航道测绘（共3篇）
航道测绘 篇1
在当前的社会发展过程中, 航道测绘信息化已经成为航道测绘体系的主要发展方向。并且这一发展为航道管理带来了新的生机与活力, 大大缩减了航道管理的工作量, 为今后的航道自动化服务提供了一定的发展空间。航道信息化能够将来自不同地区的用户的信息进行系统化的整理, 运用现代通讯技术以及相关的技术将这些信息进行处理, 最终服务于航道管理。下面本文将重点对航道信息化的发展进行具体的论述, 通过对其细致的了解, 展望未来的发展前景。
1 信息的获取
在航道测绘技术中, 采用现代化的科学技术是时代发展的必然要求, 并且我国当前也将智能化、现代化作为发展航道运行事业的重要指标。目前, 在航道测绘技术中, GPS、便携电脑等都是常见的测绘工具或手段, 运用这些工具或手段能够大幅度的缩减工作的时间, 获取到有价值的信息, 这是航道测绘的发展成果之一。在对航道测绘进行数字化的建设与发展过程中, 我们不断研发新的技术以及改良现有的方式, 目的就是为了能够更加便捷的接受到来自不同区域的信息, 最终为航道测绘服务, 在今后的发展中, 这也必将是一条重要的发展方向。
科学技术在航道测绘中的发展是最为成熟的, 并且如果没有科学技术作为依托, 测绘事业也不能得到较快的发展, 这二者的关系可以说是相辅相成, 荣辱与共的。在航道测绘中, 需要通过多种技术对空间进行有效的管理, 例如声技术、遥感技术等, 这些技术都为航道事业的发展做出了巨大的贡献。当前, 我国在定位系统中应用较多的技术为GPS以及RTK技术, 这两项技术能够获取更加清晰、准确的信息资源, 因此测绘技术对于这些技术具有较高的依赖性。为了获取更多的信息, 我们还应该加强这些技术的改良与创新, 使其更好的为社会所服务, 在今后的发展中, 会有更多4D产品的出现, 这些产品的出现是信息化时代发展的必然产物, 借助这些信息技术的应用, 能够探测到更加深远的空间的三维信息, 这将是航道测绘发展的一种必然趋势。
航道测绘技术的发展, 离不开科技的发展, 当前我国信息技术的特点之一就是资源化共享, 过去我国没有将重点放在信息化资源的发展上, 所以资源的利用率始终与西方发达国加具有较大的差距, 长此以往, 就形成了这样的一种矛盾, 虽然信息化资源已经得到了一定程度的积累, 但是与资源的利用率并没有形成一定的比例。在今后的发展过程中, 这种状态将会得到有效的改善, 因为这是时代发展的必然趋势, 在航道测绘中更需要得到发展, 只有不断促进信息资源的共享, 才能将我国的事业发展得越来越好。
2 信息化的处理和管理
信息化既然是当前的一种发展趋势, 我们需要对其具有一定的了解才能发展得更好。在测绘信息中, 主要的成果表现为三点:其一是数字化, 其二是多样化, 其三是标准化, 这三项成果共同构成了测绘信息的发展成果。在对信息进行处理的过程中, 我们需要运用一定的信息采集手段进行有效的采集工作, 这项工作的过程是相当复杂的, 并且涉及到了方方面面, 在今后的发展过程中, 随着旧技术的革新与新技术的出现, 我们会将信息处理与管理的工作发展得愈发完善与健全, 为现代化的发展方向提供必要的技术支持。
在航道测绘中, 我们需要加快建立数据库的脚步, 随着数据库的建立, 我们能够存储更多有效的信息资源, 为社会的发展做出宝贵的贡献, 并且空间数据库的建立也能够为技术的发展起到一定的推动性作用, 发展三维技术等多种技术能够有效的提升空间数据的整体质量, 也能够为今后的研究工作作出一定的贡献, 相信随着空间数据库的建立, 我国的航道测绘事业一定会发展得越来越好, 为信息共享作出必要的贡献。
3 信息的应用
测绘信息化是实时有效地向社会各类用户提供地理空间信息综合服务的测绘方式和功能形态。根据航道测绘的实际需求, 依据信息的建库、管理和发布的流程, 制定信息化测绘成果的质量监控系统、成果归档系统、成果建库及管理系统、信息发布系统, 是航道测绘信息化必须要实现的目标。
地球空间信息科学或测绘科学技术领域提出了空间信息网格, 它实质上是网格技术与空间信息技术的融合与集成。可以对它从广义和狭义两个层面进行定义。所谓广义的, 则是在信息网格上运行的天、空、地一体化地球空间数据获取、信息处理、知识发现和智能服务的新一代整体集成的实时、准时空间信息系统, 所谓狭义的是指在网格技术支持下的新一代GIS。不论用户在何种“客户端”上, Grid GIS都将根据用户需求向用户提供优化聚合后的协同计算资源和及时的个性化服务, 实现资源共享和协同工作。
GIS和网格两个领域相结合是一个比较新的研究领域。美国NASA Ames研究中心 (ARC, Ames Research Center) 的Thomas H.Hinke博士在2004的ESTC (Earth Science Technology conference) 会议曾提出将网格技术作为地理科学应用的网络基础设施。中科院地理所的“面向网络的空问信息组织、智能计算与综合建模技术”项目使用高性能计算网格技术解决资源共享问题。中科院计算所的“海量空间信息处理技术和网格GIS关键技术”强调的则是中间件技术。网格技术有一个重要的转变就是与Web服务技术相结合, 形成新的以服务为中心的开放网格服务体系结构 (0pen Grid service Architecture) , 网格服务是以web服务为基础的自然进化, 有来自传统的高性能网格计算方面的优势———集成更广泛的资源类型。借助于新的技术, 航道信息的管理将会更加智能化和普适化, 并衍生出更多的面向用户的专题服务。
结束语
航道测绘信息化具体而言是综合应用遥感、遥测、地理信息系统、宽带网络、通讯、虚拟仿真、多媒体等多种技术对航道业务流程、动态监测管理和辅助决策服务的虚拟化、数字化、网络化、智能化和可视化。电子导航航道图建设等项目都离不开测绘信息化的建设。用以辅助航道建设与维护管理业务的航道测绘信息化, 将为与经济社会发展相适应的数字中国地理空间框架和信息化测绘体系的建立, 测绘保障能力和服务水平的全面提升, 测绘事业的全面协调可持续发展的实现, 做出应有的, 不可忽视的贡献。
参考文献
[1]宁津生, 陈俊勇, 李德仁, 刘经南, 张祖勋等.测绘学概论[M].武汉:武汉大学出版社, 2005.
[2]周信炎.信息化测绘:一个新的战略方向——访中国测绘学会理事长杨凯[R].中国测绘报, 2006, 5, 16.
[3]宁津生, 杨凯.从数字化测绘到信息化测绘的测绘学科新进展[J].测绘科学, 2007, 32 (2) :5-11.
面向智能航道 创新测绘技术 篇2
1998年1月, 美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表的题为“数字地球:认识二十一世纪我们所居住的星球”演说中, 提出了一个与GIS、网络、虚拟现实等高新技术密切相关的概念———数字地球。数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础, 以宽带网络为纽带, 运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述, 并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。随着传感器, 计算机, 通讯等行业的快速发展, 现代交通、农业、防灾救灾、甚至战争都用到了数字化技术, 数字地球很快就应用到了各个领域。“数字航道”就是“数字地球”在航道领域的具体应用。
长江, 作为我国连接东西部的重要水上交通纽带, 在我国水运交通事业中起着举足轻重的作用, 为实现长江航运现代化的目标, 长江航道局在2012年工作会议上提出, 加快数字航道和智能航道建设, 到2015年基本建成长江干线数字航道, 初步建成长江干线智能航道。以实现由传统的炸礁点灯到现代的数字导航的飞跃, 面向智能航道, 我们利用数字航道作为平台, 创新内河测量新技术, 为加快建成数字航道做出数据采集技术支撑。
2 现代化内河测量
在“数字航道”的建设过程中, 我们首先要做的就是建设空间数据基础设施———长江电子航道图。长江电子航道图的数据采集主要是依靠航道内河测绘技术, 唯有高效的采集到精准、可靠的航道数据才能构建出一张展现长江原貌的长江电子航道图, 从而为智能航道的建设奠定基础。因此, 航道内河测绘技术是建设数字航道前期工作的重中之重。航道内河测绘包括航道探测、河床地形测绘、航道维护疏浚测绘、其他航道要素测绘、长江电子航道图数据预处理以及长江电子航道图制作等。
传统的航道测量采用的是测绳+测深仪的方法, 该方法测量效率低、测量数据精度不高、定位数据不准, 很难达到现代内河航道测量的标准。而现代的内河航道测绘主要采用的是GPS-RTK测量技术、测深仪及成图软件。GPS-RTK测量技术能够准确、快捷地获得测量数据, 通过GPS定位技术, 我们的测量就能够全天候工作, 高精度输出, 且操作方便简单;通过测深仪可以获取水深数据;并且通过计算机的海测软件处理获得水下地形物的高程。以GPS-RTK技术+高频测深仪+成图软件系统就能组合成一个全自动数字化的水深测量系统, 为数字航道数据采集提供有力保障。
3 航道测量
根据在测区采集的水深数据、水面高程, 测量人员可以得到水下地形点的高程数据。水下地形点的高程数据计算方法为:
其中:H为水下地形点高程;H’为测深时的水位;D为测得水深值。 (通过GPS-RTK测量技术可以实时测得水下地形点的平面坐标, 还能得到GPS流动站的高程;通过测深仪可以测得水下地形点的水深值) , 再通过以上原理就可以得到实时航道地形点的三维坐标。
3.1 布设计划线及测量准备工作
在进行航道测量时, 首先要在测区内布设测量计划线, 通过Auto CAD在测区内布设计划线, 并且根据测图比例尺的要求和测区的具体情况来选取计划线的间隔, 计划线间隔越小, 取得的计划线就越多, 所测得的水下地形点的精度就越高。我们内河航道测量计划线间隔一般选取在10~30m之间。
现代化的水上测量一般采取GPS-RTK动态测量方法, 它的工作原理就是把一台GPS接收机置于基准站上, 另一GPS接收机置于载体上 (称为流动站) , 基准站和流动站同时接受GPS卫星信号并对其进行差分改正处理, 就可得到差分信号, 基准站通过数据链将其观测值和差分信号一起传给流动站, 就可以得到厘米级三维坐标。在进行水上测量之前要通过测区内的三个以上的控制点, 解算出该测区坐标系统的转换参数, 并设置参数到流动站。
3.2 水上测量
由于水下地形测量仪器是安装在船上的, 为了使测量船可操作性强, 并且能够采集到潜水区域的水下地形点数据, 我们一般采用船体很小的船舶作为测量船。在进行水上测量之前, 要进行三个设置, 两个对比。设置一, 要在测深软件中记录限制栏设置为“RTK固定”状态, 但如果GPS接收信号不好, 在精度允许的情况下, 也可以设置为“差分GPS信号”;设置二, 在测深软件记录设置栏设置采点间隔, 采点间隔越小, 采得数据越多, 到的水下地形图精度越高;设置三, 设置测深软件的天线高。对比一, 采用摸竿的方法对水深进行测量, 然后对比测深仪测得水深数据, 检校测深仪时候正确;对比二, 利用RTK采集水面固定坐标, 检校测深仪和RTK平面位置是否正确。
在传统的水上测量方法中, 水深测量数据与平面位置数据很难保证在同一直线上, 从而导致测量的数据实时性差, 精度不高, 并且操作复杂。采用现代化的航道测量方法, 将流动站GPS天线和测深仪换能器绑定在一起, 使他们同时进行测深和平面定位, 就能方便快捷的得到测深数据。
3.3 后期处理及成图
由于测量船船体较小, 受水流、波浪、风等的影响较大, 使得其可能无法按照事先设计的计划线行驶, 这样测得的数据不在计划线上或者说测点在计划线的两侧分布。因此, 为了达到数据的精确性, 在后期处理和成图时, 就需要对测量数据进行插值处理。当选取的计划线间隔越小, 踩点间距越小, 插值后得到的水下地形点数据就越精确。
得到相对精确的数据后, 将其导入到Auto CAD中, 就可以生成断面图, 计算航道疏浚时的挖方量;也可以利用DTM模型绘制三角网, 建立水下地形高程拟合模型;还可以绘制等深线, 得到通航过程中的航道界限、计划航道维护尺度、深水航道维护尺度等。
4 生产实例
2012年12月本人在长江中游戴家洲河段航道整治二期工程进行了内河航道测量, 利用的是中海达-V8的GPS, HD-370的测深软件, 计划线的间隔为10m, 采点间隔为2m, 得到了测量数据 (*.DAT) , 并将数据导入到Auto CAD中, 利用工程应用中的绘制断面图, 得到了水下地形点的断面图, 见图一;根据绘制好的断面图可以得到断面图面积, 再根据断面图之间的间隔, 就可以得到疏浚过程中开挖的土方量。
还可以通过DTM模型建三角网, 并根据DTM模型绘制出测区内的三维立体模型, 也可以根据已经建立好的DTM模型, 绘制等深图。如此, 我们就能清晰的知道计划航道维护尺度、深水航道维护尺度等区域, 在图二中, 蓝色的线条代表9m的等深线, 根据等深图, 就可以清晰的看出高于9m的水深区域。
5 结束语
在长江航道局大力发展长江电子航道图的背景下, 内河航道测量有着举足轻重的作用, 它为长江电子航道图提供了快速、精确、详尽的航道地形数据。而长江黄金水道繁荣发展和航道建设进程加快, 也对内河航道测绘提出了更高的要求。采取创新型测绘技术, 是面向数字航道的基础, 航道测绘要由传统走向现代, 由生产走向服务, 由手动式走向信息化, 只有这样才能为数字航道建设提供更加有力的保障。
参考文献
[1]宁津生, 杨凯.从数字化测绘到信息化测绘的测绘学科新进展[J].测绘科学, 2007, 32 (2) :5-11.
[2]万大斌, 李国祥, 颜昌平.2004.建设长江“数字航道”的构想[J].水运工程, 370 (11) :22-24.
[3]周泉生.几种测量仪器在疏浚领域应用的探讨[J].中国港湾建设, 2005 (5) .
数字化测图在航道测绘中的应用 篇3
1 数字化测图系统软件及其运行平台
该系统需配置内外业一体成图软件及手薄一计算机通信软件, 在此选用清华山维eps2008 成图软件, 该软件的运行平台要求:操作系统为windows XP以上版本;运行环境AUTO-CAD2008 或更高版本。
2 数字化测图系统的工作原理
2.1 野外数据采集
野外数据采集是内外业一体化测图的基础, 除了航摄法进行坐标量算和地形图数字化外, 可分两种方法, 一是普通经纬仪、测距仪加电电子手薄;二是全站仅加电子手薄。现就第二种方法作全过程的说明。此处选用的全站仪为拓普康CTS-301.2“级全站仪, 选用PC-E500 作为手薄。该系统集外业记录、编辑、计算、输出等功能于一体, 外业数据未用数据库管理方式, 是独立于PC-E500 内存而设的扩充数据文件存贮区域, 因此数据存贮更加可靠快捷, 使全站仪的功能得到更加充分的发挥。
2.2 数据内业的编辑
外业数据文件经过导线测量平差软件的编辑, 对导线进行自动平差计算, 并对数据进行调整, 存入文件中。但该文件还需要通过通信软件输入计算机, 在导线测量平差软件中经格式化后, 生成绘图同名文件, 在该成图系统中调出该文件即可在屏幕上显示生成图形。
2.3 现有图形的数字化
在航道工程中, 为了方便工程资料的管理, 或进一步发展工程设计的计算机需要, 将原有图纸进行数字化是数字化测量在航道工程应用的重要方面。图形数字化的操作过程首先将数字化仪和计算机联结好, 在DOS下启动AUTOCAD系统, 在系统的提示下, 输入绘图的文件名、比例尺, 此时将图纸dmaps图形命令菜单表固定于数字化仪上, 在com命令下健入tablet命令, 进入设置状态, 按系统提示, 依次输入绘制区、屏幕区、菜单区等位置。设置后返回com命令状态, 使用数字化仪鼠标器绘制轮廓线、公里网格线后即可绘制图形。
2.4 绘制图形的输出
数字化的图形经过全图切换和图外整饰即完成所有的绘图过程, 而由外业数据绘制的图形还需要经过草图现场调绘修整后, 方可能完成所有绘图工作。图形输出时, 将绘图仪事先依照绘图要求设置好, 与计算机联结, 在cad的屏幕菜单提示下, 选择plot后。按屏幕提示操作, 则由绘图仪绘出图形。
3 数字化测图在航道工程中应用及推广
3.1 我国现阶段的航道工程主要采用的是1:2000 的航道图, 这一航道图中时间的跨度相对来说较大, 而且并不能够清楚的反映出航道内部所具有的实际情况, 也不能够反映出航道两岸的具体情况, 这样就使得航道工程在规划和施工的过程中, 会面临较多的问题。同时, 各个省的航道管理部门, 要求在进行护岸工程施工以及在进行疏浚工程施工的过程中, 所需要应用到的施工图纸的比例要求应该为1:1000。过去, 我国应用原始施工图纸都需要将图纸的尺寸放大至少两倍, 才能够使得施工图纸的比例要求符合1:1000, 而要做到这点, 就需要经过多道工序, 而在这些工序进行的过程中, 会使得施工图纸中的比例调整出现一定的偏差, 从而使得施工图纸无法进行有效的设定, 施工图纸的接边会出现一定的困难。而要想能够解决上述的问题, 就可以利用数字化测图, 该测图的应用, 需要借用到原有比例为1:2000 的航测图, 然后根据全站仪所测得的相关数据来对航测图中的各项内容进行修补和更改, 从而设定出与实际相符合的地形图。之后就是要对该地形图进行比例的调整, 利用数字化技术, 从而将该地形图的比例设定为1:1000, 接下来, 就是要将这一地形图裁减为两张地形图, 每张地形图的尺寸均为50cm×50cm, 设定新的文件, 将这些文件存储到硬盘中, 最后就可以将已经裁减完成的两张地形图进行全图的转换, 并进行图外的装饰, 在完成这些工作之后, 就可以利用绘图仪来进行地形图的绘制工作, 从而使得地形图的绘制更加的精确。
3.2 在航道测绘中合理的应用数字化测图, 能够使得工程在设计的过程中, 有效的实现计算机化。比如在对护岸工程进行平面线型规划的时候, 需要有效的将图纸附录到计算机中, 然后利用计算机屏幕显示出图纸的内容, 在计算机上, 来对图纸中的线型进行描绘和调整, 以设计出最佳的方案。一般来说, 在线型设计的时候, 采用的软件均为CAD系统, 该系统有着较多的功能, 相关的单位完全可以和一些软件开发单位进行合作, 从而共同设计出一套较为完备的航道图成图系统, 然后再利用相应的计算公式来计算得出土方设计所需要的面积大小。如果这项工作可以顺利的完成, 那么就会使得航道工程的设计实现进一步的发展。
3.3 将数字化测图应用到航道测绘中, 可以有效的应用计算机来对相关的航道工程资料进行管理和存储, 这样就可以使得航道工程顺利的实现办公自动化, 从而减轻办公的压力, 进而也可以使得航道工程的相关设计资料和图纸都得以良好的保存。过去, 在对工程资料进行存储的时候, 采用的多是白纸图贮存的方法, 这样就使得档案管理出现了一定的难度。主要的原因就是白纸图存储占据的空间相对较大, 而且很难进行检索, 时间一长, 白图纸上的内容就会出现遗漏或者欠缺的问题, 同时, 图纸也会出现破损的情况。而如果将所需要存储的内容都录入到计算机中, 利用硬盘来作为资料管理室, 就可以有效的解决白图纸存储中所出现的问题, 利用计算机进行工程资料的保存, 既安全又容易查找, 而且资料的完整性也会得到有效的保障。
4 结论
在计算机技术逐渐发展的过程中, 人们的生活已经无法离开计算机, 一些工程行业中也开始应用到计算机, 航道工程自然也不例外, 航道工程开始应用计算机来进行作业, 从而有效的实现了办公的自动化。总而言之, 数字化测图在航道测绘中的应用, 有效的保障了航道测绘的精确性, 使得航道测绘实现了进一步的发展, 相信随着更多新技术的应用, 我国的航道工程技术会向着更高层次发展。
参考文献
[1]李瑞涛, 宋长江.数字化测图技术的应用[J].黑龙江水利科技, 2012 (01) .
[2]刘全荣, 王利, 郑敏, 杨文.内外业一体化数字成图在城市规划及水环境整治中的实践与应用[J].治淮, 2011 (01) .