數(shù)字化技術(shù)的水利工程論文
時(shí)間:2022-09-03 10:13:04
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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)測量經(jīng)常需要工作人員到實(shí)地進(jìn)行詳細(xì)的測量,收集完整的資料后再開始進(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,測繪人員可將繪制的圖紙存儲(chǔ)在軟盤中,永久保存,出現(xiàn)相關(guān)變化時(shí)調(diào)用出來進(jìn)行修改,減少圖紙的浪費(fèi),也無需重新繪圖,減少勞動(dòng)量。
2數(shù)字繪圖軟件在水利工程測量中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的水利工程測量圖紙多由技術(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,輸入測量到的相關(guān)數(shù)據(jù),生成電子數(shù)字地圖。從實(shí)踐來看,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)字測圖和航測數(shù)字成圖。數(shù)字化技術(shù)為工程測量繪圖開辟新的道路和方向,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、礦山開采等工程測量中有廣泛應(yīng)用。下面簡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。簡單來說,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、地物的過程中也有人為因素的影響,故而其精度不高,它與后來的內(nèi)外作業(yè)一體化數(shù)字化測圖技術(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,是真正意義上的數(shù)字化繪圖。計(jì)算機(jī)在處理測站坐標(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),無法用簡單的數(shù)字來表述,故而需要一定的規(guī)則來構(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。一般來說,在地形開闊地區(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。在水利工程測量中,野外測量多,且野外環(huán)境惡劣,傳統(tǒng)測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題。
3數(shù)字化攝影技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用
數(shù)字化攝影技術(shù)可以說是今后數(shù)字化測量的一個(gè)重要發(fā)展方向。從攝影測量本身來說,它是利用影像來完成測量工作的科學(xué)與技術(shù);從信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺科學(xué)角度來說,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)行具體的測繪。從這兩個(gè)意義層面來看,數(shù)字化攝影測量技術(shù)與傳統(tǒng)的攝影測量沒有本質(zhì)區(qū)別,雖然說生產(chǎn)流程和作業(yè)方式差別不大,但數(shù)字化攝影測量技術(shù)為傳統(tǒng)攝影測量帶來新的變革。這種方法將大量的外業(yè)測量轉(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)測區(qū)較小時(shí),成本較高。數(shù)字化攝影測量技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用于地籍圖和大型工程的測繪中,它無需接觸被測物體,且工作效率高,結(jié)合IMU、GDPS等輔助手段,使得外業(yè)測量控制點(diǎn)連接少,測量效率高,逐漸走向全數(shù)字化和自動(dòng)化方向。近景攝影測量技術(shù)一般作為地面測量的輔助工具,最初由專業(yè)測量相機(jī)發(fā)展而來,后來逐漸成為數(shù)字化領(lǐng)域的專業(yè)近景攝影測量工具,最終成為數(shù)碼非專業(yè)的近景攝影測量相機(jī),在土石方量計(jì)算、三維圖重建、地形勘查、滑坡測量等方面有廣泛應(yīng)用,能獲得較為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)資料。數(shù)字化技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用為紙質(zhì)地圖的處理帶來便利,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
綜上所述,隨著數(shù)字化測量技術(shù)的發(fā)展,其在工程測量方面應(yīng)用越來越廣,推動(dòng)工程測量的發(fā)展,拓寬工程測量的服務(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量學(xué)和數(shù)字化技術(shù)中。在當(dāng)前形勢下,水利工程測量正朝著一體化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化方向發(fā)展,測量儀器精度越來越高,其自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化水平逐漸提高,推動(dòng)水利工程測量的發(fā)展。數(shù)字化技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用為人們提供更加多樣化的測量成果,測量成果從一維、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,從人工測量走向無接觸遙測,測量精度從毫米級(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)
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