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地形測量和測繪自動(dòng)化技術(shù)探索論文
1、引言
隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，地形測量以及測繪技術(shù)得到了快速的發(fā)展，由過去的電子測量儀、經(jīng)緯儀、平板儀等設(shè)備發(fā)展到了3G技術(shù)、數(shù)字化攝像技術(shù)以及人工智能化技術(shù)，推動(dòng)了我國地形測量以及測繪技術(shù)的快速發(fā)展。個(gè)別的地形環(huán)境不能由人工操作進(jìn)行測量，因此，要應(yīng)用測量機(jī)器人完成測量。鑒于此，本文對測量機(jī)器人在地形測量和測繪中的具體應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)探究。
2、地形測量以及測繪自動(dòng)化相關(guān)概述
2.1地形測量。地形測量是完成測繪地形圖以及測繪工作的基礎(chǔ)，通過地形測量可以提供出比例不同的地形圖，進(jìn)而滿足城鎮(zhèn)建設(shè)、路、橋、隧以及其他建筑的建設(shè)需求。地形測量主要有以下2種類型：
�。�1）控制測量，主要是測量平面以及高度控制點(diǎn)，為測繪地形圖的完成提供具體依據(jù)。利用平板儀進(jìn)行控制測量可分為首級以及圖根控制測量。首級控制測量是指將地面的控制點(diǎn)作為基礎(chǔ)，利用三角或者導(dǎo)線測量法測量精度高以及分布均勻的控制點(diǎn)[1]。圖根控制法是指應(yīng)用三角高度進(jìn)行測量。
�。�2）碎步測量法，是指測量地形的作業(yè)，地形的特征被稱為碎步點(diǎn)，經(jīng)常采用極坐標(biāo)法對碎步點(diǎn)的位置進(jìn)行測定，而采用視距測量的方法對碎步點(diǎn)高程進(jìn)行測定，該方法中應(yīng)用的主要儀器有：平板儀、小平板儀以及經(jīng)緯儀，進(jìn)行地形測量之前，將圖紙固定在測量板上，標(biāo)出坐標(biāo)網(wǎng)格，檢驗(yàn)確認(rèn)點(diǎn)的位置之后進(jìn)行測量。
2.2測繪自動(dòng)化。測繪技術(shù)是對地球的局部狀態(tài)進(jìn)行研究，對目標(biāo)范圍的大地表面起伏狀態(tài)、點(diǎn)、高程、平面位置以及地表特征進(jìn)行測定，對測定出的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納處理，使其按照一定的比例進(jìn)行縮小，然后呈現(xiàn)在圖紙上。以此來體現(xiàn)地形的特點(diǎn)，為我國建設(shè)提供相關(guān)的地形資料[2]。測繪的類型主要包括：地形測量、控制測量、施工測量以及竣工測量。測繪自動(dòng)化技術(shù)將數(shù)據(jù)的采集、整理、傳遞、呈現(xiàn)等集于一體。伴隨著我國計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國的測定儀器智能化、測繪技術(shù)自動(dòng)化也在不斷地進(jìn)行技術(shù)革新，當(dāng)前，3G技術(shù)和集成技術(shù)在測繪自動(dòng)化技術(shù)中處于領(lǐng)先地位。
（1）全球定位系統(tǒng)技術(shù)對我國測繪技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。GPS技術(shù)主要由3部分組成:地面部分、測量定位部分和空中部分，三者之間進(jìn)行協(xié)調(diào)配合工作，該技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用特點(diǎn)主要有：定位的精確度較高、觀測的時(shí)間較短，可以充分地節(jié)省時(shí)間成本。
（2）地理信息系統(tǒng)是通過系統(tǒng)測量確定大地上附屬物體的位置、數(shù)量以及質(zhì)量，給土地方面的相關(guān)建設(shè)提供有效保障。但是，目前由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及一些測繪工作地點(diǎn)不便于進(jìn)行人工測量，于是測量機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，解決了地形測量中以及測繪自動(dòng)化中的難題，促進(jìn)了我國地形測繪技術(shù)的發(fā)展。
3、測量機(jī)器人
測量機(jī)器人是可以代替人類進(jìn)行自動(dòng)搜索、辨別、跟蹤并獲取準(zhǔn)確角度、距離、坐標(biāo)以及圖像等數(shù)據(jù)信息的智能化電子儀器，其應(yīng)用影響傳感器以及其他相關(guān)傳感器對地形測量中的目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)識別，并且快速地做出分析以及判斷，可以完成自我控制，自動(dòng)對地形信息進(jìn)行拍攝、數(shù)據(jù)讀取等智能化操作，可以完美地取代人工操作。目前的測量機(jī)器人主要有3大類：
（1）應(yīng)用被動(dòng)式的三角或者極坐標(biāo)方法對地形進(jìn)行測量，就是指在被測的物體上設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志，應(yīng)用反射棱鏡進(jìn)行測量；
�。�2）采取主動(dòng)式的三角測量法，將結(jié)構(gòu)光作為照準(zhǔn)的標(biāo)志，其是由發(fā)電機(jī)、計(jì)算機(jī)以及傳感器中的電子經(jīng)緯儀構(gòu)成的，利用角度交會的方法來確定精準(zhǔn)坐標(biāo)；
（3）單獨(dú)目標(biāo)測量，根據(jù)地面物體的主要特征，利用影像處理進(jìn)行自動(dòng)識別，找到準(zhǔn)確的目標(biāo)點(diǎn)，利用空間交會原理進(jìn)行三維坐標(biāo)獲取。測量機(jī)器人應(yīng)用馬達(dá)照準(zhǔn)部以及望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行自動(dòng)識別以及照準(zhǔn)棱鏡進(jìn)行測量[3]。其測量的主要原理是儀器向目標(biāo)位置發(fā)出激光信號，由棱鏡反射回來，被儀器中的傳感器接收，然后計(jì)算出反射光的中心位置，進(jìn)而得出改正的具體數(shù)據(jù)，而后開啟馬達(dá)，使測量機(jī)器人面向棱鏡，精確地照準(zhǔn)目標(biāo)。
4測量機(jī)器人在地形測量以及測繪自動(dòng)化中的應(yīng)用
4.1測量機(jī)器人在地形測量中的具體應(yīng)用。在具體的地形測量工作當(dāng)中，GPS、計(jì)算機(jī)以及測量儀器受地理環(huán)境等因素的限制很難統(tǒng)一實(shí)施，主要是由于有的特殊地理環(huán)境（如高山）擋住了GPS信號，使GPS接受儀器無法正常工作。目前，測量機(jī)器人的應(yīng)用可以解決這個(gè)難題，利用新的測量系統(tǒng)可以自動(dòng)采集到測量點(diǎn)信息，并且將其記錄下來，在綜合測量軟件采集到地形深度等相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，測量機(jī)器人也可以自動(dòng)獲取與之契合的平面坐標(biāo)，而后把這2種數(shù)據(jù)有效地整合在一起，進(jìn)而得出準(zhǔn)確完整的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，有效完成地形的測量工作，進(jìn)而提升地面等相關(guān)建設(shè)的質(zhì)量以及效率，促進(jìn)測繪技術(shù)的快速發(fā)展。
4.2測量機(jī)器人應(yīng)用的具體流程以及注意事項(xiàng)。測量機(jī)器人應(yīng)用的具體流程：
�。�1）在測量之前進(jìn)行完善的準(zhǔn)備，將控制點(diǎn)引入測量的區(qū)域之內(nèi)，選擇最好的設(shè)站點(diǎn)，將反射棱鏡安裝在測量儀器的上方，使反射棱鏡處于測量設(shè)備的頂端，否則可能會出現(xiàn)遮擋棱鏡造成測量數(shù)據(jù)終端的狀況；
�。�2）按照一體化的基本模式進(jìn)行具體測量操作，把測深的儀器、GPS系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)連接在一起，開啟測量的軟件，設(shè)置測量儀器的參數(shù)，保證各項(xiàng)測量設(shè)備的正常運(yùn)行；
�。�3）將全站儀架好，開啟相關(guān)的測量軟件，在菜單中選擇新建任務(wù)，進(jìn)行相關(guān)的測站設(shè)置，照準(zhǔn)目標(biāo)以及反射棱鏡，打開鎖定的開關(guān)，進(jìn)入地形菜單，設(shè)置起始點(diǎn)以及采樣的時(shí)間間隔，啟動(dòng)開始鍵，使測量機(jī)器人開始自動(dòng)測量狀態(tài)。另外，在地形測量以及自動(dòng)化測繪的過程中，要保證測量軟件的點(diǎn)號以及測量機(jī)器人的點(diǎn)號一致，基站工作人員要嚴(yán)格地關(guān)注監(jiān)視器，在該過程中可能會受到外界因素的干擾，出現(xiàn)掉點(diǎn)的現(xiàn)象，這時(shí)要做好點(diǎn)號的記錄工作，假如干擾的效果過強(qiáng)，需要暫時(shí)結(jié)束測量，等待干擾消除，再重新進(jìn)行地形測量工作。
5、結(jié)語
在地形測量以及測繪的過程中應(yīng)用測量機(jī)器人，可以有效地提高測量精度，提升土地等相關(guān)建設(shè)的質(zhì)量。另外，測量機(jī)器人與GPS等協(xié)調(diào)進(jìn)行測量，可以減少人力資源，快速完成地形測量以及測繪工作，進(jìn)而使我國的地形測量以及測繪等技術(shù)得到快速發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
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【2】郝顯生,白銀彥.試析地形測量中新型測繪自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用[J].科技資訊,2017,35(16):16-38.
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