浅谈3S技术在工程测量中的应用及发展前景

来源：职称驿站所属分类：电子技术论文
发布时间：2013-01-30浏览：75次

　　摘要：3S技术掀开了测绘测量史上的新篇章，拓展了工程测量的手段与方法，逐步走向测量数据采集、处理的自动化、高效化道路。本文主要探讨3S在工程测量方面的应用，以及在应用中可能出现的问题，笔者从实用角度提出了相关建议并展望3S技术未来的发展。

　　关键词：3S技术,测绘,应用,创新

　　前言

　　“3S”技术指的是全球卫星定位系统(GPS)、卫星遥感(RS)、和地理信息系统(GIS))，它开辟了测绘技术的新大陆，成为现代测绘的重要技术手段。其优点是提高了测绘作业的效率，增加了测绘的精准度，创造了新的测绘作业概念与模式，为测绘领域注入了鲜活的技术含量。

　　一、3S技术概况

　　3S技术是全球定位系统(GPS)、卫星遥感(RS)、地理信息系统(GIS)的统称。这些测绘技术起到迅速、精准的定位空间实体的作用，并对于获取的空间实体相关信息进行宏观分析，进而得到有效的测绘信息，为测绘工作的展开奠定了基础。

　　GPS技术使测绘领域的定位技术发生了革命性的变革，GPS以高效率、高精准的三维坐标定位技术逐渐代替了传统以来的测角、测水准、测距等为主体的常规地面定位技术，能够快速、准确的为多个用户同时提供瞬时的全球任意一点三维测速。其应用领域已经突破了工程测量学，在航空摄影测量、城市测量、大地测量等测绘领域也大有作为，对于这些领域的常规光学和电子仪器也造成冲击。

　　卫星遥感(RS)技术的特点是，不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其空间分布、动态变化等特征的技术。目前，遥感卫星的数量和种类已经逐步升级，逐渐形成了立体、周密、多层次、多方位的全天候对地观测网，轻而易举获取测定目标相关资料。

　　地理信息系统(GIS)技术的特点是，把空间数据作为研究的对象，在利用各种地理图形的基础上，用计算机对空间数据进行录入、编辑、存储等操作的综合分析技术系统。现在高分辨率的小型商业卫星正是利用这种技术进行的立体制图，已经取得了良好的应用效果。

　　二、3S技术在工程测量中的应用

　　(一)GPS技术在工程测量中的应用

　　在工程测量中，利用GPS对点位选择范围广、作业效率高、精准度高、布网方便的特点建立工程控制网，能够避免测量长距离时的误差过大等缺点，保持了数据的可靠性和连贯性。如果遭遇通视困难、地形复杂等情况，GPS在测量工程项目时候自动接收观测的数据，

　　在保证卫星接收到的数据和已知的数据精确的情况下，GPS系统很迅速得出三维坐标，为工程测量提供参考依据。另外一个主要应用是变形监测，利用GPS进行水平位移观测可获得小于士2mm精度位移矢量，高程测量可获得不大于士10mm精度。举世瞩目的三峡工程在测量上也运用采两个精准基准点的变形监测来完成测量项目的方法。

　　在工程测量中应用GPS技术在上的也存在问题。首先是操作人员的素质良莠不齐，有的在测量中分析卫星信号只凭借比率、参考变量、方差RMS这三个参数，忽视残差图的分析;有的技术人员为简单行事，选择的起算点过少;再就是采用的有些仪器不能进行二维网联合平差和“一点加一方向”平差运算，不能满足缺少高精度控制点的情况下既最大限度地与设计吻合，平差结果不周密。

　　(二)遥感技术(RS)在工程测量中的应用

　　在工程测量中，制图起着重要的作用，遥感技术可以全面覆盖需要测量工程的各个角落，任何测量区域的数据资料不会遗漏。利用这种技术能够有效满足制图的精度及比例尺的要求，另外一点是摆脱了常规的户外制图方式，用计算机进行直接自动的数据处理，免去了图像扫描数字化的输入过程，并且能够按照测量需要的不同的比例尺要求来进行制图的编辑，得到全面的数字制图。

　　遥感技术的使用会遇到的问题是在卫星信号选择与接收上，要精准定位卫星的方位和信号频段;处理好制图时候的准确度和技术精度的把握，只有这样得到的制图才会更为精准。

　　(三)地理信息系统(GIS)的应用

　　地理信息系统(GIS)，是地理信息发展与交通等方面的研究相互融合的产物。作为对空间地理分布有关的数据进行采集处理管理分析的计算机技术系统其发展和应用对测绘科学的发展意义重大，是测绘新技术的重大发展。在我们所知的诸如三峡工程、西气东输、南水北调工程、青藏铁路等工程测量中，就是综合利用了此技术进行大规模、长距离的测量，为工程项目的顺利完成奠定了数据基础。

　　三、3S技术在工程测量应用中的完善与展望

　　(一)更好应用GPS技术

　　首先，提高选择仪器的知识，不仅参看厂家更要注意现代测量需要的功能，还要注意与现在存有仪器的配备使用是否匹配，这样有利于提高测量精准度。其次，加强操作人员技术的训练，使其掌握科学的使用方法。科学的方法主要包括拟定观测程序，编制GPS卫星的可见性预报图，并且能够以此来定位观测区域的方法的归纳与总结，不断完善知识结构体系，从而掌握设计GPS网与地面的联测方案。

　　(二)更好应用遥感技术(RS)

　　加大遥感技术的推行力度，不仅精通测量中此项技术的使用还要将相关渗透学科吃透，例如地址构造学相关方面，这对于测量成图有很要的意义。利用遥感图像进行地质构造分析，常能发现地面常规工作不能发现的地质构造。为工程测量的准确度提供保证，更有利于工程项目的施工和规划，也能够更好论证测量的结果。

　　(三)更好应用地理信息系统(GIS)

　　目前这项技术现在被升级为数字地球的概念，在工程测量使用的过程中主要熟知GIS集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程。将数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术融合在一起使用，形成科学的管理化标准。目前国家测绘地理信息局人事司举办公务员管理信息系统建设培训班是将这些知识体系化的范例，具有很好的借鉴意义。

　　四、展望3S技术在测量中集成应用

　　伴随着测绘新技术的不断进步，现代工程测量所使用的3S技术不断的融合，集成为三者之间相互配合的技术，这是测量发展的一个趋势。GIS与RS的集成与应用于变化监测和实时更新，RS具有实时、快速、动态获取大范围地表信息的能力，随着GPS的定位误差越来越小，GIS的空间分析功能越来越完善。这样在工程测量中能够充分利用GIS 中的电子地图和GPS 接收机的实时差分定位技术，用以以组成 GPS+GIS 的各种自动电子导航系统进行测量。总之，3S技术现代新型的测量方法，相互之间取长补短，功能强大，在工程测量中发挥了巨大的作用。

　　结语

　　当今数字地球时代，3S技术不仅在工程测量领域大显身手，压在其他领域发挥了不可忽视的作用。它促进了测量手段和方法的革命，具有里程碑意义;并且有利的促进了学科之间的融合和纵深发展。

　　研究的趋势是定量化，数字化，可视化，成为未来数字中国建设不可缺少的技术基础。3S 等技术应用于国家建设也是时代需求的必然结果，代表了信息化的未来趋势。

　　参考文献：

　　[1]梁明亮，宋宪华.GPS电子地图的建立及GPS定位技术的应用[J].郑州铁路职业技术学院学报，2010.

　　[2] 罗海波，浅析测绘新技术(3S)的发展及应用，2010年26期.

　　[3] 姚龙龙，王淳，3S技术在市政测绘中的集成应用研究，2011年27期.

《浅谈3S技术在工程测量中的应用及发展前景》

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