测绘技术在特殊地形测绘工程中的应用

2024-06-10王亚勋

城市建设理论研究（电子版） 2024年13期

王亚勋

甘肃省自然资源规划研究院甘肃兰州 730000

特殊地形的测绘工作与普通地形相比，其对技术的要求更高，需要更强的专业性。同时，测绘工作的质量也直接关系到整个工程的建设效果，因此其测绘工作是整个工程建设中的重要环节。在施工过程中，如果对测绘技术的选择与运用不恰当，势必会导致整个工程的施工效果无法得到保证。特别是在某些地形复杂的地区，为了提高测量结果的可信度，必须选择先进的测量方法。

1 特殊地形测绘中的常见测绘技术

1.1 GPS技术

GPS是一种新型定位方法，它需要在全球定位机的帮助下，接收卫星的数据，然后进行高精度的定位，具有精度高、速度快、灵活性好等优点，受到了国内外的广泛关注。由于测绘工作的复杂性，在获取资料时，不可避免地要受到真实地形情况的影响和干扰，因此在测绘过程中容易产生不同程度的误差。特别是在特殊地形的测量中，如果测绘工作者还是采用普通的全站仪、经纬仪等测量仪器，就很难达到预期的测绘目的，或者导致野外资料的获取速度过慢，从而大大提高了测绘成本。

对GPS测绘技术的使用，能够减少外界环境和地形对测绘工作的影响，其优点主要包括四个方面：①如果被测地区为高山、丛林等地形，GPS技术可以弥补全站仪、经纬仪等传统测绘工具在通视功能上的不足，从而对野外测绘工作的效率进行提升。②利用GPS技术测量桩位偏心情况，能够获得更加准确可靠的数据，并且其工作效率也得到了显著提升。③利用GPS定位和放样平台，能够有效提高测绘作业的执行效率，缓解测绘工作的压力，确保测绘精度。④应用GPS技术，能够保证桩位放样测量结果的精确性。

1.2 GIS技术

地理信息系统简称就是所谓的GIS，它自身就是一种空间信息系统，在开展目标区域测绘的过程中，只要是关于地理分布信息的都可以在计算、人工数据采集、数据整合以及目标筛选等方面提供支撑，并且能够对各类空间数据进行直接呈现，通过对数据建模方式的使用，还能可视化呈现被测区域的地理环境状况。在工程测绘的过程中，GIS技术在数据计算、空间分析等方面的优势非常明显，能够建立一个多平台协作的地理信息数据库，由此可见，无论在数据计算、地图绘制、地形模拟还是数据的整合和汇总上，GIS技术都有着广泛的应用前景。

1.3 无人机三维影像技术

无人机三维影像技术是一种基于无人机平台的高分辨率、多角度影像获取、处理和分析的技术。它通过无人机搭载多个摄像头或传感器，从不同角度捕捉地面景物的影像，然后利用计算机视觉、地理信息系统（GIS）等相关技术对影像进行处理和分析，最终构建出具有三维空间信息的地物模型。在特殊地形测绘中对这一技术的使用，能够实现对图像信息的对比、对测区全景的快速摄影以及三维模型的构建等。这一技术在实际的测绘工作中具有明显的优越性，能够对测绘工作的效率和质量进行提升。并且测绘人员通过选择不同精度、性能和功能的无人机搭载设备，可以实现对多种信息模型的建立，如空间三维图、高线图等，从而实现对测区的多角度缩放和全方位观测。

1.4 3S技术

在测绘项目中应用该项技术，其主要目的是分析和收集数据资源。它具有数据库存储，图形数据输入和输出等多种功能，用于特定地形的测绘，可以为工程建设中的测绘工作提供比较完整的数据支持。按照测绘工作的具体需要，能够通过计算机技术来处理采集到的数据资料，从而绘制出对应的地形图，然后再对其进行输出。在特殊地形中对这一技术的使用，不仅能够缩短测量时间，还能对测绘工作效率进行提升，大大降低了测量人员在收集和整理数据方面的工作量。

1.5 遥感技术

遥感技术是一种综合性的探测技术，它通过人造卫星、飞机或其他飞行器等遥感平台，利用各种传感器收集地物目标的电磁辐射信息。这些信息经过处理、分析和成像，从而实现对地面各种景物的远距离探测和识别。遥感技术主要依赖于物体对电磁波的反射、辐射和吸收特性，以及地物的波谱特性和几何形态纹理结构。该方法能够在不与被测对象直接接触的情况下，实现对被测对象的全方位、高精度的探测，有效地克服了复杂地区特殊形态对测绘精度的影响，并且具有高效率和大范围的优点。这一技术在大面积的森林覆盖地区得到了广泛的应用，可以实现对植被资源的有效调查。

2 特殊地形测绘中的关键把控

2.1 收集特殊地形资料

在测绘特殊地形时，首先要准备好相应的测绘资料，这是最为基础的一项工作，也是保证数据准确性的重要前提。所以在进行测量工作之前，一定要做好相关资料。并且在对资料进行收集时，应按照事先确定好的测绘目的和实践要求来开展工作，此外，还要对收集到的资料进行分类整理。例如，在实施旧城改造计划时，在实施测绘工作时，就要收集有关道路设施、房屋建筑以及土壤条件等方面的资料，以便后期选择合适的测绘方法。

2.2 重视地形测绘精度

在特殊地形的测绘工作中其精度把控十分重要，因此，相关测绘人员一定要引起重视，这是保证数据可靠性的重要前提[1]。例如，在旧城改造工程中，因此城区的房屋建设大都比较集中，并且其类型也各不相同，所以在进行测绘时一定要对测绘的精度进行保证，否则就会导致在房屋布局、角点以及方向角的测量上出现差错。通过主观臆断的方式来对旧城的方位信息进行推断，容易在改造的过程中给旧城带来负面影响。因此，在测绘特殊地形时，要重视对测量精度的把握，通过对恰当测绘技术的选择，来对误差进行更好的控制，避免出现测绘精度不够的现象。

2.3 GPS测量与定位

GPS是测绘工程中一项非常基础的技术，尤其是在一些特殊的地形情况下，必须对其进行合理地运用，以促进各项测绘工作的有序进行。在工程测绘中对GPS的应用，可以极大地提高测量精度，保证测绘质量，并缩短测绘时间。在使用GPS的过程中，可以利用其监控功能，实现对地貌的动态监测，从而对测量的精准度进行提升。

2.4 合理使用数字测绘

数字化测绘也是一种十分重要的技术手段，在特殊地形测绘中对该技术的使用，能够将所收集到的图像进行融合，提高测量的标准化程度，同时也是保证测量结果准确性的重要方式。利用数字化制图技术，可以将所有的实物资料进行数字化转化[2]。在计算机图像处理技术的帮助下，将测绘信息转化为地形图，并通过显示器直观地展示出对应的三维立体图像，帮助测绘人员更加清楚地把握测量对象的具体特征。

2.5 制定前期测绘草图

要分析特殊地形区域的实际情况，测绘工作者还需要对目标区域的地理结构图进行观察，确定要测量的重点地物，并绘制相应的地理环境观察图。在确定勘测目的以后，测绘人员要对勘测地区的地形图进行细致分析，根据地下数据选择适宜的测绘方法，通常采用土壤数据校验、定点勘测等方法。来分析河道周围的具体情况，对测绘时可能出现的安全隐患进行判断，在分析过程中要采用系统分析和局部分析两种方式来进行。在对被测地区进行地理环境监测的过程中，必须对该地区的环境特征、人文历史进行综合考虑，了解当地地理环境的变化情况，做好前期准备工作。

3 测绘技术在特殊地形测绘工程中的具体应用

3.1 山地区域

植被茂盛、地貌复杂是山地区域的主要特征，并且会对仪器信号形成一定的干扰，所以，GPS、RTK等技术无法正常使用。如果使用全站仪测绘方法，很可能会被高大的植物所遮挡，从而影响视线。为了对测绘质量进行有效提升，可以让测绘工作者对特殊的测绘方法进行使用，从而对目标测区的直线距离进行测定，在使用测设导线、放样点坐标、距离角度等资料的基础上，通过公式计算的方式，来推算出相应的待测点和测量方向，然后将测绘信息同步输入[3]。对这一特殊测量方式的使用，可以有效扩大测量范围，确保测量信息的准确性。

3.2 泥泞、滩涂区域

在面对沙漠、滩涂以及泥泞等复杂地形时，如果测绘工作者不了解泥泞区域的实际情况，不仅不能对测绘质量进行保证，其后期建设施工也会受到一定的影响。因此，测绘工作者要对标界线进行合理使用，并对各个测绘工作环节进行优化[4]。当淤泥区地面积较大时，应以淤泥区为圆心，科学布置各个待测点。并通过对近景摄影和全站仪测量技术的使用，来确保数据的准确性，从而提高测量质量。

在测量滩涂区域时，其工作开展可以按照以下步骤来进行：①对外业数据进行收集。将激光雷达系统安装在小型飞行器上，在起飞之前，要对飞机的飞行路径、高度进行合理计划，并确定航线附近的高级别控制点。为保证空中摄影作业符合潮位情况，应布设一定数目的 GPS基站，以最大限度地扩大摄影范围。②对资料进行预处理。基于对GPS、IMU和系统参数的获取，就能对激光点数据和方位元素等进行联合解算。采用空间校正方法，对点云进行分析，识别出关键性的目标。根据结果准则，将其转换为大地坐标系统。为了对后期产品生产需要的满足，还要分割好点云数据。③建立高程模型；按照作业需求，点云数据可分为航带重合点、植被、水体以及地面等不同的地物。但是对于一些不能进行识别的地方，要通过人工的方式进行提取，并对周围地形和图形进行深度分析，从而实现对水体情况的准确判定。自动筛选航路重合点，采用手工与自动化相结合的方法，使地表与建筑具有较高的识别精度。自动分类这一操作结束后，就能获得基本的地形地貌。为保证高程模型的高精度，还需要使用TIN来对噪点进行过滤。④采用数字化的方式对线划图和正射影像图进行绘制。

3.3 林地茂盛区域

林地茂盛地区的森林覆盖率高，通视差，一般的全站仪测量方法不能达到理想的测绘结果。受树木遮挡影响，测绘结果存在很大的误差，若采用人工方法进行清理，不仅会对当地的生态环境造成严重影响，还会增加测绘工作的难度。针对以上问题，可以从两个方面着手，即引进更先进的地面测量设备和利用航空摄影测量技术。以往的测量设备功能单一，并且具有较高的通视要求，而将其更换为精密的测量设备，就可以对基线测量方法进行迭代升级，通过对免棱镜测距方式的使用，可以实现对特殊位置的距离测定[5]，在细节测量工作中，对电子测速仪和具有自动跟踪功能的测距装置进行使用，能够实现对测绘模式的升级。

在应用航空摄影测量技术时，对无人机设备的选择，要具有速度快、机动性强的特点，利用遥控的方式，让飞行器在低空飞行的过程中，能够对地面的物体进行实时拍摄，并获得相应的视频信息。要保证摄影过程中没有死角和盲区的出现，可对航线的数量进行增加。对激光雷达的安装，可以对植被层下方的地形进行有效定位和监测。例如，美国研制的TRACER植被穿透雷达，可以滤去地面杂波与被测目标的回波，从而对隐藏地点的森林物体进行更为精确、全面的探测。

3.4 人口密集区域

对人口稠密地区进行测绘时，通常采用全站仪这一测绘方式，全站仪具有镜头操作灵活、不受时空约束等诸多优点。利用全站仪，不仅可以提高资料收集的精度与完备性，而且有益于后期施工项目的有序进行。但它也有缺点，那就是会降低测量的精度。如果被测地区是一个人口密集的地区，则应对其具体特点进行细致分析，并据此选择合适的测量方法。

要真正保证测绘成果的精度，必须对测绘草图的质量进行重视。草图在测绘工作中起着举足轻重的作用，如果不能引起足够的重视，则会导致整个测绘结果出现偏差。在绘制草图的过程中，相关技术人员需要在使用信息化技术的基础上，来提高自身对数据采集和分析的能力，优化成果的产出品质[6]。在人口密集地区进行测量时，要正确运用全站仪，使其功能和优势得到充分发挥。对于无法利用GPS/RTK进行资料收集的地方，必须充分利用全站仪的优势，来对资料收集的准确性和全面性进行保证。

3.5 大地理区域

工作人员在测绘大地理区域的时，要从不同状况出发来对目标区域进行细致分析，从而选择出最佳的测量方法。例如，在面对大面积的沙漠、沼泽和海洋等特殊地貌时，其测量结果多多少少都存在一定的误差，要想提高测量精度，就需要有效扩大其技术的应用领域。在对这类地区进行测绘时，可以通过对GPS·RTK系统的使用，来对大范围的地理区域进行测绘，然后建立相应的数据基站，扩大测绘范围，尽量避免遗漏。

随着我国科学技术的迅速发展，大量的现代科技被应用于测绘领域，有效解决了大范围测绘所面临的各种难题，这对测绘工作效率进行了有效提升。例如，利用无人机航拍技术来测绘大面积地理区域时，可以通过动态、自动检测的功能，来降低信息获取的难度。