數(shù)字化技術(shù)的水利工程論文

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1數(shù)字化技術(shù)概述

數(shù)字化技術(shù)能實(shí)現(xiàn)內(nèi)外作業(yè)一體化，而傳統(tǒng)測(cè)量經(jīng)常需要工作人員到實(shí)地進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量，收集完整的資料后再開(kāi)始進(jìn)行圖形等的繪制，這樣不僅降低了工作效率，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，而數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外作業(yè)一體化，提高工作效率，減少誤差，運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)成圖，勞動(dòng)強(qiáng)度低。最后，作為最廣泛的新技術(shù)之一———數(shù)字化技術(shù)具有優(yōu)良的儲(chǔ)存功能，測(cè)繪人員可將繪制的圖紙存儲(chǔ)在軟盤(pán)中，永久保存，出現(xiàn)相關(guān)變化時(shí)調(diào)用出來(lái)進(jìn)行修改，減少圖紙的浪費(fèi)，也無(wú)需重新繪圖，減少勞動(dòng)量。

2數(shù)字繪圖軟件在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的水利工程測(cè)量圖紙多由技術(shù)人員手工繪制而成，存在一定誤差，使得圖紙的精確性受到影響。而數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)為自動(dòng)化繪圖提供便利，技術(shù)人員可借助數(shù)字化繪圖軟件，輸入測(cè)量到的相關(guān)數(shù)據(jù)，生成電子數(shù)字地圖。從實(shí)踐來(lái)看，運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行工程繪圖的主要有三種:原圖數(shù)字化、地面數(shù)字測(cè)圖和航測(cè)數(shù)字成圖。數(shù)字化技術(shù)為工程測(cè)量繪圖開(kāi)辟新的道路和方向，具有成圖速度快、精度高、成本低、不受氣候影響等優(yōu)點(diǎn)，在水利工程、城市規(guī)劃、礦山開(kāi)采等工程測(cè)量中有廣泛應(yīng)用。下面簡(jiǎn)單介紹幾種常用的數(shù)字繪圖軟件。第一，Mapscan軟件在原圖數(shù)字化上的應(yīng)用。先用掃描儀將地形原圖掃描成柵格圖像，然后再對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn)，進(jìn)行矢量化、編輯、整飾，最終形成數(shù)字化原圖。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這就是將地形圖掃描成數(shù)字化地圖，將原圖掃描成．cal格式的圖像文件會(huì)出現(xiàn)偏移和旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，通過(guò)軟件進(jìn)行校準(zhǔn)，而校準(zhǔn)中可能出現(xiàn)誤差，同時(shí)，矢量化地形、地物的過(guò)程中也有人為因素的影響，故而其精度不高，它與后來(lái)的內(nèi)外作業(yè)一體化數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)相比，精度較低，但是，其充分利用了原有的圖紙，它是原有的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化成數(shù)字化成果的關(guān)鍵。第二，南方CASS4．0地形成圖軟件，它有助于實(shí)現(xiàn)內(nèi)外作業(yè)一體化，繪制精確的數(shù)字化地形圖，利用軟件實(shí)現(xiàn)電子地圖的編輯和輸出，它將全站儀、電子手簿野外采集數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，是真正意義上的數(shù)字化繪圖。計(jì)算機(jī)在處理測(cè)站坐標(biāo)、屬性數(shù)據(jù)等的拓?fù)潢P(guān)系時(shí)，其中涉及到大量的幾何數(shù)據(jù)，無(wú)法用簡(jiǎn)單的數(shù)字來(lái)表述，故而需要一定的規(guī)則來(lái)構(gòu)成符號(hào)串表述，這也就是CASS4．0軟件中的編碼。電子手簿野外采集數(shù)據(jù)有兩種作業(yè)方式:有碼作業(yè)和無(wú)碼作業(yè)，前者的自動(dòng)化程度高，內(nèi)業(yè)工作量小，但外業(yè)中，需要在測(cè)站的每點(diǎn)輸入編碼，考慮點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接關(guān)系，故而外業(yè)效率低。后者的外業(yè)效率高，內(nèi)業(yè)工作量稍大，自動(dòng)化程度稍低一些。這兩種數(shù)據(jù)采集方法各有利弊，需要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。一般來(lái)說(shuō)，在地形開(kāi)闊地區(qū)，多采用有碼作業(yè)方法;在地物繁多、地貌特殊環(huán)境下采取無(wú)碼作業(yè)。第三，捷創(chuàng)力600全站儀，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的野外數(shù)據(jù)采集。捷創(chuàng)力600全站儀具有內(nèi)部存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)相關(guān)的原始數(shù)據(jù)、點(diǎn)信息，存儲(chǔ)空間可實(shí)現(xiàn)自我管理，無(wú)需連接外部設(shè)備。其中，存儲(chǔ)空間一般分成區(qū)域文化和工作文件，根據(jù)野外采集的數(shù)據(jù)在全站儀上啟動(dòng)自定義用戶程序P2，該程序可進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集，完成工作后將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上進(jìn)行地圖的繪制。與前文所提的兩種軟件相比，捷創(chuàng)力600全站儀能利用內(nèi)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，具有多層保護(hù)，安全性高，不會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸，非常方便。在水利工程測(cè)量中，野外測(cè)量多，且野外環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)測(cè)量方法不僅保證不了精度，且野外作業(yè)艱苦，繪制的地圖成果單一，無(wú)法滿足現(xiàn)代水利工程建設(shè)的需求，數(shù)字化技術(shù)、儀器和軟件的應(yīng)用則正好解決這一問(wèn)題。

3數(shù)字化攝影技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

數(shù)字化攝影技術(shù)可以說(shuō)是今后數(shù)字化測(cè)量的一個(gè)重要發(fā)展方向。從攝影測(cè)量本身來(lái)說(shuō)，它是利用影像來(lái)完成測(cè)量工作的科學(xué)與技術(shù);從信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)科學(xué)角度來(lái)說(shuō)，它是利用影像重構(gòu)三維表面模型的科學(xué)與技術(shù)，換言之，在室內(nèi)構(gòu)建地形的三維表面模型，在模型上進(jìn)行具體的測(cè)繪。從這兩個(gè)意義層面來(lái)看，數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)的攝影測(cè)量沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，雖然說(shuō)生產(chǎn)流程和作業(yè)方式差別不大，但數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)為傳統(tǒng)攝影測(cè)量帶來(lái)新的變革。這種方法將大量的外業(yè)測(cè)量轉(zhuǎn)移到室內(nèi)完成，受自然環(huán)境的影像小，非常適合于人口密集地區(qū)的大面積成圖。該方法在初期投入大，當(dāng)測(cè)區(qū)較小時(shí)，成本較高。數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用于地籍圖和大型工程的測(cè)繪中，它無(wú)需接觸被測(cè)物體，且工作效率高，結(jié)合IMU、GDPS等輔助手段，使得外業(yè)測(cè)量控制點(diǎn)連接少，測(cè)量效率高，逐漸走向全數(shù)字化和自動(dòng)化方向。近景攝影測(cè)量技術(shù)一般作為地面測(cè)量的輔助工具，最初由專業(yè)測(cè)量相機(jī)發(fā)展而來(lái)，后來(lái)逐漸成為數(shù)字化領(lǐng)域的專業(yè)近景攝影測(cè)量工具，最終成為數(shù)碼非專業(yè)的近景攝影測(cè)量相機(jī)，在土石方量計(jì)算、三維圖重建、地形勘查、滑坡測(cè)量等方面有廣泛應(yīng)用，能獲得較為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)資料。數(shù)字化技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用為紙質(zhì)地圖的處理帶來(lái)便利，利用軟件將紙質(zhì)地圖轉(zhuǎn)化成數(shù)字地圖，隨時(shí)根據(jù)變化和缺陷修改數(shù)字化地圖，為工程建設(shè)提供準(zhǔn)確的資料。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，其在工程測(cè)量方面應(yīng)用越來(lái)越廣，推動(dòng)工程測(cè)量的發(fā)展，拓寬工程測(cè)量的服務(wù)領(lǐng)域，促進(jìn)各個(gè)學(xué)科的滲透和交叉，新技術(shù)和新理念不斷深入到工程測(cè)量學(xué)和數(shù)字化技術(shù)中。在當(dāng)前形勢(shì)下，水利工程測(cè)量正朝著一體化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化方向發(fā)展，測(cè)量?jī)x器精度越來(lái)越高，其自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化水平逐漸提高，推動(dòng)水利工程測(cè)量的發(fā)展。數(shù)字化技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用為人們提供更加多樣化的測(cè)量成果，測(cè)量成果從一維、二維走向三維和四維，從點(diǎn)信息向面信息轉(zhuǎn)換，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，動(dòng)后處理到實(shí)時(shí)處理，從高空到地面、地下、水下，從人工測(cè)量走向無(wú)接觸遙測(cè)，測(cè)量精度從毫米級(jí)走向納米級(jí)。數(shù)字化技術(shù)與工程測(cè)量相互促進(jìn)、共同發(fā)展，推動(dòng)城市建設(shè)，改善我們的居住環(huán)境，促進(jìn)人類社會(huì)進(jìn)步。

作者：黃佳賓單位：廣州城建職業(yè)學(xué)院江西理工大學(xué)