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地形測量和測繪自動化技術探索論文
1、引言
隨著我國科學技術的快速發展，地形測量以及測繪技術得到了快速的發展，由過去的電子測量儀、經緯儀、平板儀等設備發展到了3G技術、數字化攝像技術以及人工智能化技術，推動了我國地形測量以及測繪技術的快速發展。個別的地形環境不能由人工操作進行測量，因此，要應用測量機器人完成測量。鑒于此，本文對測量機器人在地形測量和測繪中的具體應用進行系統探究。
2、地形測量以及測繪自動化相關概述
2.1地形測量。地形測量是完成測繪地形圖以及測繪工作的基礎，通過地形測量可以提供出比例不同的地形圖，進而滿足城鎮建設、路、橋、隧以及其他建筑的建設需求。地形測量主要有以下2種類型：
（1）控制測量，主要是測量平面以及高度控制點，為測繪地形圖的完成提供具體依據。利用平板儀進行控制測量可分為首級以及圖根控制測量。首級控制測量是指將地面的控制點作為基礎，利用三角或者導線測量法測量精度高以及分布均勻的控制點[1]。圖根控制法是指應用三角高度進行測量。
（2）碎步測量法，是指測量地形的作業，地形的特征被稱為碎步點，經常采用極坐標法對碎步點的位置進行測定，而采用視距測量的方法對碎步點高程進行測定，該方法中應用的主要儀器有：平板儀、小平板儀以及經緯儀，進行地形測量之前，將圖紙固定在測量板上，標出坐標網格，檢驗確認點的位置之后進行測量。
2.2測繪自動化。測繪技術是對地球的局部狀態進行研究，對目標范圍的大地表面起伏狀態、點、高程、平面位置以及地表特征進行測定，對測定出的相關數據進行歸納處理，使其按照一定的比例進行縮小，然后呈現在圖紙上。以此來體現地形的特點，為我國建設提供相關的地形資料[2]。測繪的類型主要包括：地形測量、控制測量、施工測量以及竣工測量。測繪自動化技術將數據的采集、整理、傳遞、呈現等集于一體。伴隨著我國計算機科學技術的迅速發展，我國的測定儀器智能化、測繪技術自動化也在不斷地進行技術革新，當前，3G技術和集成技術在測繪自動化技術中處于領先地位。
（1）全球定位系統技術對我國測繪技術的發展具有重要意義。GPS技術主要由3部分組成:地面部分、測量定位部分和空中部分，三者之間進行協調配合工作，該技術在地形測繪中的應用特點主要有：定位的精確度較高、觀測的時間較短，可以充分地節省時間成本。
（2）地理信息系統是通過系統測量確定大地上附屬物體的位置、數量以及質量，給土地方面的相關建設提供有效保障。但是，目前由于科學技術的進步以及一些測繪工作地點不便于進行人工測量，于是測量機器人應運而生，解決了地形測量中以及測繪自動化中的難題，促進了我國地形測繪技術的發展。
3、測量機器人
測量機器人是可以代替人類進行自動搜索、辨別、跟蹤并獲取準確角度、距離、坐標以及圖像等數據信息的智能化電子儀器，其應用影響傳感器以及其他相關傳感器對地形測量中的目標進行精準識別，并且快速地做出分析以及判斷，可以完成自我控制，自動對地形信息進行拍攝、數據讀取等智能化操作，可以完美地取代人工操作。目前的測量機器人主要有3大類：
（1）應用被動式的三角或者極坐標方法對地形進行測量，就是指在被測的物體上設置相應的標志，應用反射棱鏡進行測量；
（2）采取主動式的三角測量法，將結構光作為照準的標志，其是由發電機、計算機以及傳感器中的電子經緯儀構成的，利用角度交會的方法來確定精準坐標；
（3）單獨目標測量，根據地面物體的主要特征，利用影像處理進行自動識別，找到準確的目標點，利用空間交會原理進行三維坐標獲取。測量機器人應用馬達照準部以及望遠鏡的轉動，進行自動識別以及照準棱鏡進行測量[3]。其測量的主要原理是儀器向目標位置發出激光信號，由棱鏡反射回來，被儀器中的傳感器接收，然后計算出反射光的中心位置，進而得出改正的具體數據，而后開啟馬達，使測量機器人面向棱鏡，精確地照準目標。
4測量機器人在地形測量以及測繪自動化中的應用
4.1測量機器人在地形測量中的具體應用。在具體的地形測量工作當中，GPS、計算機以及測量儀器受地理環境等因素的限制很難統一實施，主要是由于有的特殊地理環境（如高山）擋住了GPS信號，使GPS接受儀器無法正常工作。目前，測量機器人的應用可以解決這個難題，利用新的測量系統可以自動采集到測量點信息，并且將其記錄下來，在綜合測量軟件采集到地形深度等相關數據時，測量機器人也可以自動獲取與之契合的平面坐標，而后把這2種數據有效地整合在一起，進而得出準確完整的三維坐標數據，有效完成地形的測量工作，進而提升地面等相關建設的質量以及效率，促進測繪技術的快速發展。
4.2測量機器人應用的具體流程以及注意事項。測量機器人應用的具體流程：
（1）在測量之前進行完善的準備，將控制點引入測量的區域之內，選擇最好的設站點，將反射棱鏡安裝在測量儀器的上方，使反射棱鏡處于測量設備的頂端，否則可能會出現遮擋棱鏡造成測量數據終端的狀況；
（2）按照一體化的基本模式進行具體測量操作，把測深的儀器、GPS系統以及計算機連接在一起，開啟測量的軟件，設置測量儀器的參數，保證各項測量設備的正常運行；
（3）將全站儀架好，開啟相關的測量軟件，在菜單中選擇新建任務，進行相關的測站設置，照準目標以及反射棱鏡，打開鎖定的開關，進入地形菜單，設置起始點以及采樣的時間間隔，啟動開始鍵，使測量機器人開始自動測量狀態。另外，在地形測量以及自動化測繪的過程中，要保證測量軟件的點號以及測量機器人的點號一致，基站工作人員要嚴格地關注監視器，在該過程中可能會受到外界因素的干擾，出現掉點的現象，這時要做好點號的記錄工作，假如干擾的效果過強，需要暫時結束測量，等待干擾消除，再重新進行地形測量工作。
5、結語
在地形測量以及測繪的過程中應用測量機器人，可以有效地提高測量精度，提升土地等相關建設的質量。另外，測量機器人與GPS等協調進行測量，可以減少人力資源，快速完成地形測量以及測繪工作，進而使我國的地形測量以及測繪等技術得到快速發展。
【參考文獻】
【1】李勝.測量機器人地表位移監測系統在露天礦邊坡監測中的應用[J].工程建設與設計,2018,15(10):24-25.
【2】郝顯生,白銀彥.試析地形測量中新型測繪自動化技術的運用[J].科技資訊,2017,35(16):16-38.
【3】陳滿.地形測量與測繪技術自動化技術之間的關系研究[J].科技與企業,2016,23(12):17-27.
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