陈晓兵
重庆图强工程咨询技术有限公司 重庆市 400000
摘要:测绘工程测量的准确性是保障工程顺利施工的基础,影响整个项目的工程质量。目前,随着我国城市化进程的不断推进,基础设施、建筑工程数量迅速增多,测绘工程测量工作的作用越来越重要。本文对基于测绘发展现状的工程测量测绘技术应用进行分析,以供参考.
关键词:测绘发展;工程测量;应用分析
引言
工程测量具有较长的历史,伴随科技不断发展及工程规模日益扩大,工程测量技术自身面貌也出现了很大变化,表现为以下两个方面:①从常规测量仪器不断向智能化与自动化的方向迈进;②在科技不断发展支持下,测绘的不同学科相互渗透与融合,测绘学科开始向和其他不同学科综合的方向迈进,由此出现了很多新技术与新系统。今后的工程测量技术,其发展趋势与方向包括:数据采集与处理方面,将向着数字化、自动化和实时化的方向发展;数据管理方面,将向着规格化、科学化与标准化的方向发展;数据传播及应用各方面,将向着社会化、网络化与多样化方向发展。
1工程测绘概述
工程测绘在多样化的技术工程当中广泛运用,其中非常具备代表性的就是建筑工程。建筑行业的施工建设和工程测绘计算有着非常密切的关系。一些企业在工程测绘工作当中显现出不同程度的问题,主要的原因就是在工程测绘当中无法确保实际的工作效率以及精准度。不少工程负责人员并未严格依照对比工程测量数据,选取有效的施工材料,因而出现了一系列的工程开销问题,导致成本过高,或者是材料质量不佳,给具体的工程建设埋下了隐患。在复杂而又庞大的工程测绘工作当中,假如选用的技术方法不先进,或是选用的仪器在精密度方面不达标,其结果是能够预想的,不仅无法确保测量工作的顺利完成,还有可能出现安全事故。工程测绘的重要性也是在这样的环境当中显现的,随着科技的进步,工程测绘行业也获得了开创性发展,在进一步的发展建设当中,工程测绘应该着眼于技术的研究与开发,提升测绘工作的安全性和准确性,从而给工程建设带来更大的便利。
2无人机遥感技术的特征
无人机遥感技术是一种先进的测绘技术,其主要是利用无线电装置,控制无人机的飞行,并应用CPS、GIS等技术,准确的定位想要测绘测量的区域位置,对无人机飞行范围内的区域进行扫描,从而获取这些区域的相关资料信息,帮助绘制出该区域的精确图形。该项技术逐渐被广泛应用到各个领域,在工程测量测绘中具有明显的优势,有助于提高工程测绘测量的效率和质量:(1)在勘察和测量的过程中,受外界环境的影响和限制比较小,在很多复杂的环境、人力测绘到达不了的地方、人工测绘注意不到的地方,也能够进行测绘测量。由专业的人员进行操作比较简单,有助于获取更全面准确的区域资料信息,一定程度上提高了测绘测量的质量和效率。(2)应用该技术进行测绘测量,不需要测量人员直接深入现场进行勘察和测量,该技术与现代信息技术的结合,在一定程度上有助于简化数据的整理和计算过程,节省了测量的时间和人员成本,在提高测绘测量的质量和效率的同时,保障了测量人员的安全。(3)通过对无人机飞行的控制,可以根据工程测量的实际需求改变测绘的范围,进而更直观、全面地展示区域内的环境信息情况。如通过调高无人机飞行的高度,实现大范围、大面积的测绘;通过调低无人机飞行的高度,实现更精准的测量。但是,该技术也存在一定的局限性和不足,仍需要对该项技术的应用进行不断优化,以便在工程测绘中提供更便捷高效的服务。(1)该项技术在应用中,容易受到外界因素,如恶劣环境、自然因素等的干扰,出现测绘偏差,影响测绘测量数据的精确度和准确性。(2)该项技术不能立刻对测绘测量得到的数据进行有效的分类和整理,也无法进行简单的计算,不能快速地绘制出基本图纸。该项技术的应用还需要对其数据处理功能进行不断优化。
3当下土地勘测定界中常用的工程测量技术
3.1 GPS测量技术
美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO和中国北斗是当前全球民航卫星系统的重要组成部分,这一系统同样可以在土地勘测定界工作中进行应用。RTK作为GPS在发展中出现的全新技术典范,其网络实时精度可以达到厘米级,再加之其定位效率有了显著的提高,被广泛应用在界桩位置的实时精准测定、土地使用界线范围确定、计算界线内土地面积等方面。从我国现行的土地勘测界定规程文件看来,使用解析法测定界址点坐标,其相邻控制点的点位中误差数值需要控制在±5cm之内。使用RTK落实勘测定界方放样工作的时候,如若处于信号较强且卫星数据源充足的环境下,CORS的覆盖范围内能够有效获取差分信息,从而做到快速、精准地定位土地使用区域,定位精度也能够达到厘米级的要求。与传统的解析法相对比,网络RTK的复杂性有所下降,并且得出的观测值具备独立性,不会出现误差累积的现象,在显著降低劳动强度的同时,土地勘测定界外业的工作效率显著提升,为此得以在土地勘测定界工作中广泛应用。
3.2 RS测量技术
RS技术可以从物体的电磁波辐射、反射特点出发,判定并提取目标地物,由其技术特征不难看出在土地勘测定界中的基础性作用。之前传统的卫星影像、航空影像都可以在勘测定界的预判中直接应用。如若使用后传统的航空、工程测量方式,来获取比例尺较大且现实性较强的工作底图,不但制作所需周期较长,且成本投入较高,还有一定的概率出现数据错误。当下发展较为迅猛的无人机低空测量,不但在作业效率、成本投入、自动化程度等方面有着较大优势,并且作业较为灵活,能够获得较为精准的土地勘测定界数据。RS技术得到的影像在土地勘测定界工作中有着较为显著的辅助性,无人机拍摄得到的数字正射影像,因其精度较高、信息较为丰富,可以用作土地勘测定界的底图背景分析。同时,也可以将各个地类的色调等特点和其他的底图进行完美结合,最终建立完善的地物、映像特征映射关系,可以在地类的划分、土地面积理算中发挥辅助作用。
4三维测绘技术与工程测量技术的应用
4.1摄影测量技术应用
目前,在城市及工程的测绘过程中正大量应用摄影测量技术。对于摄影测量技术,在精度和质量均较高的仪器帮助下,可使其提供相应的三维信息,除了无须与物体接触,还能减少野外工作,在使精度达到要求的前提下,不断提高效率,以提供品种各异的成果。在引入全数字式摄影测量后,为工程测量奠定了良好基础,这项技术目前已经在很多城市及工程的前期勘察中得到应用。这项技术的应用减少了很多野外工作,能在提高成图效率的基础上提高效率,促使摄影测量工作不断向数字化和自动化的目标迈进。
4.2大型与精密工程测量及工业测量
在经济日益发展及提高的局势下,大型工程的建设或自动化生产的设备数量都明显增加,这自然对工程测量有了新的要求。为使工程顺利建设并达到预期的工业生产目标,必须借助特殊方式为工程测量的开展提供前提保障,这样就出现了特种精度工程测量和近几年流行的工业测量。其中,特种精密工程测量,是在当前大地测量学等基本理论基础上,通过对各类复杂仪器与设备的合理应用,并借助科技含量很高的技术,在某些特种工程中进行测量。
5无人机遥感技术在测绘工程测量中的具体运用
5.1在工程测绘环境中的运用
在测绘矿区的过程中,根据区域的形状、面积和地形条件,按照自东向西的顺序,在确定好无人机飞行路线的基础上设置9条航线,分辨率设置为0.16m,飞行高度为1100m,借助GPS飞行控制系统,实时控制像控标志点。根据矿山测绘条件选择地势较平坦的地方,使用石灰粉设置像控标志点、圆圈等醒目标志,方便影像识别。结合该项目的具体情况分析,整个测区中像控标志点可以均匀地设置10个,选择比例为1:2000。一般情况下,对于环境较差的工程测绘来说,常规的传统航空摄影技术并不能科学应对。无人机体型轻巧,能够展开低空飞行,不受起降条件的限制,可以打破传统航空测绘的局限性,更快地获取精度较高的航空影像,提升测绘应急保障服务能力。
5.2在低空作业、特殊目标获取方面的运用
目前,无人机遥感技术在测绘工程测量中的运用越来越广泛,尤其在低空作业方面发挥的作用越来越大。航拍自动化发展更加完善,与之相配套的数据处理软件不仅能提升无人机的自动化水平,还能提升无人机操作的灵活性,为无人机遥感技术提供更多技术支持,以更好地实现图像的捕捉和拍摄。如:较大比例尺的测图工作是无人机飞艇低空航测系统项目中最主要的成果。另外,无人机遥感技术具备自动检验功能的组合特宽角低空数据相机系统,此系统运用科学的软件可以展开进一步的校验,从而最大程度地避免获取到的数据由于机械变形造成误差。同时,此系统创造性地利用边缘现场补偿相机姿态角度提升精度的方法,极大地减轻了成像系统的整体重量,科学替代了三轴云台。另外,在特殊目标获取方面,无人机遥感技术获取数据信息更加准确,精度更高,位置更准,能够实现测量目的的同时大幅节省人力物力。
6工程测量领域的数字化测绘新技术
6.1航测技术
工程测量作业中很多测区地形比较复杂,地形起伏很大,覆盖大规模的植被,采用传统的测量作业方法,作业难度比较大,然而测量面积很广且工期紧张,难以获得高清影像。对于上述问题,采用航空遥感技术手段,可有效解决。借助专业的航飞设备,使用智能化水平较高的数据处理软件,能够高效且高质量完成外业航飞与内业数据处理,即航飞—像控测量—空三处理—立体采集—DEM制作。目前,此技术已经被广泛应用于灾害应急处理与重大工程建设等众多领域。实际应用中通过合理设计飞行路线,设置少量的像控点,利用固定翼无人机航飞采集高清影像,同时使用专业的软件进行空三处理,实现立体采集数字线划图,快速完成成果制作。根据技术应用效果总结,航空摄影测量技术不仅成图速度快且成本低,具有外业工作量小的优势,适用于地形图的快速测绘。使用的航测技术,主要由空中摄影系统、地面控制系统与数据处理系统组成,既能够克服恶劣的外业作业环境,还能够满足精细化的内业作业要求。航测作业并非简单的“飞一圈”,含有诸多技术与操作流程,具有复杂性特点。以A项目为例,测区面积2700km,具有范围广和工期短的特点,采用了上述技术,仅用10天时间完成了测绘作业。
6.2倾斜摄影技术
纵观整个测绘领域,倾斜摄影技术的出现突破了传统正射影像技术的应用局限,采取飞行平台+传感器的方式,实现了多个角度的影像采集,具有快速和灵活等优势。随着倾斜摄影技术的不断完善与创新,逐渐成为测绘领域新技术,联合无人机技术,构建更加真实的三维模型,为工程作业提供有力的支持。采用倾斜摄影技术,围绕多个视角随意切换,能够快速获得地面影像,实现高度、长度与面积等的有效测量,深度挖掘各类地理数据信息。以C项目为例,测区面积230km,绘制1:500的地形图,采用此技术用极少的作业人员,花费23天完成建模工作。传统的建模方法下,一个中小城市建模工作需要一两年完成,采用倾斜摄影建模技术,仅需要一两个月便能够完成,有效降低成本,提高作业效率。工程测量实践中引入测绘新技术,克服传统技术的缺陷,有效降低测绘作业的难度,提高测绘作业的精度,为相关工作的开展提供便利。
7无人机测绘技术在城市建筑工程测量中的应用
7.1无人机测绘技术在城市建筑工程影像资料获取中的应用
在城市建筑工程施工环节,由于受到地理环境等外部因素的影响,施工地势复杂多样,而无人机测绘技术对于这些地理信息进行收集的时候优势便会更加明显,这也是传统技术无法实现的。在传统技术中对于信息的采集极易出现混乱现象,质量也难以得到保证,对于那些不合常理的施工现场相关信息收集难度较大。无人机测绘技术则可以轻而易举的解决这些问题,技术含量较高,出错率较低,误差很小,与传统技术相比,无人机测绘技术可谓是质的飞跃。除此之外无人机测绘技术与影像资料、实际飞行情况有效结合,采用自动加密和手动加密方法,确保了信息收集与获取更加安全与准确。在城市建筑工程施工环节测绘任务的具体应用时,无人机测绘技术要求将准备工作做充分,其中重点工作如下所示:首先是确定好具体的飞行路线;其次通过反复试飞,确保其性能稳定。无人机测绘技术在对任务进行执行过程中,施工技术员要提前预想、掌握周围的区域环境以及可能存在的影响因素,主要是为了保证无人机能够根据安排好的飞行线路飞行,不会出现偏离轨道现象。无人机在执行空中测绘任务的时候,可有效借助数据处理软件处理好测绘影像,其具备的超高像素以及识别率,使得画面处理更加完善,为技术工作人员提供了清晰的影像信息。除此之外,无人机测绘技术影像控制精准度极高,对于城市建筑工程中各个隐蔽点都能够做好清晰准确拍摄,这也在很大程度上使得城市建筑工程测量获取的数据更加精密、准确及完整。
7.2无人机测绘与BIM融合技术在城市建筑工程测量中的应用
科学技术是第一生产力,而无人机测绘技术发展日益成熟,高效率优势越来越突出,这也是城市建筑工程测量中未来发展趋势。而无人机测绘与BIM融合,将数据采集、处理、传递以后,输入到BIM模型内,不仅能够将测量采集的效率大幅度提高,而且数据准确性会更高。当前已经有部分建筑工程开始运用二者融合优势,构建起了UAV-BIM价值链,这也在很大程度上为城市建筑工程测量工作指明了方向,提供了依据,促进了无人机测绘技术更好地应用于城市建筑工程测量工作中。
结束语
综上所述,无人机遥感技术作为一种先进的技术手段,在测绘工程中具有明显优势,能使工程测量的范围更加广泛,且受到地理环境等因素的影响和限制比较少,有助于提高工程测量的质量和效率。为更好地满足未来测绘工程测量的需求,必须进一步优化无人机遥感技术在测绘工程中的应用方案,并将该项技术与现代信息技术相结合,为工程测量提供更便捷、高效的服务。
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