数字化测绘技术在工程测量中的应用

梁 芳

（聊城衡坤信息科技有限公司，山东 聊城 252000）

0 引言

随着计算机、多媒体、人工智能等技术的发展，传统测绘技术开启了数字化的进程：测绘数据的需求、测绘目标的表达效果、测绘成果的表现形式均由图纸等实物演变为多种不同的数字化内容，测绘操作方法和工作效率也随之产生了巨大的变化。数字化测绘技术广泛应用于工程测量中，显著提高测量数据的精准性和安全性，全面提升工程测量的效率和质量，降低工程项目的成本，推动工程建设的持续健康发展，满足国家经济发展的需求。本文就数字化测绘技术在工程测量中的应用展开论述。

1 数字化测绘技术

数字化测绘技术是以先进计算机技术和仪器设备为依托，借助互联网建立的精确、实时、高效的大地理信息测量绘图综合服务系统，能够对测量区域的数据信息进行高精度的提取和分析处理，并以数字化的方式呈现测量结果。该技术具备高测量精度、高勘测效率、高自动化程度等显著特征，无论在外业数据采集还是内业数据处理方面都有了革命性的进步。

2 数字化测绘技术的应用优势

传统测绘技术的仪器设备过度依赖人力操作，受外部环境影响较大，极易因人为计算误差而影响测绘结果的精确度。而数字化测绘技术相较前者展现出了全方位的优越性，其应用优势主要表现在测量数据的精确性和安全性，图像数据的完整性和丰富性，工程测量工作的自动化及优化等方面。

2.1 确保测量数据的精确性和安全性

数字化测绘技术依赖编程数据和软件进行控制，由高度自动化的精密仪器来完成工程测量，具备很强的抗干扰能力；有效减少测量任务量和操作层次，简化操作流程，提高了作业效率；通过多次测量来进行数据的相互验证，确保测量数据的准确性。根据实际作业情况统计，在300m以内的测量范围内，采用数字化测绘技术获取的测量数据误差一般在2mm 左右，高差误差约为18mm[1]。数字化测绘技术生成的数据以数字化的形式进行传输和储存，可以实时动态地加工测量数据，多角度地细致描述工程属性，全方位呈现测量对象的外观特征，为工程施工、图纸设计等提供准确完整的数据资料。该技术允许测绘人员将测量仪器直接与计算机设备或网络相连接，支持在测量过程中进行实时、高速、自动的数据存储，提高数据存储的效率和安全性；允许测绘人员实时地检索和调用已在计算机设备或云端存储的测量数据，能够直接对某些需要变动或错误的数据进行修改，无须重新测绘，大幅降低了工程项目的测绘成本，最大限度地确保数据的安全性。

2.2 提高图像数据的完整性和丰富性

数字化测绘技术结合相关地形等信息，依靠专业的测量数据分析软件，精确测算两点位移和区域面积，根据各测量点的高程数据绘制相对高差，从而生成高精度的二维或三维地形图，同时标注部分测量学的特殊属性符号，将所测区域的位置、地貌特征和环境等状况进行更加准确的还原。该技术在解放人力的基础上，大幅避免了人工绘图偏误，保证了图像数据的完整性和丰富性，提高数据信息的直观可视化。

2.3 提升工程测量工作的自动化程度

数字化测绘技术建立在电子信息技术、计算机网络技术和自动化技术等基础上，很大程度上实现了“非接触测量”，在操作上更加便捷和智能。该技术可以由少数测绘人员借助无人机、高空气球等设备进行高度自动化的远程测量，运用大数据、云计算等技术进行自动化处理，通过云储存等技术进行简洁的存储操作，并在需要时根据条件分类匹配相关信息，极大地节省了人力物力成本，确保了数据的精准性；也可以在运用CASS以及Auto CAD 等计算机绘图软件绘图时，快速搜索和调用存储信息，结合相关软件自动标注测量数据，提供多种规格和模式的图像化信息，显著提升工程测量的自动化程度和质量。

2.4 优化工程测量工作的总结和评价

工程测量是一项非常严谨的工作，不仅强调测量数据的准确性和安全性，还要求对测量工作的进展情况及时总结与评价，以便纠正错误和调整工作计划。数字化测绘技术可以快速分析比对、核查纠正各类测量数据，确保数据信息的精确详实，在尽可能短的时间发现测量工作的问题及阻碍，快速科学地总结和评价，制定行之有效的解决措施，显著提升工程测量的效率，为工程管理制度及发展计划等方案的制定提供更加可靠的参考依据。

3 数字化测绘技术的应用分析

数字化测绘技术以“数字化”为特点，以“测绘”为根本功能，广泛应用于工程测量的数据获取、数据处理、数据输出等方面，其核心技术的应用主要表现在GPS测绘技术、地理信息技术、遥感技术和原图数字化处理技术等方面。

3.1 GPS测绘技术的应用分析

GPS 测绘技术借助全球定位系统实时动态监测地理环境，对勘测对象进行精准定位、实时追踪，将测量数据同步到对应的移动站进行整合与分析，为地质、建筑等多种工程测量提供精确的定位信息。GPS 测绘技术对地理坐标点的获取不受时空的限制，可以大幅降低测绘工作强度，确保测量区域相关距离、角度、水平等数据的准确性，多用于距离和时间的测量，分为静态和动态两种方式。其中实时动态载波相位差分技术（RTK）更是能够将定位精度提升到厘米级，为工程放样、地形测图及各种控制测量带来了新的测量原理和方法[2]，极大地提高了工程测量的效率。

3.2 地理信息技术的应用分析

地理信息技术（GIS）是在计算机软硬件系统支持下，有效融合计算机与数据库系统，构成功能强大的地理信息系统平台，通过三维空间矢量坐标轴对所测量的空间目标进行定位，有效分析和综合处理地理空间数据。该技术具备可操作性强、可视化和三维仿真等特点，可以全面显示测量范围内地理空间分布的各种信息，智能规避无关信息的干扰，科学自动地筛选处理测量数据，对空间地理信息进行矢量分析，并以图像模式进行呈现，提高数据的精准性。

3.3 遥感技术的应用分析

遥感技术（RS）通过多重传感器远程感知目标的电磁波、微波和红外线等，对目标区域或物体的空间形态进行精确的远程扫描、识别和测绘，并借助卫星把扫描数据发送至信息系统转换为真实图像，迅速获得详实精确的数据。该技术分为卫星遥感技术和航天遥感技术两种，卫星遥感技术运用卫星系统进行广域空间的环境监测，扫描范围广但图像分辨率较低；航天遥感技术借助专用飞行器进行位置监测，同步搜索多维地理信息，为后续的绘图作业提供可靠依据。

3.4 原图数字化处理技术的应用分析

原图数字化处理技术通过扫描原图，提取并分析扫描图中的图像内容和数据信息，并合成清晰准确的数字化地图。其中手扶跟踪数字化法较全面的分析整合各测量数据并修正地图坐标以提升原图的精确性，将误差控制在5cm 之内；扫描矢量化法处理原图速度快，显著提升测量效率，但精确度有所降低，需要通过修测、补测等措施加以弥补。该技术可以根据需要对原图中不确定图像内容进行修复，对原图内容和勘测数据进行比对、纠正并加以标注，对成图的图像和测量信息等内容进行分图层储存，有效地控制了测绘成本。

4 数字化测绘技术在工程测量中的有效应用

近年来，随着社会的进步和技术的发展，工程测量等领域越发注重测量的数据信息。为了提升数据的采集效率和开发利用率，为整个工程项目提供更加准确全面的测量数据，数字化测绘技术越来越广泛地应用于工程测量中。

4.1 在工程测量数据采集中的应用

在数据采集中运用数字化测绘技术，测绘人员需要明确测绘目标，采用无人机遥感等技术对工程范围进行测量，借助全站仪获取各类地形的三维坐标，并对具体建筑等测量对象进行全方位的快速三维扫描，生成具有较高精度的云数据，确保数据的精准性，同步实现自动化的数据分析，最终通过专业软件将其处理转化为数字化信息，合成完善的三维测量模型，为后续的数据处理和绘图作业提供可靠依据。

4.2 在工程测量数据处理中的应用

在数据处理中运用数字化测绘技术，测绘人员需要借助云计算等技术精准整合测量数据，简化处理流程，提高处理精准度；依靠云储存系统进行实时的数据存储，允许测绘人员随时中止或继续各项数据的处理操作，全面提升数据处理的灵活性；使用相应编辑器将数据加工成CAD 图像，将MAP 格式文件转化为点线等格式，结合采集的数据资料标注图像内的属性符号，并参照所获取的相关数据进行测量图样的处理，生成二维、三维、整体或局部等多种图像与模型，直观呈现测量对象的特点信息，满足制图一体化的需求，最终根据需要将图样上传至相关数据库，实现了数据处理的自动化、智能化，节省了人力物力成本。

4.3 在工程变形监测中的应用

在工程变形监测中，测绘人员运用数字化的动态监控系统，根据测量区域范围的大小调整动态监控级别，有针对性地开展多种测绘作业，实时监测目标对象的结构、位置角度等变化，确保数据的精准性和时效性，并及时比对处理测取的数据，分析其成因和影响，采取有针对性的应对措施。比如，在建筑变形监测过程中，测量人员利用无人机遥感、实时数据检索比对等技术动态监测高层建筑倾斜、墙体裂缝、地基下沉等变形情况，借助计算机分析处理采集数据，以图像方式进行呈现，及时发现变形问题，确保施工安全和建筑质量，推进工程项目的顺利实施。

5 结束语

数字化测绘技术是“以确定性的‘规则-算法-模型’为本质，对现实地理世界进行数字化采集、表达、处理与分析”[3]的技术体系，是对传统测绘技术的革命性突破。目前，数字化测绘技术面对多维动态的地理场景建模和复杂空间问题求解的需求往往力不从心，但依托于数字技术、人工智能技术等先进科技的发展，未来的数字化测绘技术将逐渐迎来全面的智能化转型。最终，数字化测绘技术将通过人类自然智能、机器智能与测绘知识、算法的有机结合，构建出以知识为引导、算法为基础的智能化测绘体系，实现对真实世界的智能感知、认知、表达及行为计算，为全社会提供更加丰富、更为精准的地理空间数据、信息及知识产品[3]。未来的智能化测绘技术也将为我国的智慧城市建设提供宝贵的基础信息和技术支持，为我国全面推进数字化发展和智能化转型贡献出巨大的力量。