基于工程测量中特殊地形测绘方法研究

陆立飞

贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队 贵州 遵义 563000

引言

特殊地形具有多变性、复杂性以及不确定因素多等特点，测量难度更大，而且对测量设备、人员、技术等各方面都提出了更高的要求。测绘之前，应该安排专业人员前往现场做好全面的勘察工作，了解区域的实际情况，查看是否适合建造工程，了解地面、地质、地形等相关信息；随后根据特殊地形的特点来针对性地选择测绘方法，深入分析可能会出现的问题，提前制定好应对策略，在不影响工程质量的基础上，提升测绘进度。

1 现阶段测绘工程中特殊地形测绘存在的主要问题及技术缺陷

1.1 测绘技术及测绘设备方面的问题

特殊地形和人们正常生活、活动的地区是两个相对的概念，一般指的是峡谷、森林、喀斯特地貌等特殊地形，想要对这些区域进行高效率、高精度的测绘，仅仅依靠常规的测绘技术和设备很难实现。目前，测绘工程中常用的测绘技术和设备具体包括全站仪、超站仪、三维激光扫描仪、航拍技术、钢尺、秒表等。这些技术与设备在普通地形的测绘方面，确实有一定的优势，结果的准确性也有所保障，但是在特殊地形中往往无法发挥作用，因此如何提升特殊地形测绘的合理性，是有关人员需要思考和关注的重点。测绘人员对测绘技术掌握的熟练与否、能够灵活应用测绘设备等，都将会对测绘数据的真实性造成一定影响[1]。目前，很多测绘人员并没有做到这一点，对新型测绘技术、测绘设备的了解并不够深入，增加了特殊地形测绘的难度。

1.2 地形特殊性问题

地形本身比较特殊，同样也会增加测绘的难度，特殊地形具有不规则的特点，很多传统的、标准的测绘仪器难以发挥其真正作用。比如在大范围测绘方面，一般会使用到全站仪数字测图技术，待测点和待测站之间应该保证全程通视[2]。但在复杂、特殊的地形环境中，往往会有很多高大的遮挡物，想要保持全程通视难度比较大。随着测绘距离的增加，数据精度也会受到一定影响；虽说GNSSRTK技术并不需要做到全程通视，测量误差相对来说也比较小，但如果待测目标所处的地势比较平坦，那么三维坐标的立体化程度也会进一步降低，对测绘工作的顺利开展造成不利。

2 特殊地形中测绘技术的应用

特殊地形相对来说更加复杂，不确定因素比较多，想要获取准确、全面、真实的测绘信息，就要将多种技术结合起来使用。测绘初期，安排专业人员前往现场做好勘察与检测工作，充分了解地形、地质等情况；随后根据掌握的信息来选择合适的测绘方式，分析可能出现的问题，提前制定好应对方案。测绘人员应当了解每种技术的基本应用原理和方式方法，节省测绘时间，提升测量的精确性。

2.1 测绘技术在山地区域的应用

植被茂密的山地、森林等特殊地形中，很容易出现信号不佳的情况，GPS、RTK等测绘仪设备的使用效果并不理想，影响测绘结果，全站仪设备又会受到高大植物的影响，而且视野不够开阔。测绘人员可以利用一些特殊的技术，比如测量待测地点测站的直线距离，将放样点坐标、测设导线、角度、距离等参数直接代入到数学公式中，计算出具体的测量方位、待测点坐标方位角等数值；随后将相关数据导入到计算机中，得到准确的测绘值[3]。

2.2 测绘技术在泥泞地区的应用

工程测绘中还会遇到泥泞、荒漠等特殊地形，人工测绘的难度非常大，如果测绘人员对泥泞区域测绘的要点不够了解，还有可能为其带来一定的危险，对工程顺利实施造成不利影响。如果泥泞的面积比较大，可借助高程来完成测绘工作，将泥泞区域作为中心，科学布置各个测量点位，并通过全站仪设备、近景摄影测量等技术，保证数据信息的准确性。

2.3 测绘技术在大区域的应用

沙漠、湖泊、江河等面积比较大的区域，测绘工作难以顺利开展，测绘人员必须要考虑到实际情况，选择GPS、RTK等测绘设备，在需要测量的区域周围建立测绘站，将免棱角全站仪测量、近景摄影测量等方法结合起来应用，高效完成工程测绘。

3 针对特殊地形可以采用的测绘方法

测绘工程主要是通过相应的技术手段，获取空间、土地等相关信息，将测量得到的数据作为参考，绘制相应的地形图。工程测绘的范围比较广，比如在区域施工的初期阶段，应当全面了解地形、地貌等信息，把握地理结构情况，做好勘察工作，为项目顺利开展提供有力支持。在特殊地形的测绘方面，除了要绘制野外草图之外，还应该使用多种有效的测绘方法，从而实现测绘质量的提升，保证测绘结果的准确性。

3.1 借助航空设备收集图案

我国国土面积辽阔，部分工程或者矿山勘测所处的地形非常特殊，比如无人峡谷、环境恶劣的大森林等，人工测量的难度比较大，而且数据准确性得不到保障，利用航空设备搭载测绘工具是一种比较理想的手段。和卫星设备拍摄这种方式不同，航空设备多在低空区域进行图片、视频的拍摄与测量，设备上会搭载高清晰度的摄影摄像设备。而卫星设备拍摄则是利用到了太空卫星实现高空拍摄，随后将图片等相关信息传输到地面，从而获取数据信息。航空设备搭载测绘工具的这种形式，最常见的就是无人机，拍摄范围相当广泛，优势非常突出，适应性很强。但是其缺点也比较明显，比如图片、视频拍摄的清晰度有限，容易受到气候条件的影响等，在暴雨、大风情况下，航空设备搭载测绘设备这种方式的效果并不理想。

3.2 借助三维坐标的应用生成立体图

三维坐标包含的内容非常广，比如球面坐标、圆柱坐标等，这些都是三维坐标的范畴。这种方法的原理主要在于，通过三个变量来描绘出空间中一个具体的点，这个三变量彼此独立，空间性特点十分突出。当前应用最为广泛的技术当属GNSSRTK技术，在实际测绘工作中，借助该技术传回目标点的三维坐标信息，并将该点的相关数据录入到计算机中，通过无数个点的结合，形成三维立体模型。为了提升测绘结果的准确性，这种测绘、信息传输的操作需要反复进行[4]。在对待测定对象进行重复测定的过程中，每一次测量都会产生三维坐标，信息体量比较大，因此必须要借助专业的计算机设备以及处理系统，将所有坐标点和模型叠加在一起，就可以得到和被测目标几乎一致的模型。随后反复进行该操作，对模型进行修正、纠偏和优化，直到与被测对象完全一致。

3.3 绘制大量草图

测绘工作开展的前提是拥有大量真实、准确、有效的测绘数据，将全站仪测图技术、GNSSRTK技术进行结合，实现对目标地形的测绘，保证信息的全面性、代表性。根据得到的数据信息来绘制相关草图，便于专业人员进行深入分析，并根据概率学原理，得出相对准确的测绘结果。在一般地形条件中，全站仪测绘技术能够起到有效的作用，与GNSSRTK技术进行结合的主要目的在于，所收集到的信息数据能够自动生成三维坐标，测绘结果的可靠性更强。在对目标地形进行测绘之前，技术人员可以先进行一些基础性的测绘工作，比如利用航空拍摄、无人机等先了解大致情况，根据现场的司机情况来选择合适的测绘方法。如果地形条件相对来说比较简单、单一，只利用全站仪测图技术即可取得良好效果；如果地形条件相对比较复杂，则可以与GNSSRTK技术进行结合，通过大量的三维坐标数据来绘制草图。草图绘制完成之后，将信息录入到计算机系统中，对其深入分析、处理与储存，形成专属的数据库，得到具体的测绘结果。

3.4 不断进行比例尺的缩小和放大

对复杂地形进行测绘时面临的主要难题在于，地形具有不规则的特点，人工测绘时往往无从下手，不知道如何科学地设置测绘点[5]。想要解决这一问题，可以不断地对比例尺进行缩小和放大，具体流程如下：先确定好需要测绘的区域，根据实际情况来选择合适的测绘技术，通常使用“航拍测绘+全站仪测图技术”，为了方便后期加工和分析，一般会把目标地形加工的更加规则一些。基本的测绘工作完成之后，将目标地形分成多个规则的小区域，将各个小区域中的目标点利用比例尺不断放大，直到与大区域的比例几乎相同，随后再进行深入的测绘。在反复的缩放比例尺中，特殊地形的测绘工作可以开展的更为顺利，测绘数据的真实性、准确性也有所保障。

3.5 借助智能化的测绘工具

想要获取特殊地形的准确测绘数据，必须要使用先进的科学技术，借助智能化设备进行测绘操作。很多人力难以进行的复杂测绘操作，都可以利用先进的测绘工具来实现，比如在无人大峡谷、大森林等区域进行测绘时，可以在测绘设备中增设智能化模块。确定好测绘点，将无线设备连接起来，让数据采集和储存更加方便，随后通过计算机进行操作，一方面避免了人为测绘在特殊地形中的风险，另一方面也提升了测绘的可操作性，以及数据的真实性。

3.6 野外数据采集

和GPSRTK技术相比，全站仪测绘技术以及其他传统技术在地形条件比较理想的地区，其测量速度相对来说比较快，测距镜头更加灵活，尤其是在地物密集的区域，其优势将会展现的更为明显。因此在特殊地形中，为了保证数据信息的精确性，一般会利用全站仪作为辅助测量手段，针对GPSRTK仪器无法采集到的区域进行补充测量。但是在实际操作中，一些特殊情况下，测量人员无法进入到测量现场，比如居民区、工厂闭锁关门的情况。这时无论是全站仪还是GPSRTK技术，都难以发挥其真正作用，为了提升测绘效率，避免浪费时间，可以选择另外一种方便快捷且效率有保障的技术。在测量区域选择一处地势比较高的地方，比如楼顶、小山坡，用GPS设立测量站，再利用免棱镜全站仪来测量碎部点，效果良好。

4 提升特殊地形测绘质量的策略

4.1 提升测绘人员业务能力

测绘工程具有一定的复杂性，尤其是在特殊地形测绘中，对技术人员业务能力提出了更高的要求。应当采用科学的方式对其进行培训，确保相关人员具备扎实的业务技能，强化综合素质，熟练掌握各种测绘设备、技术的应用技巧，从而高效完成测绘任务。

4.2 引进现代化设施

设备仪器精密与否，将会直接影响到特殊地形测绘工作质量，在引进的过程中，确保设备符合相关要求与规范。负责工程的单位应该深入调研，了解地形测绘的具体要求，投入一定的资金，采购高性能、高精度的设备，尽可能降低测绘时的误差，提升工程质量。

4.3 保证测绘方案的合理性

想要让特殊地形测绘工作开展的更为顺利，必须要制定科学可行的测绘方案，明确规范测绘流程，加强质量管控，对测绘人员的相关行为起到约束和引导作用。要根据实际情况来制定相应的方案，以保证测绘的准确性，做好前期项目考核与准备工作，全面收集基础数据信息，降低特殊地形测绘的难度。

5 结束语

总而言之，工程测绘具有很强的专业性，实际测绘面临的环境更为复杂，尤其是在特殊地形中，为了保证测绘的安全、准确，必须要灵活运用多种测绘技术。可以借助航空设备来收集信息，利用三维坐标生成立体图，绘制大量草图，利用现代化的检测设备和工具等，提升测绘的有效性。