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计算机技术在工程测绘中的应用的论文
摘 要:随着信息处理与数字化技术的发展和更新,计算机技术给许多传统行业的转型带来了巨大变革。本文以计算机信息处理与数字化技术在工程测绘中的应用为例,从测绘设备、测量方式和数据处理方法三方面入手,阐述计算机技术的应用对现代测绘行业所带来的影响。
关键词:计算机数字化技术 工程测量 数据处理
计算机技术的发展变革,测绘新仪器、新技术、新方法不断涌现,为信息化测绘提供了技术保障与理论支撑。工程测绘由传统现场调绘、平板测图逐渐向现代全要素数字成图转变,信息化与数字化技术不但丰富了传统测量理论,而且使得全球卫星定位、遥感影像获取等多源测绘成为现实。
1.工程测量设备更新变革
传统的工程测量设备,主要为光学水准仪、光学经纬仪与平板仪等,长期以来基本均为光学测量仪器,需要人工现场记录、事后内业解算,因此数字化程度不高。随着计算机技术的日益成熟与广泛应用,国内外大量测量仪器厂家,纷纷瞄准测绘仪器生产市场,采用计算机编码技术与电子度盘技术,研发现代GNSS定位设备、GTS全站仪、电子经纬仪等新型数字测量设备,克服了传统人工记录造成的错误、文本资料容易损坏的弊端。
尤其近年来较为新兴的网络CORS技术,通过将计算机网络技术、数字通讯技术与卫星定位技术多源融合,由CORS平台控制中心服务器,完成对流层建模、数据误差分析等工作,然后数据播发中心将计算出的误差修正参数,再经数字通讯模块(GPRS/CDMA/3G)以无线通讯的方式传递至移动端接收机,整个测量系统以网络化RTK为基础,大大提高了作业的效率、精度与可靠性。
2.工程测量方法突破创新
以往工程测绘工作中,外业测量无论是控制测量,还是点位细部测量,均要求点位间能够光学通视。自从计算机技术应用到GNSS测量和地理信息后,传统测量方式发生了巨大转变,GNSS测量不再需要点位间的通视条件,可直接布设测量基线网,实现了测量方法的创新;地理信息系统GIS,是基于计算机网络技术与图像拓扑处理技术的软硬件空间信息系统,采用组件式GIS技术和基于Internet平台的webGIS进行二次开发,可完成地理分布数据进行采集、存储、管理与运算分析,目前已广泛应用于城市管网普查、部件调绘、数字城市建设等相关行业,取得了较好的社会与经济效益。
组件式GIS是基于计算机软件技术的成熟而逐渐形成的标准化平台,其基础是Micosoft微软的COM组件对象模型和ActiveX控件技术,可实现部件间的自由灵活组合。许多地理信息系统软件开发公司,如武汉中地MAPGIS推出了基于Windows操作平台相关的通用集成开发环境,采用可视化编程开发语言(如Visual Basic、Visual C++、Delphi)在.net framework编程环境中,利用各组件式GIS控件的属性、事件与方法,即可实现控件间的无缝集成与重组,而为满足对地理信息的数据封存与科学管理的需要,系统底层数据库多采用Oracle或SQL Server等关系型数据库,降低数据冗余度。例如当前已投入使用的北京城市地下管线综合管理信息系统,基于C/S与B/S软件框架结构,覆盖了给水、排水、燃气、电力、工业等多类管网信息,系统以计算机信息处理技术为依托,具备基础地理数据与地下管网数据进行综合查询、缓冲区分析、数据报表统计等功能。
3.数据处理科学准确
工程测绘的内业数据处理工作,经常需要对控制闭合环、细部点数据进行平差或制图,以往需要翻阅测量记录表进行人工坐标解算,相对来讲数据工作量庞大、错误率较高,而引入计算机技术之后,通过采用电脑程序自动平差与机助绘图之后,大大提升了测量数据处理与内业成图的效率与精度。
测绘平差应用程序,通过利用MFC(Microsoft Foundation Class Library)编程框架,实现对测量平差软件的类、继承、动态约束和类的关系等概念进行封装,引入Win32 API,ODBC API与OLE API等相关底层函数的功能,由底层API程序接口直接调用,更为便捷有效的完成测量数据的矩阵运算、误差椭圆分析和水准网平差等操作;当测量数据处理规模较小时,可通过计算机直接调用Excel常用函数或采用VBA(Visual Basic For Application)编计算程序完成数据平差,同时可生成模板进行存档,后期数据可提高数据的运算效率与精准度。例如通过VBA编程实现将观测的角度(度分秒)转化为弧度制的源代码为:
Public Function Rad(ByVal angle As Double) As Double '角度向弧度转换'
Dim A As Double, B As Double, C As Double, D As Double Dim ang As Double, sign As Integer
ang = Abs(angle) + 0.0000000000001: sign = Sgn(angle)
A = Int(ang): B = (ang - A) * 100#: C = Int(B): D = (B - C) * 100#
Rad = sign * (A + C / 60# + D / 3600#) * M_RAD
End Function
同样随着个人计算机的应用推广,辅助设计CAD(Computer Aided Design)在计算机绘
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