(shí)務(wù)來(lái)看，可以將GIS的特征概括如下：基于領(lǐng)先信息化技術(shù)；對(duì)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)事物三維信息進(jìn)行收集、運(yùn)算、高速分析及仿真模擬；高精確度、高清晰度、實(shí)時(shí)信息的遠(yuǎn)程傳輸?shù)?。此外，GIS專(zhuān)業(yè)人員的操作水平是應(yīng)用該系統(tǒng)是否能夠成功的關(guān)鍵之所在【3】。3工程測(cè)量中GIS技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展3．1工程測(cè)量中GIS技術(shù)的應(yīng)用目前，國(guó)內(nèi)的GIS在工程測(cè)量中的應(yīng)用主要包括兩大類(lèi)：①工程現(xiàn)場(chǎng)包括開(kāi)工前針對(duì)工程設(shè)計(jì)和實(shí)地勘查的現(xiàn)狀測(cè)繪，主要應(yīng)用在水陸空等交通道路建設(shè)、城市規(guī)劃等；②針對(duì)大型建筑物場(chǎng)地，如路橋、樓宇等空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行