时间:2023-09-04 16:55:46
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数字化技术的优点,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
论文关键词:变电站;变电站数字化;通信网络
为了提高电力系统的自动化水平和可靠性,提高电网企业的经济效益和管理水平,我国电力企业积极进行变电站的数字化。随着国家标准的不断完善以及智能断路器、非常规互感器和网络技术的发展,数字化将是未来变电站自动化发展的必然趋势。
一、数字化变电站的特点
随着数字化技术的出现和应用,数字化变电站的概念也被提出。数字化变电站可以实现信息的整体和统一处理,同时具备变电站内ied之间、控制中心和变电站之间协同互动运行的能力。一般情况下,数字化变电站具备以下几个技术特点。
1.层次化
由于所具备的功能差异,变电站的结构逻辑可分成间隔层、过程层以及变电站层。间隔层的作用是通过本间隔的数据作用于自身间隔的一次设备。所有与一次设备接口功能的实现是通过过程层完成的。利用全站的数据,变电站层可以对全站的一次设备进行监视以及控制,同时可以实现与远方控制中心进行交换数据。
2.一次设备的智能化
可编程(plc)控制器可以替换变电站二次回路中的继电器及其配套的逻辑回路,光电数字和光纤将会代替变电站目前普通的模拟信号和控制线路被。
3.二次设备的网络化
变电站的二次设备不设功能装置重复的输入/输出接口,通过网络可以真正实现数据共享、资源共享,普通的功能装置也会演变成逻辑的功能模块。
4.运行管理实现自动化
日常运行、维护、数据记录可以实现无纸化办公和自动化的信息分流交换;变电站发生故障时,及时提出故障原因和维修意见;系统可以自动发出变电站设备状态检修报告。
二、数字化变电站中的关键技术
由于用户对供电质量、可靠性要求以及电压等级和电网容量的不断提高,电力电子、传感器、网络通信和信号处理等技术日渐成熟,所以变电站一次设备智能化、自动化成为发展的必然趋势。当前,该技术主要是智能断路器、集成型智能开关以及电子式电流电压互感器等设备的发展和应用。
1.非常规的互感器
随着计算机技术和光电技术日益成熟,非常规互感器在实际生产中得到了广泛的应用。它具有很强的抗电磁干扰能力、绝缘好、可测量频带宽,新型光电/电子式互感器具有现代光电技术的优点以及电光晶体的各种优异特性,在电力行业有着广泛的应用。同时,结合数字信号处理dsp技术和光电技术,未来将呈现出很好的发展势头。
数字化保护和测控设备可以和非常规互感器直接接口,省去了中间环节。它的优点是:能隔离高低压,绝缘性能良好;由于不含铁芯,铁磁谐振和磁饱可以消除;良好的抗电磁干扰性能,低压侧无开路高压危险;测量精度高,动态范围大;频率响应范围大;无易燃、易爆等危险。
由于以上优点,非常规互感器不仅具有可观的经济效益和社会效益,而且能很好地适应电力系统数字化、智能化和网络化发展的需要,提高了电力系统自动化程度并且能够保证其安全可靠的运行。
2.断路器智能技术
为了改变现有断路器的单一空载分闸特性,自动获得实际开断时电气和机械性能上的最佳开断效果,且由于电网运行过程中会经常有各种开断指令,断路器可以执行相应的智能操作——自动调整执行机构和灭弧室工作条件的选择。通过智能断路器的过程层(i/o)通信接口,输入和输出通信数据,而这些通信数据必须符合iec61850标准。或者说根据iec61850提出的标准体系,断路器属于过程层设备,所以控制跳合闸命令的传递以及断路器状态信息传输是通过iec61850标准的通信数据来实现的。
3.集成型智能开关设备
国外一些大的电力设备生产公司已经推出类似产品,瑞士abb公司推出的接插式开关系统pass是最具代表性的。它是abb公司在生产气体绝缘组合电器gls和空气绝缘开关设备als的基础上研发的一种新型电器设备,而该款产品具备了gls的优点。从20世纪末应用至今,已在美国、加拿大、英国、瑞典等变电站使用并且用户反应良好。可以说,集成型智能开关设备是电力系统将来一次电气设备的发展方向,它的主要优点是结构紧凑、安装方便、接线简化、占地面积小、自动化程度高、可靠性高和日常维护简单。
三、数字化变电站通信网络结构
建设数字化变电站的基础之一就是从逻辑概念和物理概念上,将通信体系分为三个层次,即间隔层、变电站层以及过程层,并且制定了各层通信接口之间的通信标准。而另一个前提就是制定的iec61850标准,该标准的制定,有利于实现电力自动化系统的三个功能,即控制、监视和继电保护功能。
由于没有规定通信拓扑,并且对设备之间的通信接口没有任何标准,所以各个厂家只是根据客户需求自行设计和定义物理通信链路上的通信接口,上述的三个层次仅是抽象的概念。由于iec6185o使用以太网作为基本通信技术,并没有限制实际的网络形式,所以,随着网络技术的进步,同一个网络完全可以融合变电站总线和过程总线。这样的通信系统既有利于变电站与控制中心构成统一的无缝通信网络,而且可以同时实现变电站内的无缝连接。
变电站层有两种功能。变电站层功能是指sas到各个接口的功能,即到本地站操作员人机接口、远方控制中心遥控接口或远程监视维护工程远方监视接口的功能。另外一个功能是指利用多个变电站或间隔的数据,而且作用到整个站的一次设备或多个间隔。
间隔层是利用分析某个间隔数据,然后可以实现控制该层一次设备的目的。该功能是与任何类型的i/o或智能传感器和执行器通信,即通过一定的逻辑接口在间隔层内通信或与过程层通信。
过程层功能是连接到过程的全部功能。
四、数字化变电站对变电站的影响
1.对二次系统应用的影响
由于现代数字技术的发展以及相关标准的制定,变电站数字化技术得以迅速发展应用。在电气量采集的环节、ied设备数据传输交换方式、变电站信息冗余性、变电站二次系统运行安全性、可靠性等,都将由于变电站数字化技术的应用产生巨大的影响。
2.对变电站整体建设方案的影响
当今,由于土地价格昂贵,缩小变电站的占地面积将是目前变电站建设急需考虑的问题。由于电子式互感器的体积小,方便安装,与其他高压设备集成方便,所以能减少变电站的占地面积。实现数字化的变电站基本上没有电缆,采用光纤通信,造价低,重量轻。可以取消变电站内大部分电缆井和电缆层,建设变电站的成本也可大大减少。
3.数字化变电站对设备调试的影响
数字化变电站不仅可以提高二次系统安全性,而且可以大大简化二次系统的调试;电压互感器的极性由安装位置决定,所以现场不需要校验;绝缘电阻不需要测试;电子式互感器还可以确保使用数据正确,这是由于该设备传输的数据都有标记,方便识别;除此之外,由于一二次回路接线不需要查线,原来的查线工作大大减少,减轻运行维护人员的工作量;由于绝缘的系统的光纤信号传输回路,所以没有接地,减少了变电站检查接地的工作量。
五、数字化变电站未来的发展
电力系统通过sas技术的应用,不仅提高了电网运行的安全性、稳定性,而且还大大减少了系统的维护和检修费用,具有十分明显的经济价值。由于变电站是整个电力系统最基本信息源,所以它也是整个系统中数字化的基础。基于以上原因,数字化变电站应具备以下几项技术优点。
(1)过程层信息系统内部互相调用。在数字化变电站过程层的数据化的信息传输都是通过光纤完成的,所以过程层的信息可以实现系统内部互相调。
(2)数字化变电站通信网络技术有及时性、稳定性以及兼容性等优点。
(3)信息模型化和互操作。作为电力系统的信息源头,数字化变电站不仅要提供尽可能多的信息,而且这些信息应建立在统一的电力系统信息模型的基础之上。作为执行终端,实现各种协同功能是数字化变电站最基本的特征,这要求ied之间能够互操作。为了实现设备之间互相操作,变电站信息的标准化是基础。
(4)检测调试方法的变化。由于数字化变电站中的大多数自动化功能都以数据通信的方式实施,所以通信监测设备显得非常关键,不仅用于检查网络的联通性,而且对通信过程和传输信息进行监视,用来分析自动化功能的实施情况。
(5)广域自动化功能。数字化变电站的通信网络建设需求是互相兼容的,传输的信息有同一个标准同时必须能够相互共享,这样才能达到电网与变电站之间协同配合的目的。
六、总结
由于数字化变电站技术涉及到许多通信网络以及新设备的应用,所以从研发到实际应用将会是比较长期的过程。如iec61850标准体系、智能断路器、电子式互感器、网络通信技术等。由于各种新技术没有经过一定时期的实践检验,所以在现场应用的稳定性需要结合工程实际逐步完善。
【关键词】数字技术 计算机 技术创新
数字技术又名为DT,是与计算机技术相辅相成的一门科学技术,其主要内容是利用外部设备,把需要的内容、监控数据、设备动态信息等通过计算机的处理,变换成自己所要的,或者是再次作用于计算机智能支配机器的手段。在当今的工业电气自动化中,数字化技术凸显了它不可比拟的优点,得到了社会上的认可和肯定。
1 数字化技术在工业上的覆盖率以及优点
1.1 数字化技术在工业电气自动化中的应用
在电气自动化工业中,计算机的应用和数字化技术起到了核心作用,通过数字化技术的使用,一个更可靠、更有效率、更精准的智能化工业电气自动化管理系统已经逐步取代了我国原有的工业电气系统控制管理技术,是一种突破性的进展。数字化技术其使用率是在全球范围内都是相当广泛的,尽管工业电气自动化设备品种和数量众多、操作过程复杂,程序代码与监控需要严格的实验和实践,但是经过人们不断的努力和创新,已经极大的减少了失误概率的发生,也提高发生失误时高效的反应速率。另一方面推进其覆盖率的原因就是,数字化技术以发展十分纯熟的计算机技术为支撑,将数字技术和电气自动化进行有机的融合,不但具有较强的可靠性,较高的效率,而且还减少了对其他设备的依赖, 成熟的Windows逐渐成为一个控制平台,能够将信息生动的反应给使用者,简化了操作过程,有利于错误监控和下达指令,准确性大大提高。现在我国正在大力支持工业电气自动化的发展,在这方面的人才不断增多,又通过与其他国家的相互探讨,数字化技术在工业电气自动化中的应用变得相当普及,而其改革创新速度之快,也是我国数字化技术行业迅速发展的体现。
1.2数字化技术的优点
数字化技术的广泛应用,一定具有比其他系统更加明显的优点。首先数字技术化的系统平台是成熟的,有了这样成熟的“地基”,“上层建筑”的改革和创新就变的相当容易;其次,数字技术能够尽可能地减少工业电气自动化设备使用,减少设备的依赖性,节约成本,增强竞争力,能够让整个系统快速运转,对每一个细节作出精准无误的计算,再加上数字技术和光纤网的有机融合,可以切实的提升自动化的实效特征,减少员工人数的使用,增强企业的整体素质。最后一个方面就是由于数字技术是以虚拟的网络技术为基准,可以通过机器代码的使用,避免了员工的直接接触与监控,减轻了工作环节,可以快速的对突况作出反应,有效的实行间接操作,操作者只需要对相关的计算机代码进行设计,按照各企业的需求编制指令与程序代码即可,数字化技术凭借着其非常高的数据收集和分析的能力,让很多电气自动化程序有着相当高的人工智能性,能够帮助电气工程上的应用有一套高效,规范的标准,保证了工业高质量。以计算机技术和智能化技术为载体在将来,相关的科学技术人员一定能够在虚拟现实处理技术的帮助下,设计出更加实用、更加生动的人机互动界面的新型控制系统,从而突出更多的数字技术的优点,而且通过不断的改革和电气自动化不断的发展也一定会体现出更多独特的优点。
2 工业电气自动化中的数字技术
2.1 数字技术的不足与创新利用
尽管数字技术得到了广泛认可和应用,但是其发展还不是相当健全,一方面是由于其还在初期发展阶段,各方面都不是很成熟,经常会出现一些差错或者不足;另一方面因为各个公司情况不同,与外界合作企业不同,进口或者自创的系统不是相当完善,使用的数字化技术就没有一个统一的标准,不利于各各工业之间的探讨和发展。还有一方面就是这方面的人才比较少,与国外专家探索的少,尽管国家大力支持数字化在电气自动化中的应用,但是由于电气自动化工业的不断壮大和数字技术广泛的应用,凭当今的人才培养速度是不能够满足这样的市场的,这也极大的拖慢了数字化的发展。要想提高其发展速度首先是做好基层建设,就是先完善数字化系统,完善的过程中最热门的便是虚端子技术,虚端子在智能终端和测控装置间的信息交换过程中广泛使用,虚端子可以对全站线路,母线,开关和主变进行控制,以更好实现装置之间的通信,进一步强化对程序代码的控制,通过程序代码可以向电气设备下达相关指令,从未进行远程监控和指挥;在创新方面除了技术以外,应该注重理论创新和人才培育,因为即便我们再努力创新,没有人才还是不能取得好的成果,而人才创新却是一直被忽略的一项;再者还可以从系统进行创新,我国不少企业为了实现MES系统与ERP系统之间均采用TCP/PI协议进行通信,实现了计算机与自动化管理系统之间的良好融合,使自动化控制功能大大加强。
2.2 数字技术在电气自动化中应用的未来走向
工业市场的不断扩张和电子计算机技术的不断创新,数字技术将电气工业化有着更多的交集和依赖,从我们初期到现在,数字技术一直凭借着自身的优点,带动着整个电气自动化企业的快速发展,不断的提高企业竞争力的同时,也再不断的完善数字技术本身的缺点,促进了很多次飞跃的改革,有着无法阻挡的发展速度。从整个电气自动化产业的初期创建和发展到现在的具体应用实践,我们都可以看到数字化技术在未来工业上的需求,每一位专家都预测,未来的工业电气自动化中的数字化技术,一定会得到不断的发展完善,并成为计算机在工业应用中最大宝藏。作为信息化的一种,数字化已经作为一种比较新的处理方式来逐步建立一个新的处理方式,并将它综合起来,运用到电气工程中。更具综合性、系统性、准确性,数字技术的信息化处理系统必须实现操作的自动程序化,实现信息处理与网络技术的全面结合,实现内外部网络的协调统一,让工业电气自动化管理的系统指示和系统处理更加科学、精确及合理,实现真正意义上的工业电气自动化管理。同时不断的发现问题、分析问题、解决问题,不断探讨进行科学的创新,让数字化技术成为一个完美的系统注入到工业发展的血液当中,不断提高工业电气自动化水平,为完善我国工业电气自动化体系作出贡献。
3 结尾
数字化技术在电气自动化中的应用一定会越来越广泛,伴随我国工业的进一步发展,越来越多的电气自动化系统中都会采取数字化技术,这一方面的探讨和创新会受到更多相关人士的关注,也一定会得到国家的大力支持。可靠、稳定、高价值的数字化技术一定可以带动整个工业电气自动化的发展,起到不可磨灭的,持续有利的作用。
参考文献
[1]李东娟.探研我国工业电气自动化的重要性和发展趋势[J].中国新技术新产品,2013(6):119.
[2]于泉海.工业电气自动化中数字技术的应用创新[J].中国新技术新产品,2012(09).
[3]孙旭彬,李峥.解析数字技术在工业电气自动化中的应用与创新[J].黑龙江科技信息,2012(36).
【关键词】数字化测绘;水利测量;误差可控;准确可靠;方便快捷;技术先进;综合效益
1引言
在传统的测量技术形式中,主要包括了水利和交通以及建筑等方面的测量。随着计算机网络技术的不断发展,以及相关智能测量仪器的出现,使得水利工程建设的测量技术在向着数字化的方向前进。数字化的测绘技术和仪器已经在我国工程测量领域取得了广泛的应用。研究结果表明:目前数字化测绘科学技术已经取得了很大的发展成果,其中以通信网络、地理信息技术和全球定位系统为核心的数字测量技术已经得到了较为广泛的应用。在日常水利测量的过程中,数字化测量技术因其具有较小的设备体积,重量比较轻,定位精度相对于传统测量技术具有较高的测量精度,从而给现代水利测量技术带来了很大的便利。
2数字化测绘技术的特征分析
首先是高效性。数字测绘不仅将工程勘测设计形成一体化,而且也能将数据进行更新、自动化以及采集等。目前,数字测绘已经属于 GIS 数据采集中的方法之一,相对比传统的经纬仪配合平板的测图手段,数字化测量具有更高的效率,即在通视良好的前提下,利用建站点作为圆心,并通过采用全站仪进行测量,一站测量的地形图的范围最低是可达1km;不但如此,采用数字化测绘,还能够将成图的周期进行大幅度的减少,即在通常状态下,传统的经纬测绘方法,通过白纸测图的手段进行测量地形,在 1天 时间内可测量 200个左右的地形点,然而采用数字化测图的技术,1天时间内可测量高达 400 个地形点,正好于传统的测绘手段的 2 倍。其次是精确性。所谓的数字化测绘,是指把相关的地貌以及地物进行采集之后,并将其信息以数字进行呈现,同时经过数据接口,将其数字信息输入计算机内,并通过计算机进行有效处理后,从而获取具有丰富内容的电子地图。然而,数字测绘具有相当高的点位精度,据相关实践显示,采用数字化测图,测出的点位精度可符合相关的《水利水电工程测量规范》中的精度指标,该指标是点位误差
3工程测量中的现代测试技术
3.1 工程测量中的地图数字化技术
现代化的数字测量技术在水利工程测量的过程中发挥着比较重要的作用,可以解决传统测量所不能解决的问题,从而使得数字测量在水利测量过程中变的相对容易进行。在传统的数字测量过程中,由于缺乏一定的科学技术,对于那些比例尺较大的地图,就很难顺利地完成输入工作。随着地图数字化这种技术的出现,在运用扫描矢量仪器以及手扶式数字跟踪化的基础上,就可以实现对大比例尺的水利测量地图进行输入。其中大部分的扫描器可以对地图中所呈现的信息实现数字化处理,数字化的信息处理具有高效率和便利性以及精确性等优点。目前建立GIS数据系统是对图像进行数字化信息处理的关键过程。在确保水利测量工作的前提下,要尽可能的加快数字化测量仪器工作的处理速度。
3.2 水利测量工程中的数字化成图手段
水利工程是测量工程中比较重要的内容,也是测量过程中比较传统的内容之一。但是水利测量大多数是一种野外的测量工作。野外的水利测量工作是一项比较艰辛和复杂的工作,野外水利工程的测量周期比较长,传统的测量技术并不能够满足实际测量的需求。随着数字化成图手段的出现,一方面可以最大程度的提高水利测量地图的工程质量,同时还能够保证较高的测量精度。此外数字化的成图手段可以大幅度的降低水利工程测量人员的工作强度,使得野外测绘变成更为简单和容易的工作。目前在水利测量过程中,数字化成图技术主要包括两种成图模式,即电子平板模式以及内外一体化业务模式,这两个模式比较起来,前者的操作精度较高,操作也相对简单,所以受到了广泛的欢迎。
3.3 现代数字化测绘技术的优点分析
与相对传统的手工作业绘图相比,现代化的数字测绘技术具有以下几个方面的优点:
1) 与传统的手工绘图相比,现代数字化的成图在测量精度方面远远要高的很多,数字化成图系统在进行对外作业的数据采集时,可以选择全站仪进行现场的全面测量,并形成自动的坐标进行存储。在对测量数据进行处理时,可以很好的保持测量作业的精度,减少人为因素所出现的误差;另外一方面,展点绘图是在传统测量工作中必须要进行的野外测量工序,在大幅度的减少野外测量的工作量的同时,还能缩短测量人员的野外测量时间,不断的提高测量作业的效率。
2) 在水利测量的过程中,现代化数字测量技术的应用可以对各种要素实施数据的加工和处理,形成不同用途的绘图作业产品,从而满足不同用户的追求。
3) 通过现代多媒体技术的广泛应用,将测绘的地图相貌以及形象,都能够比较完整的展现出来,使得测量工程人员能够一目了然,同时所取得的测量结果比较有直观性。
4数字化测绘技术在工程测量中的应用
4.1 原图数字化技术的应用
原图数字化技术在使用的过程中,只要对当前的数字地形图进行软件化的处理和运用,添加扫描仪以及计算机、绘图仪和相关数字化软件相互配合的情况下,就可以比较顺利的实现操作,同时还可以在较短的时间内取得比较精确的数字化测量成果。在数字化测量所得到的图像中,结果图的精度一般与原图的精度有着比较密切的关系。由于在水利测量的过程中会存在着各种各样的测量误差,所以在通常情况下,数字化测量所得到的水利图对比于原图而言,其精度较差。另外一个方面,数字化测量图仅是对白纸成图时各种地貌和物体的反映,缺乏一定的现势性。为了使得这种方法能够取得充分的利用,通常可以采取补测和修测等方法来进行,从而使得原图的精度得到了一定程度的修改。
4.2 地面数字测图技术的应用
在很多水利工程的测量过程中,尤其是对于某些地区的大比例尺地图还是比较缺乏的,这个时候就可以采用地面数字化测量技术。这种地面数字测量技术主要特征就是可以实现从内到外的一体化操作,所以该技术在我国的很多工程测量单位都得到了广泛的应用。目前数字化的地面测量技术具有精度较高的特点,只需要添加一些辅助设备就可以进行高精度的测量工作。另外在地理信息的相关科学中,空间数据基础的建设和完善也发挥着比较重要的作用。所以笔者认为为了实现我国现代化测量技术的快速发展,一方面,须加大数字化测量技术在实际水利测量工程的研究与运用,对我国的传统的测绘技术进行数字化的改造;另外一方面,要尽可能的降低由于人为因素的出现,使得测量过程中出现的错误率明显的降低。
5结束语
总之,数字化测量技术在水利工程测量技术中有着比较广泛的应用,是目前比较常用的测量方法,具有传统测量技术不可比拟的优点。现代数字测量技术可以实现测量过程中对各个数据要素的处理和加工,形成不同用途的水利工程测量图,在提高产品测量精度的同时,满足用户的不同需求。所以在各个水利测量工程中,数字化测量技术都得到了广泛的应用。水利测量工作者要不断顺应时代的发展,不断的更新知识和思维,进行现代化的数字测量工作。
参考文献:
[1] 曹黎明. 数字化工具在水利工程勘测设计和施工中的应用[J]. 农业科技与信息. 2010(20)
关键词:工程测量;数字化;测绘技术;优点;应用
Abstract: With the progress of science and technology, the rapid development of digital mapping technology, play a very important role in the engineering measurement, and guarantee the smooth engineering measurement. Application of a brief analysis of China's digital mapping technology practice, carries on the detailed analysis of engineering survey of the modern digital mapping technology, summarizes the technical advantages, discusses its application in engineering measurement process.
Keywords: Engineering survey; digital mapping technology; application; advantages
中图分类号:[P258]文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1.前言
随着社会经济的迅猛发展,全球定位技术(GPS) 、地理信息技术(GIS)、遥感技术(RS)及数字化技术等各种新兴的技术得以蓬勃且迅速发展,而且在各相关领域尤其是工程测量领域中得到了十分广泛的应用。历经多年的发展,当前我国的测绘科学技术已取得了较好的成绩,正处于逐步构建数字化的测绘技术体系阶段,以网络通信、全球定位系统、地理信息技术、遥感技术为中心,大大提高了我国测绘科学技术整体的水平。数字化的测绘技术是一种新型技术,其产生和发展与测量仪器智能化、网络和计算机技术发展有着紧密的联系。目前,随着数字化的测绘技术日益广泛的应用于我国的工程测量过程中,工程测量服务的领域逐渐扩展,并逐步向测量数据的采集实时化,处理实时化、自动化以及数字化的方向发展,工程测量正在步入数字化的时代。
2.工程测量过程中的数字化测绘技术
现代数字化的测绘技术在工程测量过程中发挥着着不可替代的作用,它可以使传统的工程测量过程无法解决的诸多问题得到很好的解决,使工程测量进入全新的发展阶段。工程测量过程中,运用到的数字化测绘技术主要包括地图数字化的技术和数字化成图的手段。
2.1地图数字化的技术在工程测量中的应用
由于以前的工程测量过程缺乏必要的科学技术,很难在比例尺偏大的地图绘制时完成输入。地图数字化技术的产生与发展顺利解决了大比例尺地图输入困难的问题:利用矢量化的扫描仪器及数字化的手扶式跟踪仪可以完成大比例尺地图的输入。大部分扫描仪器能够数字化的处理地图中呈现出来的相关信息,而且数字化处理具备准确、便捷以及高效等特点。目前,对地图信息进行数字化处理是设立GIS系统最主要工作之一,且所需时间相对较多,因此工程测量的相关部门必须要采取有效措施,在保证工作质量的前提条件下,尽一切可能加快数字化处理工作的进度。
2.2数字化成图的手段在工程测量中的应用
测绘工作是工程测量的重要内容之一,同时是工程测量的传统工作之一,但是涉及到大比例尺地图及工程图就必须进行野外的测量工作。野外测绘是一项复杂且相当艰辛的工作,因为其周期比较长,常常不能满足客户的需求。数字化成图手段的出现,恰恰解决了野外测绘中的难题。数字化成图手段的运用能够极大程度上提高地图的质量,保证地图有较高的精度。同时,数字化成图手段的运用在简化工作流程方面发挥着非常重要的作用,它使测绘工作变得简单易做。此外,数字化成图手段的运用能够最大限度减少相关测量人员劳动的强度,对存储测量数据有着非凡的意义。目前,数字化的成图技术主要包含两种模式:内外业一体化模式及电子平板模式。其中,内外业一体化是较常用的模式,它能够借助电子手簿和全站仪等相应设备进行成图,精度高且操作简单,因此更受欢迎。
3.数字化测绘技术的优点
相对于传统的手工绘图而言,现代的数字化测绘技术具有无可比拟的优点,主要表现为如下几方面:
3.1现代的数字化测绘技术成图精度很高,数字化的成图系统在进行外业数据的采集时,可选择全站仪的现场自动采集地形地物点的三维坐标,且自动加以存储;在进行内业数据的处理时,能够很好的保持外业的测量精度,减少甚至避免人为误差的出现。同时,通过现代的数字化测绘技术实施外业工作的过程中,可以省略读数、计算及展点绘图等诸多传统的手工绘图时必须进行的外业工作步骤,从而大大降低相关作业人员的工作量,缩短外业的工作时间,提高外业的工作效率,大幅度降低生产的成本,最终达到提高经济效益的目的。
3.2借助多媒体技术,可以利用计算机屏幕把测绘对象的要素形象及外貌特点呈现出来。其结果清晰明了,能够很大程度上改善和弥补传统测绘方法二维系统的不足,具有很强的直观性。
3.3借助于数字化的测绘成果,用户可以在计算机上进行各种设计与规划,包括对城市道路网络进行设计与规划,对土地资源进行统一管理等。通过分析和对比不同的设计方案,得到更为精确的要素统计及汇总结果。计算机技术的运用提高了数字化测绘工作的自动化水平,并且,通过标准化、规范化的工作流程,应用数字化测绘产品的水平将能够开创全新的高度。
3.4在产品的使用和维护方面,现代数字化测绘技术的地图产品操作效率较高,且在产品信息的现势性方面具有一定优势:它可以及时对信息进行修正,且及时的提供修正后的地图产品。
3.5为满足不同客户的要求,采用数字化技术的测绘产品可以借助图形处理的技术,对其产品的各要素数据进行再分析,并输出满足不同要求的图文产品。
3.6利用数字化的测绘技术能够更好地存放数字化的测绘产品,便于测绘产品的保管,且有利于测绘产品的运输,减少甚至避免进行重复测绘,进而避免测绘图纸的浪费,加强地形图在工程中的实用性,增加用户数量,最终达到提高经济效益的目的。
此外,在其他方面数字化测绘技术也显示出了其无可比拟的优越性,它符合社会信息化的要求,代表着测绘未来的主要发展方向。在不久的将来,利用数字化的测绘技术进行工程测量作业终究会全面取代传统的测绘技术在其中的应用。
4.数字化测绘技术在工程测量中的应用
数字的化测绘技术在工程测量中得到了广泛的应用,且正在逐步成为工程测量中不可替代的关键技术之一。数字化测绘技术在工程测量中的应用主要表现在工程测图内容和数字地球两方面。
工程测量的作业流程见下图:
4.1工程测图内容方面
数字化的测绘技术在工程测图内容上的应用主要包括对测量的原图进行数字化和进行地面数字测图。
4.1.1 对原图实施数字化
如果测量工程对数字地形图要求不高,而且工程经费有限时,可以采取这种方式。对原图进行数字化可以最大限度发挥现有地形图的价值,借助计算机的一级扫描和输入设备以及数字化软件,作业人员可以在很短的时间内获得所需要的数字化地图。此方式主要包含扫描的矢量化与手扶跟踪数字化两种工作方式。相比之下,扫描矢量化的测量精度较高,工作效率也相应得以提高。但相对原图而言,用扫描矢量化方法得到的数字图其精度稍低,主要是因为处理的过程存在误差。此外,该方式只能呈现成图时地表各地物的基本样貌,适时性比较弱。因此该方式常作为应急性的测量措施应用于工程中。若条件允许,为充分利用本方式获得的数字地图,通常借助于补测、修测等方法,把实测的信息与扫描所得数图结合起来,利用实测的地物信息修正原图中的信息,从而达到提高原图精度的目的。这样,伴随着不断对地图信息进行调整,实测的地图坐标便能得到不断的修正,从而逐渐提高地图精度。
4.1.2 地面数字测图
如果工程测量的精度要求比较高,且没有符合要求的大比例尺地图,可以考虑地面数字测图方法,该方式是一种典型的内外业一体化数字测图法,也是在工程测量过程中应用最广泛的一种作业方式。用该方法获取的数字地图其测量精度较高,利用合适的测量手段,能够把重要的地物及其邻近的控制点精度控制在5 厘米的范围内。
4.2数字地球方面
简言之,数字地球就是把经济和社会发展方方面面的信息,加载于一个统一的地理坐标框架中按数字的形式存贮于计算机,任何机构或个人均可通过网络通讯技术,足不出户便获取所需的信息做到,正所谓“秀才不出门,全知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程,技术复杂,涉及部门多,没有任何一个部门或团体能单独承担, 它需要地球科学、信息科学、空间技术和众多应用部门的配合。数字地球以计算机作为载体,构建统一的地理坐标体系,然后在相应位置存储对应的社会信息,用户借助通信网络便能访问上述的数据,获得所需要的信息。相对传统测绘工程而言,数字地球是综合性比较高的一项系统工程,牵涉诸多技术和部门,且需要各部门的配合、协调。作为一门基础性的技术,测绘技术在空间科学中有着重要的作用,获取并处理空间的基础信息是测绘工程的基本内容。测绘部门是数字地球的起点,担负着尤其重要的使命。工程测量中,测绘工作者利用计算机和网络技术获得空间信息,然后进一步处理这些空间信息,使其形成内容完整、形式多样的信息源;客户便可以通过信息高速公路获得所需要的信息。
5.结束语
数字化的测绘技术已经在工程测量的实践中得到了广泛的应用,与传统的测绘技术相比,其具有高实用性、高精度的特点。随着数字化的测绘技术不断进行革新,未来工程测量技术的发展仍有赖于相关工作人员的不断创新。
参考文献:
[1]沈家涛.现代测绘技术在工程测量中的应用及改进建议.中国高新技术企业.2011(28).
[2]李木子.浅析数字化测绘技术及其在工程测量中的应用.中小企业管理与科技(下旬刊),2010(8).
关键词:档案管理;缩微影像技术;数字影像技术
计算机和网络时代的来临,无论是在档案的收集、处理、加工上,还是在档案信息的保存、传输上,电子档案都具有传统档案无法比拟的优点,它快捷、方便,易于查找,便于修改等。同时科学技术的发展,使得档案的建设更多的运用了现代化高科技的手段,如缩微影像技术与数字影像技术的区别,使得档案管理进入了一个新的时代。本文以微缩影像技术与数字影像技术为例阐述了现代科学技术在档案现代化管理中的重要作用。
一、缩微影像技术与数字影像技术的区别及融合
缩微影像技术是将原始文件经过编排和整理之后,使用光线照射,在光学摄影的原理下,在感光胶片经过曝光而形成潜影,再利用显影加工使潜影转变为清晰的原件影像,将这些原件进行缩微图像拷贝制成缩微品,最后利用显示、检索、复印还原等手段对缩微品进行妥善管理的技术方法。由于缩微影像技术是将原始信息原封不动地用影像的方式保存在胶片上,所以它属于模拟信息技术,缩微影像的模拟特性可以使缩微品保持原件的本来面貌,反映的信息真实可靠,且不易篡改。与传统的纸质介质存储方式相比,缩微胶片比纸质介质节省空间,而且缩微胶片具有保真性能好的优点。因此,缩微影像的法律效力很强,甚至可以和原件的法律效力相同。
数字影像技术与缩微影像不同,它是将原始的影像信息使用信息化技术在一定的精度下进行数字化,并将数字后的信息输入计算机等存储设备存储起来。数字影像技术获取文件的方式有两种方式,对于自然景物,通常采用数码相机进行拍摄获取,对于一些印刷品,如照片、美术品、文稿等,通常采用扫描仪进行扫描获取。获取的原始文件输入计算机后,使用一些软件进行数字化转换,从而形成数字化文件,并将之存储在光盘、磁盘和硬盘之中。光盘存储技术在档案管理现代化进程中有广阔的应用前景,是一门很有发展前景的即时存储和利用技术。数字化影像技术具有以下的优点:第一是有利于实现档案的“数字化”保存,数字化保存节约存储空间,存储量非常巨大。第二是有利于档案文件的资源共享,数字化的文件很容易进行上传和下载;第三,数字化的文件更容易突破“空间”和“时间”的限制,利用互联网或者局域网,能够实现网上阅读和浏览。
对比缩微影像技术与数字影像技术各自的特点,它们各有自己的优缺点。缩微技术是一项很好的存储技术,但缩微品保存条件较为苛刻,对库房环境温、湿度要求严格;缩微影像技术拍摄及复制工艺过程较为复杂,专业性很强,需要培训专业工作人员;检索利用不快捷。数字技术最大的缺点是难以长期保存,数字信息的读写对软件设备的依赖性太大,尤其是很容易修改,安全性不强,法律效力小。
二、缩微影像技术与数字影像技术的结合运用是适应新时期档案管理工作发展的必然趋势
缩微技术是一项较为成熟的技术,它的历史较数字影像技术要长。目前,缩微影像技术已经实现了标准化和规范化,世界上许多国家用它管理资料、档案、图书情报,它也为抢救我国图书、档案界重要档案、珍贵档案做出了重大的贡献。应该说,在20世纪70、80年代,缩微影像技术是档案管理中的主导技术。而到了90年代,随着计算机和网络的发展,数字影像技术开始兴起,而逐步取代缩微影像技术之势。90年代末期,随着数转模和模转数复合技术的问世,使缩微技术和数字技术二者优势互补,相互转化,推动了档案管理工作迅速向高水平迈进。
从世界范围来看,近年来发达国家和地区的档案部门大多采取两种技术相结合的方法,采用缩微技术解决大型图纸等的存储、珍贵档案、法律效力、保存期限、标准化等方面的问题;采用光盘存储及数据交换技术,解决其阅读、利用等诸多方面的问题。目前国际上高水平的档案图书管理中,也是采用多种技术收集、保存、利用档案;档案部门在其它新兴技术形成规模时,仍然坚持应用缩微技术的主要原因在于他们懂得缩微技术的重要,缩微资料在他们的馆藏中占有一定的比重,形成了独立的系统。可见,缩微影像技术和数字影像技术结合是发展的必然趋势。
两种技术的结合运用,形成了适应现代潮流的新型档案馆,它将二者在档案保存与利用中的优势充分展现出来,在档案标准化整理、存储、开发利用方面最大限度地实现了档案的价值,为两种技术进一步的发展和完善提供了一个灵活方便的平台。
综上所述,对于档案行业而言,新时期的一个重要特征是信息处理技术的迅速变迁:纸张自发明以来就被用作文献永久保存的载体;近明的缩微技术,使缩微胶片又成为存储和永久保存档案的优良载体;随着计算机技术和网络技术的普遍采用,一些老技术便在与新技术的结合中不断获得发展。缩微方式和数字化方式“双套制”并存,不是选择某种手段管理档案的问题,而是由于模拟信息和数字信息的不同特点,决定了它们对于不同类型档案的管理方式侧重点不同,只有二者融合才能使其优势得以充分发挥,满足各类文献的需求。因此在档案管理的现代化进程中,缩微影像技术与数字影像技术的结合势在必行!档案管理工作应采用与时代相融合的各种技术手段,做到优势互补,相得益彰,走整合影像和复合技术的道路,这才是一条最有特色的档案现代化管理之路。这样,才能使档案馆的条件和面貌发生革命性的变化,充分发挥档案记录历史、传承文明的载体作用,为把档案事业功在当代、利在千秋的宏伟目标落到实处奠定坚实的基础。
参考文献:
【关键词】工程测量;数字化测绘技术;优势;应用
1 前言
随着科技的发展,现代技术被广泛用于各项工作中,其中包括测绘,也被称为数字化测绘技术。数化测绘是将计算机和测绘工具用网络连接起来,以便于数据的采集和自动化处理。近年来,我国程测量的领域不断扩大,数字化测绘促进了社会发展。
2 现代数字化测绘技术
之前传统的工程测量存在很多局限性,对环境和天气的要求也比较高,而现代数字化测绘技术可以弥补传统测量的不足,并且还可以对采集的数据进行自动化的处理。这样一来,不仅可以节省人力,还可以保证数据处理的正确性。
2.1 地图数字化技术
相较于小比例尺度地图的输入工作,大比例尺度地图的输入工作对技术的要求较高,传统的测绘技术不能够完成,而现代数字化测绘技术使用了扫描量化仪器和手扶式跟踪数字化不仅可以进行大比例尺度地图输入,还可以使其输出的地图在大部分扫描仪上显示出来。
信息处理关乎到测绘结果,由于测绘信息量较多,所以信息处理所需要的时间也较久。数字化信息处理不论是在速度上,还是在准确性上都比传统信息处理方式上先进很多,但即使如此,还是要花费很多时间进行信息处理。为了提高数字化信息处理的速度,政府有必要采取一些措施,但前提是要保证信息处理的准确性。
2.2 数字化成图手段
在工程测量中,工程图和大比例尺地图需要对考核实地之后才能进行绘图,也就是说要提前做好野外测量工作。野外测绘带有一定的未知性,不排除遇到危险的可能,并且工作的时间也较长,对测绘人员的体力和专业素质都有很高的要求,然而客户的要求是有时间限制的,这样一来,就加大了野外测绘的难度。而数字化成图手段正好解决了这一难题。数字化成图手段没有繁琐的流程,测绘工作也变得简单,并且在测绘中,测绘人员不需要进行较大的体力劳动,这对测绘人员来说可谓是“福音”。另外,因为数字化成图手段利用的是现代科技设备,精确性很高,这对地图的质量是一个很大的保证,并且还可以进行数据存储,避免了数据丢失的可能。目前,数字化成图技术有电子平板模式以及内外业一体化模式,其中内外业一体化模式最为常用,因为它利用了一系列的精度高但操作简单的设备。
3 现代数字化测绘技术的优势
传统的绘图方式是手工,而现代数字化测绘技术的绘图方式是计算机,两者相比较,后者的优势尤为突出,具体如下:
(1)在成图精度上,传统的手工绘图是无法和现代数字化技术相比的。在进行数据采集时,数字化成图系统是利用全站仪进行数据采集的,其工作期间可在实地自主采集数据,数据的来源是地形地物点的三维坐标,并且自动存储。在处理数据时,可以降低人为失误对数据的影响,保证测量的精度,并且还可以省略计算和读数之类的外业程序,大大减少了工作量,同时也降低了成本。
(2)现代数字测绘技术可以根据地图的用途,对地图上的要素进行不同的处理,使其突出的主要因素不同,方便客户使用。
(3)现代数字化测绘技术可以模拟实物的原型,或是选取实物的特征作为图例来表现不同的功能区域,这种直观的表现效果,是传统测绘技术不能实现的。
(4)数字化测绘技术便于数字化产品进行保管、修改以及运输,避免重复测绘的麻烦,降低图纸的浪费,提高地形图的实用性,增加用户数量,从而获得经济效益。
(5)现代数字化测绘技术可以将测绘结果直接数字化处理,而顾客可以直接将这些数据输入电脑,并利用相关的软件就可以在计算机上进行规划设计。
(6)数字化测绘是专业人员操作电脑进行工作的,一方面可以减轻工作人员的工作量,另一方面可以提高工作速度。
(7)如果用传统的测绘技术对测绘信息进行修正,会是一项繁杂的工作,甚至可能要重新进行测绘,但如果使用现代数字化测绘技术,只要在相应的部分做出修改即可。
以上只是现代数字化测绘技术的一部分优点,还有其他的优点,比如测绘的数据可以多次利用。在绘图上,传统测绘技术完全不能和现代数字化测绘技术相抗衡。
4 数字化测绘技术在工程测量中的作用
工程测量是规划不可省去的工作,数字化测绘技术越来越成为规划的重要测量方式,目前,数字化测绘技术主要用于工程测图和数字地球方面。
4.1 在工程测图方面的应用
在工程测图方面,现代数字化测绘技术主要是对原图实施数字化和进行地面数字测图。
4.1.1 对原图实施数字化
对原图实施数字化一般会在经费紧张的情况下使用,但前提是对地图没有较高的要求,也就是说对原图实施数字化得出的数字地图的质量不是很高。但这种方式是对原图价值的体现,只要用计算机一级扫描输入设备,就可以用很短的时间获取有效的地图。
对原图实施数字化的方式有两种:扫描矢量化和手扶跟踪数字化。比较两种方式,扫描矢量化的精度和工作效益都比手扶跟踪数字化要高。然而,如果将原图作为标准的话,扫描矢量化的精度较低,因为在数据处理过程中会出现误差。在地物的呈现效果上,手扶跟踪数字化的出图效果较好,所以扫描矢量化经常作为应急性措施。
扫描矢量化的使用要符合一定的条件,不适于单独使用。若非要单独使用,后期则需要采取补测和修测措施,获得的数字地图要与实地的地表和地物信息结合起来,根据这些信息对原图进行完善和修改,以提高地图的精度。
4.1.2 进行地面数字测图
如果对测量精度有较高的要求,但又没有符合要求的、大比例尺的地图,那么在这种情况下可以选择地面数字测图,这种方法是内外业一体化数字测图方法中常见方法之一。这种方法的优点是所获得的地图精度较高,在一定的测量手段的基础上,精度甚至达到5厘米之内。
4.2 数字化测绘技术在数字地球中的应用
数字地球是利用计算机将社会和经济等方面的发展情况进行整合,并将信息保存在一起,而客户只要通过网络就可以读取这些信息。不同于传统的测绘工程,具有很高的技术含量,所包含的信息广而多。正是因为综合性较强,在作业时,需要各个部门相互配合,其中包括空间技术部门、信息科学部门以及地球科学部门等。测绘不仅对信息学,还对地学都有着重要的意义,只有测绘人员在获取数据的同时对数据进行处理,才能为客户提供所需的信息。
5 结束语
在工程测量中,数字化测绘技术的地位是不可取代的,其对于传统测量技术的优势也是很明显的。科技在进步,数字化技术也在发展,其上升的空间不仅仅是在原有的两个应用领域。作为测绘工作者,要不断地进行专业知识补充,关注国内外数字化技术动态,进一步地提高工程测量技术。
参考文献:
[1]李木子.浅析数字化测绘技术及其在工程测量中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(8).
[2]陈国柱.GIS技术和数字化测绘技术的发展及其在工程测量中的应用[J].科技创新导报,2011(26).
关键词:数字化技术工程测量数字化测量
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
一、数字化技术概念
数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,引入计算机内部,进行统一处理,这就是数字化的基本过程。数字化是数字计算机的基础。若没有数字化技术,就没有当今的计算机,因为数字计算机的一切运算和功能都是用数字来完成的。数字化是多媒体技术的基础,数字、文字、图像、语音,包括虚拟现实,及可视世界的各种信息等,实际上通过采样定理都可以用0和1来表示,这样数字化以后的0和1就是各种信息最基本、最简单的表示。因此计算机不仅可以计算,还可以发出声音、打电话、发传真、放录象、看电影,这就是因为0和1可以表示这种多媒体的形象。用0和1还可以产生虚拟的房子,因此用数字媒体就可以代表各种媒体,就可以描述千差万别的现实世界。数字化是软件技术的基础,是智能技术的基础。软件中的系统软件、工具软件、应用软件等,信号处理技术中的数字滤波、编码、加密、解压缩等等都是基于数字化实现的。
二、数字化测绘技术的优点
数字化测绘技术是伴随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化而兴起的一门新兴的测绘技术。数字中国、数字城市等概念的提出以及相关数字化工程的启动,特别是全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,使工程测量的手段和方法产生了深刻的变化,其优点如下:
(一)它可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。
(二)数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。
(三)根据不同用户的需要,可以对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图件,而且还可以随意对图形进行拼接、缩放,用途更广泛。
(四)利用数字化(地形)测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。在计算机的帮助下,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。
三、工程测量中的数字化技术
(一)先进的测量仪器在工程测量中的应用
80年代以来出现许多先进的测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段,如:光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等,为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件,改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代;光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量;具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量;无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器;精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现,实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数和记录、自动检核测量数据等功能,使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进。激光准直仪和激光扫描仪在高层建筑施工和大面积混凝土施工中是必不可少的仪器。国产JDA系列多功能自动激光准直仪,具有6种自动保持精度的基准,可用于高层和高耸建筑的轴线测控;滑模测偏、测扭、水平测控;构筑物与设备安装放线控测;各类工程测平,结构变形观测等。陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等工程测量的另一类主要的地面测量仪器,新一代的陀螺经纬仪是由微机控制,仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰,观测时间短、精度高,如Cromad陀螺经纬仪在7min左右的观测时间能获取3″的精度,比传统陀螺经纬仪精度提高近7倍,作业效率提高近10倍,标志着陀螺经纬仪向自动化方向迈进。
(二)地图数字化技术
在建立各种GIS系统时,对原有地图进行数字化处理,在建库工作中占据了相当大的工作量,各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸制地图,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪将其输入计算机,经编辑、修补后生成相应的数字地图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。
(三)数字化成图手段
大比例尺地形图和工程图的测绘,是城市与工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。随着电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。
(四)工程测量中的全球卫星定位技术
GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,于1994年全面建成,具有海、陆、空全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS接收机的改进,广域差分技术、载波相位差分技术的发展,加之美国SA技术的解除,使得GPS技术在导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量等领域有了更为广泛的应用。传统的光学定位技术已被光电技术、GPS技术所取代,传统的白纸测图已被数字测图和地理信息系统所取代,以地面测量为主向以卫星定位(GPS)、卫星遥感(RS)测绘等高技术为主的对地观测方面转变,被动的静态测量向动态的实时测量方面转变测绘部门在数字地球基础框架建设方面做了大量工作,主要包括:建立了全国A级、B级GPS网;完成了全国1:100万、1:25万基础地理数据库和数据服务设施;建立了国情和省情综合地理信息系统;研制成功了从遥感立体影像自动建立数字地面模型的数字摄影测量系统;研制成功了数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)、数字栅格图(DRG)等“4D”产品生产线。数字地球的雏形已经形成。
总结:
数字化技术因其不可或缺的优点在工程测量中得到了广泛的应用,但是科技发展日新月异,工程测量的技术也随之变化,因此需要相关技术人员及时掌握新的技术和方法,不断的推动工程测量中的数字化技术的发展。
参考文献:
数字化测绘技术是伴随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化而兴起的一门新兴的测绘技术。数字中国、数字城市等概念的提出以及相关数字化工程的启动,特别是全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,使工程测量的手段和方法产生了深刻的变化。工程测量的服务领域也相应进一步延伸,而且正朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向发展。
一、数字化测绘技术的优点
1.它可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。
2.数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。
3.根据不同用户的需要,可以对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图件,而且还可以随意对图形进行拼接、缩放,用途更广泛。
4.利用数字化(地形、地籍)测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。在计算机的帮助下,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。除此以外,在其他方面还显示出很多优越性,但从以上几点足以可见数字化(地形、地籍)测绘很符合现代社会信息的要求,是现代测绘的发展方向。因而,以前以传统测绘为主的专业测绘单位,现在是以发展数字化测绘技术作为发展的目标与方向。
二、数字化测绘中作业模式的选择问题
数字化测绘设备是全站仪加电子手簿或电子平板,作业分为编码方法和无码方法。编码方法在记录测量数据时必须按碎部点的类型及相互间几何关系输入特征编码,作业员不仅要熟记编码,为正确输入编码,测站与棱镜间还需要较多有关测点的信息交流,因此作业速度慢。尤其当地形复杂、通视困难、对一个地物的测量是不连续的,甚至要经过几个测站的观测才能完成时,作业难度大,出错机会多。无码作业则不需输入任何编码,代之以绘制草图记录所测点位及相邻关系。测站与棱镜间联络较少,测站照准目标操作电子手簿驱动全站仪测取数据后,只需向棱镜处作业员报告碎部点号而已。具有平板测图知识的作业员随棱镜现场绘制草图,轻松且不易出错。测图工作实际上主要在棱镜处进行,测站观测速度很快,一台全站仪可观测2~3个棱镜,相当2~3个图板的平板测图。所以无码作业方法更容易为测量人员所接受。数字化测绘记录设备过去以电子手簿为主,但目前有关电子平板的介绍、报道较多。所谓内外业一体化的作业方法,即利用电子平板(便携机)在野外实现碎部点展绘成图被描绘成最先进的方法。但实际上若电子平板与全站仪联机则由于通视不一定好,加之数字化测图测程较远,绘图员在电子平板上编辑绘图很困难。若靠远距离观察辅之以镜站作业员的描述来绘图,则不仅对电子平板绘图员的技术、经验要求较高,且既慢又容易出错。就这一点而言,类似传统的平板测图的作业方法,不同之处仅在于不需展点、计算机编辑代替手工绘图而已。为解决这一问题,市场上推出了遥控电子平板。虽然采用遥控平板可使绘图员随棱镜现场绘图,但设备投资远高于电子手簿。野外作业速度也低于电子手簿加草图方法。实际上是付出高昂的代价以外业时间换取内业时间。若考虑到野外作业条件艰苦,作业人员的愿望恰恰相反;即宁愿用内业时间换取外业时间。加之电子平板还有恶劣条件下可靠性差,携带不如电子手簿方便的缺点。所以大多数情况下,尤其是复杂地区,电子手簿加草图方法仍是最适合的作业方法。
三、数字化测绘技术在地籍测量中的应用
1.数字测图的主要内容
1.1原图数字化
当一个地区需要用到数字地形图而一时因经费困难或受到时间等原因的限制时,该方法是最适宜的。它能够充分利用现有的地形图,仅需配备计算机、数字化仪或扫描仪、绘图仪再配以数字化软件就可以开展工作,并且可以在很短的时间内获得数字化成果。它的工作方法有两种:手扶跟踪数字化及扫描矢量化,其中后一种的精度、效率更高。但是,利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响,加上数字化过程中所产生的各种误差,因而它的精度要比原图的精度差。而且它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌,现时性不是很好。所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。为了充分利用该法得到数字地图,可通过修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,通过调整,可在一定程度上提高原图的精度。而随着地图的不断更新,实测坐标的增加,地图的精度也就会相应地得到提高。1.2地面数字测图在没有合乎要求的大比例尺地图的地区,可直接采用地面数字测图的方法,该方法也称为内外业一体化数字测图,是我国目前各测绘单位用得最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相对于邻近控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。
1.3航测数字成图
当一个地区(或测区)很大时,可以利用航空摄影机在空中摄取地面的影像,通过外业判读,在内业建立地面的模型,通过计算机用绘图软件在模型上量测,直接获得数字地形图。随着测绘技术的发展,数字摄影测量已在我国部分地区取得成功,不久将会得到推广。它是通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业通过专门的航测软件,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。可以说,这将是今后数字测图的一个重要发展方向。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低,不受气候及季节的限制等优点,特别适合于城市及大测区的大面积成图。
2.数字测图在地籍测量中的应用
随着国家小城镇建设步伐的加快,城镇地籍测量工作在全国范围内展开,各地对地籍图的需求将急剧膨胀。地籍测量的目的是为了全面澄清城镇土地的属性、位置、面积、用途、经济价值及相互之间的关系,为建立全国土地管理信息系统奠定基础。随着高新测绘技术的开发和应用,数字化测绘技术的应用得到迅速发展。较之传统的大(小)平板仪(地形、地籍)测绘技术,数字化测绘可以让测绘产品更加多样化,技术含量和应用水平更高,产品的使用与维护更加方便、快捷、直观,与传统的测绘产品(地形、地籍图件)相比,数字化测绘产品具有明显的优越性。作业流程的科学化是数字测量的关键所在,结合测区已有的资料,以有关规程、规范为依据,设计作业流程,数字地籍测量的作业流程见下图:
3.数字测绘在数字地球中的应用
简言之,数字地球就是把经济和社会发展方方面面的信息,加载于一个统一的地理坐标框架中按数字的形式存贮于计算机,任何机构或个人均可通过网络通讯技术,足不出户便获取所需的信息做到“秀才不出门,全知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程,技术复杂,涉及部门多,没有任何一个部门或团体能单独承担,它需要地球科学、信息科学、空间技术和众多应用部门的配合。测绘作为地学和信息学的重要组成部分,在国家空间数据基础设施建设中具有不可替代的地位,空间基础信息的获取、处理,向信息高速公路提供内容丰富、形式多样的信息货物等工作已历史地落在测绘工作者肩上。可以说,数字地球始于测绘。我国测绘部门从20世纪八十年代初期开始,对传统测绘技术进行了大规模的数字化改造。传统的光学定位技术已被光电技术、GPS技术所取代,传统的白纸测图已被数字测图和地理信息系统所取代,以地面测量为主向以卫星定位(GPS)、卫星遥感(RS)测绘等高技术为主的对地观测方面转变,被动的静态测量向动态的实时测量方面转变"测绘部门在数字地球基础框架建设方面做了大量工作,主要包括:建立了全国A级、B级GPS网;完成了全国1:100万、1:25万基础地理数据库和数据服务设施;建立了国情和省情综合地理信息系统;研制成功了从遥感立体影像自动建立数字地面模型的数字摄影测量系统;研制成功了数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)、数字栅格图(DRG)等“4D”产品生产线。数字地球的雏形已经形成。
当然,数字测绘技术应用于很多方面,由于篇幅有限,就不在此一一列举了。
总之,数字测绘技术在工程测量中应用广泛,精确且使用,并且数字测绘技术也在日新月异地发展,广大测绘工作者要更新思维、坚持学习,做数字化的测绘工作者。参考文献:
[1]贺丽娟,曹振一数字化测绘技术在工程测量中的应用西北水电2002
[2]覃其进浅谈数字化技术在地籍测绘中的应用广西地质2001
关键词:数字化测绘技术 地籍测量 应用
中图分类号:P271文献标识码: A 文章编号:
随着数字测图理论与实践的进步,数字化测绘技术在地籍测量中得到迅速发展,其实质是计算机技术用于地籍管理的一种机助测图的方法,它的最大优点是完成地籍测量的同时可建立地籍图形数据库,从而为实现现代化地籍管理奠定了基础。
1.数字化测绘技术的概念
数字测图系统(Digital Surveying and Mapping System )是以计算机为核心,以全站性电子速测仪、GPS、数字摄影测量仪、数字化仪等为数据采集工具,在外接输入、输出设备软、硬件的支持下,对地形的数字空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。数字化测绘技术相比传统的测绘技术可以更加直观和生动的反映出地形、地貌特征以及地籍要素,基本上可以一目了然,相比过去的工作将节省很多的时间并且可以更加迅速的发现问题所在,改变了传统产品线条、符号和数字、文字等专业性,可以使一切更加清晰明了。
2.数字化测绘技术的优点
1)它可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然。基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。
2)数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。
3)根据不同用户的需要,可以对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图件,而且还可以随意对图形进行拼接、缩放,用途更广泛。
4)利用数字化(地形、地籍)测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。在计算机的帮助下。大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。除此以外。在其他方面还显示出很多优越性,但从以上几点足以可见数字化(地形、地籍)测绘很符合现代社会信息的要求。是现代测绘的发展方向。因而,以前以传统测绘为主的专业测绘单位,现在是以发展数字化测绘技术作为发展的目标与方向。
3.数字化测绘技术在地籍测量中的应用
随着国家小城镇建设步伐的加快,城镇地籍测量工作在全国范围内展开,各地对地籍图的需求将急剧膨胀。地籍测量的目的是为了全面澄清城镇土地的属性、位置、面积、用途、经济价值及相互之间的关系,为建立全国土地管理信息系统奠定基础。随着高新测绘技术的开发和应用,数字化测绘技术的应用得到迅速发展。较之传统的大(小)平板仪(地形、地籍)测绘技术,数字化测绘可以让测绘产品更加多样化,技术含量和应用水平更高,产品的使用与维护更加方便、快捷、直观,与传统的测绘产品(地形、地籍图件)相比。数字化测绘产品具有明显的优越性。采用数字化测绘技术进行地形地籍图的测绘工作,由于随着科学技术的发展,它的技术含量越来越高,加之数据要输入GIS数据库,对数据的科学性、合理性、可利用性也有所提高,它的数据采集手段也在不断地改善。
1)原图数字化测图方式
当一个地区需要用到数字地形图而一时因经费困难或受到时间等原因的限制时,该方法是最适宜的。它能够充分利用现有的地形图,仅需配备计算机、数字化仪或扫描仪、绘图仪再配以数字化软件就可以开展工作,并且可以在很短的时间内获得数字化成果。它的工作方法有两种:手扶跟踪数字化及扫描矢量化,其中后一种的精度、效率更高。但是,利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响。加上数字化过程中所产生的各种误差,因而它的精度要比原图的精度差。而且它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌,现时性不是很好。所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。为了充分利用该法得到数字地图,可通过修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,通过调整,可在一定程度上提高原图的精度。而随着地图的不断更新,实测坐标的增加,地图的精度也就会相应地得到提高。
2)全野外数字化测图方式
全野外数字化测图方式的科学应用实现了地形图的信息化与数字化,具体测量结果可用计算机识别的数字代码体系反映出地表中涵盖的各类地理属性及特征。该方式采用先进仪器,经过野外测量获取可用于处理、传输与共享的地形数字信息,从而获取用计算机磁盘作为载体的信息数字化地形图。应用全野外数字化测图方式不仅令测量精度广泛提升,在成图过程中其精度毫无损失,同时应用计算机工具软件的成图方式可令各类文字注记、符号符合相关要求,通过自动拟合综合处理方式令等高线呈现光滑美观特性,进而令图面展现规范化的一面。
3)航测数字成图方式
在城镇区域较大时我们可采用航空摄影设备由空中摄取到地面影像,并通过对外业的判读,建立内业地面模型,利用计算机系统绘图软件针对模型测量,并直接获取到数字地形图。信息时代测绘技术的飞速发展令数字摄影测量逐步崛起并成为我国一部分地区的成功应用典范,将会在不久的将来得到全面推广。其通过空中数字化摄影获取实时数字影像,内业则通过专业航测软件,在计算机系统辅助下展开对数字影像的匹配处理并科学构建地面数字模型,而后再通过转向应用软件获取数字地图。由此可见,该类方式将成为数字测图未来的重要发展方向,该方式特征为可将各类综合外业测量工作转移到室内完成,同时具有精度高、成图快、图像均匀且投入成本低,不易受到环境、季节与气候限制等诸多优势,尤其适用于城镇以及大面积测量区域的成图测绘。
4.数字化测绘技术在实地测量时的注意事项
1)街坊的划分
在作业时,需要以街坊为单位来调查地籍,并绘制对应的地籍图,管理地籍绘制的成果以及地籍调查表。在调查某个街坊的地籍图信息时,最好由同一个工作人员来进行,在对分界线的设置方面,不要设置在围墙内部,而应该寻找宽敞的地方。
2)界址线的设定
在测绘地籍中,界址线是一个非常重要的要素,所以,只有设定了合理的界址线,才能促进地籍测绘效率的提高。对于初始测绘来说,之前很多宗地界址线都设置在围墙内部,引起了相当麻烦,因此需要尽量杜绝这类事情,对界址点进行精确设置。
3)数据文件管理
鉴于数字地籍测绘所需要的数字文件非常繁琐,左右,就要具备一套高效的管理系统。在绘制作业时,要注意界址点坐标数据、权属信息数据以及地籍权属引导等文件,方便对数据文件的管理。
4)街坊线、图斑、控制点绘制
测绘图的完成并不代表工作的完成,还需要增加包括街坊线,图斑、控制点等内容。在实际作业时,应该在初始地籍图上做统一的绘制,因此可以独立形成一个文件,然后制作成为街坊线图块文件,并将图块设置到相应街坊的地籍图中去。
5.结束语
数字地籍测量与传统的方法相比,具有工作效率高、人力及物力资源消耗少、精度高、数据量丰富、便于修改等优点,数字化测绘技术在地籍测量中得到了广泛的运用。当然在创新发展进程中其始终包含若干问题,因此我们只有在实践测绘中不懈努力,提出新任务、创设新课题展开新研究,才能真正提升数字化测绘技术水平,推进城镇地籍测量事业的创新发展。
参考文献:
[1] 詹长根,唐祥云,刘丽编著. 地籍测量学[M]. 武汉:武汉大学出版社 2001
[2] 郭良金.数字测绘的几点体会[J].中国西部科技,2010(23).
【关键词】 广播电视领域 数字音频 应用
伴随着数字音频技术的不断创新完善,我国一些电视台以及广播电台也进行了数字化演播室的搭建,正式开始了数字化广播电视节目的新征程。
一、数字音频技术的概述
1.1 数字音频的原理和基本标准
数字化是把模拟信号转化成离散型脉冲数据的操作过程。而当前实现这一操作过程,所运用的技术是PCM技术。也就是说,这个过程是把时间与幅度快速产生变化的电波,转化成时间与幅度上都处于离散状态的数字型信号。一般来说囊括几个方面的内容,譬如采样,量化以及编码等(如图1)。从研究数据我们可以了解,相对固定的时间段内,收集一次的信号样值,采用“0”或“1”这样的方式,把收集到的样值凸显出来,结果就是量化,量化后信号所显示的的是编码。
1.2 音频AES/EBU的接口协议在广播电视领域中的应用
音频接口AES/EBU是美国和欧洲录音师协会制定的一种高级的专业数字音频数据格式,插口硬件主要为卡侬口,目前用于一些高级专业器材,如专业DAT、大型数字调音台、专业音频工作站等。从其运行原理来看,AES/EBU传输数字音频的数据的传送协议是使用单根的绞合线来传送的。在没有均衡器的情况下,它的传送数据距离可以接近100米,如果在有均衡器的情况之下,传送距离甚至可以更远。一般情况下,AES/EBU协议的连接媒介主要囊括以下一些方式:一些是通过光学连接器进行光学连接,另外一些是使用RCA插头中的音频以及轴电缆,进行单端的非平衡性连接。
1.3 数字音频嵌入技术的应用
对广播电视视频信号的模式进行转换时,由于模拟信号结构组合差异,数字转化过后的传输方式也分成并行和串行。当然这两种形式也有相同之处,那就是在相同位置的空余部分可以进行数字信息的携带,譬如视频的数字信号在其隐匿的空间内。在此空间里,可以运用不同的形式,完成数字音频以及其数据的携带与传输。从数字视频的信号来说,数字音频与其数据按照规定的部分被相嵌进其身,这就叫做音频的嵌入。通常数字音频的单位子帧是32比特节,也就是一个取样,取样只有10比特节。如果后期不用对伴音的单独处理,那么这种伴音就可以一直跟着视频进行同步传送,确保其音频与视频的同步进行。
二、广播电视工程中数字音频技术的发展
我国的广播电视节目创作过程中使用数字音频技术,可以给声音的录制和后期制作带来巨大方便。随着数字广播技术(DAB,DRM)的发展,数字音频技术在广播电视工程中的应用也更广泛;所谓数字广播(DAB),它提供几乎CD质量的声音,广播及商机无限的附加数据服务,听众可更方便地收听,同时具有抗噪声、抗干扰以及适合高速移动接收等等优点,而DRM,是指内容版权数字加密技术,由于数字化信息的本身特点,决定了必须有另一种单独的技术,来加强保护这些数字化的音视频节目内容的版权保护,也就是数字权限管理技术。尽管当前我国的广播电视节目已经基本上实现了数字化,但是我们还是要看到其中还存在着许多的缺陷,所以,只有不断的加强数字音频技术的创新力度,才能使数字音频技术得到快速的发展和进步,从而更好的为广播电视节目服务。
三、结束语
目前,尽管数字音频技术还处于初步发展阶段,或多或少的存在些缺陷和不足,但是随着数字广播的不断发展,我们可以找到解决技术难题的办法,也会给声音的录制和后期制作带来新的便利。我们也有理由相信数字音频技术将会更加健全完备,数字音频的质量和功能将越来越良好,在广播电视领域发挥更大的作用[4]。
参 考 文 献
[1] 李海涛. 浅谈数字音频技术及其在广播电视领域中的应用[J]. 有线电视技术,2013,11(5):82
[2] 佟壮. 浅析数字音频技术在广播电视工程中的应用[J]. 科技风,2012,(15):82
关键词:数字化测绘;地质勘查;工程测量
Abstract: the 21 st century digital mapping technology is with the development of computer and network technology and intelligent measuring instrument and the rise of the emerging of surveying and mapping technology. Global positioning system GPS, geographic information system, GIS and remote sensing Rs and photogrammetry digital surveying and mapping and ground measurement advanced geological surveying and mapping model paper of the development of the technology, especially the tilt photography technology introduce, make engineering surveying the means and methods of produce profound changes.
Keywords: digital surveying and mapping; Geological exploration; Engineering measurement
中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:
0引言
随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,特别是全球定位系统技术全面用于大地测量定位,全数字化测图系统、影像扫描系统、全数字摄影测量工作站等数字化测绘技术装备以及地理信息系统基础软件和应用软件相继问世,实现了地理信息获取、处理、管理和分发服务全过程数字化,测绘生产力水平和生产效率大大提高。已经全面涉入了数字化测绘生产技术,具备了空间定位(GPS系统)、数据采集、外业一体化数字成图与建库等技术生产能力。从事控制测量、地形地籍测量、房产测绘工程与精密工程测量、航空摄影测量、地理信息工程、立体模型制作,服务领域涉及土地管理、水利工程、城市建设、房地产开发、公路与铁路交通、国防建设、基础测绘、地质找矿与矿山开发。作为一名测绘工作者,笔者简要谈一下对数字化测绘技术和地质工程测量发展应用的认识。
1数字测图的优点
大比例尺数字测图有力地冲击着传统的平板仪或经纬仪的白纸测图方法,大有取代白纸测图之势,这是因为数字测图具有诸多的优点。
1.1 测图用图自动化。传统测图方式主要是手工作业,外作业测量人员人工记录,人工绘制地形图,在图上人工量算所需要的坐标、距离和面积等等。数字测图则使野外测量自动记录,自动解算,使内业数据自动处理,自动成图,自动绘图,并向用图者提供可处理的数字地形图软盘,用户可自动提取图数信息。
1.2 图形数字化。用软盘保存的数字地形图,存储了图中具有特定含义的数字、文字、符号等各类数据信息,可方便地传输、处理和供多用户共享。数字地图不仅可以自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积等,还 省略 可以供工程、规划CAD计算机辅助设计使用和供GIS地理信息系统建库使用。数字地图的管理,既节省空间,操作又十分方便。
1.3 便于成果更新。数字测图的成果是以点的定位信息和属性信息存入计算机,当实地有变化时,只需输入变化信息的坐标、代码,经过编辑处理,很快便可以得到更新的图,从而可以确保地面的可靠性和现势性,数字测图可谓“一劳永逸”。
1.4 避免了因图纸伸缩带来的各种误差。表示在图纸上的地图信息随着时间的推移,会因图纸的变形而产生误差。数字测图的成果以数字信息保存,避免了对图纸的依赖性。
2数字化技术在矿区地质勘查中的应用
2.1数字化测绘工作方法。基础控制部分,D、E级GPS的布设及选点埋石:根据煤矿区视野开阔,通视良好的实际情况D级GPS网在三等三角点之间布设为点连式、边连式相结合的GPS网,每个点至少有4条基线与其相连。D级GPS点共布设点位50+,平均边长1.5km。E级GPS点的布设在D级cPS的基础上采用点连式的方法进行布设两已知点问最多布设5个三角形,边数不超过8条,共布设E级GPS点60+。D、E级平面控制网均采用GPs静态相对定位测量布网,网形大多由三角形单点连接,少部分三角形边连接。GPs控制点在测区内分布较均匀,网形合理,强度较高。
外业观测:数据采集利用美国三台阿什泰克M单频接收机标称精度5mm+2ppm。D进行观测,观测时段D级>~60min,E级>~45min,数据采集间隔10s,同步接收卫星频数最少为5颗,绝大部分为7-8颗,卫星高度角大于15°,接收机与卫星的图形强度良好。
数据处理:GPs外业数据处理和基线向量采用GPs接收机随机商用软件“Loucus轨迹处理软件”在笔记本电脑上采用独立基线平差方法进行。GPS网先在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差,其目的在于检核GPS网的内部符合精度,亦即处理由于多余观测而引起的网内不符值问题,本次作业所有基线向量无一剔除,顺利通过了检验,然后在基准点已知点的约束下进行二维约束平差,最后提供各点在高斯平面,第33度,带上的1954年北京坐标系坐标和1956年黄海高程系。高精度均符合量规范要求。
数字化测图的工作方法:由于测区的D、E级GPs点的密度能够满足地形图的测绘要求,因此本次测图直接在D、E级GPs点上进行。
2.2常规测图方法和数字化测图的精度比较
野外大比例尺数字化测图的全过程几乎都是用解析法进行的。虽然最后成果仍表现为图解的线划图,但与传统的平板仪测图相比,有着本质的差别。数字化测图不仅在效率上有很大提高,而且大大减轻了野外的劳动强度,更为突出的是地形图数学精度的提高。
3数字地图的发展与工程测量
随着信息技术的不断发展大比例尺数字测图和传统测图在概念上已出现很大的不同。传统大比例尺测图是以生产纸质地图为惟一目的。而数字大比例尺测图则不同,它是GIS乃至数字地球的重要数据源之一。不论是制图技术还是GIS的发展,数字地图越来越受到关注,数字地图不仅仅是测绘界的需要,也是数字化时代的要求。
[关键词]三维可视化;消防;灭火救援预案;数字化
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.12.107
[中图分类号]TP311.52 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2016)12-0-02
0 引 言
随着社会经济和城市化建设的快速发展,各类火灾和突发事故日益增多,事故性质和处置方法也日趋复杂。以消防安全重点单位为主体制作的灭火救援预案仍停留在纯平面数据的基础上,现有的消防安全重点单位灭火救援信息资料很难直观地为指挥员提供准确、明了的指挥辅助信息。为进一步规范消防部队灭火救援预案编制、辖区情况熟悉和实战演练工作,2015年12月,公安部消防局制定了《公安消防部队灭火救援数字化预案规定(试行)》,首次提出了消防安全重点单位灭火救援预案数字化的编制要求。如何编制消防安全重点单位灭火救援数字化预案,为火灾及灾害事故处置提供准确、直观的基础数据,成为消防部队在灭火救援工作中急需解决的重要课题。
随着空间技术的迅速发展,尤其是计算机技术、通信技术的发展,三维可视化技术已经逐渐深入到各个应用领域,无论是军事或民用,都可看到它们的身影。笔者认为,三维可视化技术在消防安全重点单位灭火救援数字化预案建设中的应用将为消防部队熟悉重点单位情况、实施模拟演练训练、有效组织灭火救援提供有力保障。
1 灭火救援预案及三维可视化技术的基本概念
1.1 灭火救援预案的定义及分类
灭火救援预案是针对辖区可能发生的火灾或其他灾害事故,立足保卫对象特点、灾情分析评估和现有执勤力量而预先制订的作战行动方案。根据响应分级、力量编成、指挥层次等实际需要,预案制订分为总队、支队、大(中)队3个层级,分别对应跨区域灭火救援预案、灭火救援类型预案和消防安全重点单位灭火救援预案。
2.2 消防安全重点单位灭火救援数字化预案
消防安全重点单位灭火救援预案是根据辖区重点保卫对象情况制订的灭火救援预案,主要内容包括单位基本情况、重点提示事项、消防设施情况、初战展开部署、重点部位情况、相关图像资料及通信联络方式等。
数字化预案是通过采用先进的计算机技术、实景仿真技术、虚拟技术和数字通信技术,充分利用三维建模、图像采集、信息收集和仿真手段,将消防重点单位数字化、三维可视化,实现大规模场景显示和数据集成,达到为各级消防指挥员熟悉重点单位情况、实施模拟演练训练、有效组织灭火救援提供有力保障。
2.3 三维可视化技术
三维可视化(3D Visualization)技术是20世纪80年代中期诞生的一门集计算机数据处理、图像显示的综合性前缘技术。三维可视化技术把描述物理现象的数据转化为图形、图像,并运用颜色、透视、动画和观察视点的实时改变等视觉表现形式,使人们能够观察到不可见的对象,洞察事物的内部结构。
2 三维可视化技术的主要优点
2.1 直观性强
三维可视化图像就是人们经常所说的立体图。由于人们的眼睛所看见的物体是立体的,通过三维制作的物体更能符合人们的日常习惯,再利用计算机对三维模型进行渲染,让预案更能接近实物,给指挥员一个直观效果图。
2.2 可靠性强
三维可视化技术制作的物体都要与实际物体形成一定的比例,既可以让指挥员感觉到这是“真实”的图片,同时也能指导消防官兵根据三维图去完成相应的工作。
2.3 兼容性强
三维可视化应用的制作软件均能够识别平面CAD图纸,可以方便三维建模。目前,很多消防官兵都会制作CAD图纸,甚至很多单位都有现成的图纸资料,这很方便建立消防安全重点单位三维模型。
3 三维可视化数字预案的功能设计
利用三维可视化技术编制的消防安全重点单位灭火救援数字化预案,可以为各级指挥员提供翔实直观的单位基础资料,为灭火救援处置决策提供详细可靠的辅助决策信息。
三维出警路线图可以指引消防官兵选择最优路线,迅速、安全赶赴事故现场。利用定位技术,结合消防车高度及宽度、灾情位置、车辆位置、交通实时状况、矢量地理信息等数据实现消防车最优行驶路径的计算,依据自动捕捉到的道路限制通行数据通过移动终端对车辆进行导航。
单位总平面动画可以动态显示目标建筑与周边建设的相对位置关系及单位建筑周边的地貌地况,为指挥员对现场消防车辆及人员的部署提供有力支持。
单位外观三维动画可以全面显示单位周边千米水源情况及室外消防设施位置情况,如消火栓、接合器等,便于在灭火战斗中准确使用,如图1所示。
图1 单位外观图
单位内部平面三维动画可以直观表现建筑出口、内部结构和消防设施情况,如室内消火栓、消防通道、电梯、防火卷帘等,使消防官兵在进入建筑前即对内部情况有充分了解,为指挥员制定合理、有效的进攻路线提供支持,如图2所示。
图2 单位内部平面图
4 灭火救援数字化预案的应用前景
4.1 为灭火救援指挥决策提供准确翔实的基础信息
当某个消防安全重点单位发生火灾时,消防部队各级指挥员可以通过数字化预案准确、快捷地查询事故单位的基本信息,并可以通过三维可视化动画直观、快速了解单位内部情况,为现场指挥、内部攻坚、有效处置灾害事故提供科学依据。
4.2 为消防官兵熟悉单位及模拟演练提供技术支持
消防安全重点单位灭火救援数字化预案可以把重点单位的相关信息通过网络以三维动画的形式直观地显现给所有消防官兵,易理解、易记忆、易掌握,让官兵在营区就可以熟悉重点单位。同时,可以对数字化预案进行三维互动功能扩展,在平时训练中实现模拟演练,让官兵熟悉作战意图、任务分配和进攻线路,为实地演练打下坚实的基础。
4.3 为灭火救援内部攻坚提供安全保障
针对现场环境复杂(如大型城市综合体等)的灾害事故,将单位数字化预案与官兵携带的具备室内定位导航和生命体征探测设备进行对接,依托已有的三维模型,实现室内位置图形化显示、语音通信等功能,并将相关数据通过3G/4G网络回传至现场指挥部,方便现场指挥员及时掌握内攻人员状况并进行远程指挥。
5 结 语
灭火救援预案制订是公安消防部队为做好执勤战斗准备而开展的基础性、经常性工作。利用三维可视化技术编制的数字化预案具备可视性强、操作性高、提供信息直观的特点,能有效为灭火救援指挥提供高效、可靠的辅助信息支持。因此,为消防安全重点单位编制三维可视化灭火救援预案必将成为今后一个时期消防部队的一项重要工作,而每一份三维可视化灭火救援预案都将为成功处理相应灾害事故奠定坚实的基础。
主要参考文献