地形测量和测绘自动化技术探索

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1引言

随着我国科学技术的快速发展，地形测量以及测绘技术得到了快速的发展，由过去的电子测量仪、经纬仪、平板仪等设备发展到了3G技术、数字化摄像技术以及人工智能化技术，推动了我国地形测量以及测绘技术的快速发展。个别的地形环境不能由人工操作进行测量，因此，要应用测量机器人完成测量。鉴于此，本文对测量机器人在地形测量和测绘中的具体应用进行系统探究。

2地形测量以及测绘自动化相关概述

2.1地形测量。地形测量是完成测绘地形图以及测绘工作的基础，通过地形测量可以提供出比例不同的地形图，进而满足城镇建设、路、桥、隧以及其他建筑的建设需求。地形测量主要有以下2种类型：（1）控制测量，主要是测量平面以及高度控制点，为测绘地形图的完成提供具体依据。利用平板仪进行控制测量可分为首级以及图根控制测量。首级控制测量是指将地面的控制点作为基础，利用三角或者导线测量法测量精度高以及分布均匀的控制点[1]。图根控制法是指应用三角高度进行测量。（2）碎步测量法，是指测量地形的作业，地形的特征被称为碎步点，经常采用极坐标法对碎步点的位置进行测定，而采用视距测量的方法对碎步点高程进行测定，该方法中应用的主要仪器有：平板仪、小平板仪以及经纬仪，进行地形测量之前，将图纸固定在测量板上，标出坐标网格，检验确认点的位置之后进行测量。2.2测绘自动化。测绘技术是对地球的局部状态进行研究，对目标范围的大地表面起伏状态、点、高程、平面位置以及地表特征进行测定，对测定出的相关数据进行归纳处理，使其按照一定的比例进行缩小，然后呈现在图纸上。以此来体现地形的特点，为我国建设提供相关的地形资料[2]。测绘的类型主要包括：地形测量、控制测量、施工测量以及竣工测量。测绘自动化技术将数据的采集、整理、传递、呈现等集于一体。伴随着我国计算机科学技术的迅速发展，我国的测定仪器智能化、测绘技术自动化也在不断地进行技术革新，当前，3G技术和集成技术在测绘自动化技术中处于领先地位。（1）全球定位系统技术对我国测绘技术的发展具有重要意义。GPS技术主要由3部分组成:地面部分、测量定位部分和空中部分，三者之间进行协调配合工作，该技术在地形测绘中的应用特点主要有：定位的精确度较高、观测的时间较短，可以充分地节省时间成本。（2）地理信息系统是通过系统测量确定大地上附属物体的位置、数量以及质量，给土地方面的相关建设提供有效保障。但是，目前由于科学技术的进步以及一些测绘工作地点不便于进行人工测量，于是测量机器人应运而生，解决了地形测量中以及测绘自动化中的难题，促进了我国地形测绘技术的发展。

3测量机器人

测量机器人是可以代替人类进行自动搜索、辨别、跟踪并获取准确角度、距离、坐标以及图像等数据信息的智能化电子仪器，其应用影响传感器以及其他相关传感器对地形测量中的目标进行精准识别，并且快速地做出分析以及判断，可以完成自我控制，自动对地形信息进行拍摄、数据读取等智能化操作，可以完美地取代人工操作。目前的测量机器人主要有3大类：（1）应用被动式的三角或者极坐标方法对地形进行测量，就是指在被测的物体上设置相应的标志，应用反射棱镜进行测量；（2）采取主动式的三角测量法，将结构光作为照准的标志，其是由发电机、计算机以及传感器中的电子经纬仪构成的，利用角度交会的方法来确定精准坐标；（3）单独目标测量，根据地面物体的主要特征，利用影像处理进行自动识别，找到准确的目标点，利用空间交会原理进行三维坐标获取。测量机器人应用马达照准部以及望远镜的转动，进行自动识别以及照准棱镜进行测量[3]。其测量的主要原理是仪器向目标位置发出激光信号，由棱镜反射回来，被仪器中的传感器接收，然后计算出反射光的中心位置，进而得出改正的具体数据，而后开启马达，使测量机器人面向棱镜，精确地照准目标。

4测量机器人在地形测量以及测绘自动化中的应用

4.1测量机器人在地形测量中的具体应用。在具体的地形测量工作当中，GPS、计算机以及测量仪器受地理环境等因素的限制很难统一实施，主要是由于有的特殊地理环境（如高山）挡住了GPS信号，使GPS接受仪器无法正常工作。目前，测量机器人的应用可以解决这个难题，利用新的测量系统可以自动采集到测量点信息，并且将其记录下来，在综合测量软件采集到地形深度等相关数据时，测量机器人也可以自动获取与之契合的平面坐标，而后把这2种数据有效地整合在一起，进而得出准确完整的三维坐标数据，有效完成地形的测量工作，进而提升地面等相关建设的质量以及效率，促进测绘技术的快速发展。4.2测量机器人应用的具体流程以及注意事项。测量机器人应用的具体流程：（1）在测量之前进行完善的准备，将控制点引入测量的区域之内，选择最好的设站点，将反射棱镜安装在测量仪器的上方，使反射棱镜处于测量设备的顶端，否则可能会出现遮挡棱镜造成测量数据终端的状况；（2）按照一体化的基本模式进行具体测量操作，把测深的仪器、GPS系统以及计算机连接在一起，开启测量的软件，设置测量仪器的参数，保证各项测量设备的正常运行；（3）将全站仪架好，开启相关的测量软件，在菜单中选择新建任务，进行相关的测站设置，照准目标以及反射棱镜，打开锁定的开关，进入地形菜单，设置起始点以及采样的时间间隔，启动开始键，使测量机器人开始自动测量状态。另外，在地形测量以及自动化测绘的过程中，要保证测量软件的点号以及测量机器人的点号一致，基站工作人员要严格地关注监视器，在该过程中可能会受到外界因素的干扰，出现掉点的现象，这时要做好点号的记录工作，假如干扰的效果过强，需要暂时结束测量，等待干扰消除，再重新进行地形测量工作。

5结语

在地形测量以及测绘的过程中应用测量机器人，可以有效地提高测量精度，提升土地等相关建设的质量。另外，测量机器人与GPS等协调进行测量，可以减少人力资源，快速完成地形测量以及测绘工作，进而使我国的地形测量以及测绘等技术得到快速发展。

【参考文献】

【1】李胜.测量机器人地表位移监测系统在露天矿边坡监测中的应用[J].工程建设与设计,2018,15(10):24-25.

【2】郝显生,白银彦.试析地形测量中新型测绘自动化技术的运用[J].科技资讯,2017,35(16):16-38.

【3】陈满.地形测量与测绘技术自动化技术之间的关系研究[J].科技与企业,2016,23(12):17-27.

作者:真济光 张宝 瞿世华 单位:中国建筑第七工程局有限公司