测绘工程中的数字测绘技术研究

测绘工程中的数字测绘技术研究

张令涛

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上海元易勘测设计有限公司

摘要：数字测绘技术在现代测绘工程中具有广泛的应用，它涵盖了遥感技术、全球卫星导航系统（GNSS）、激光扫描技术、地理信息系统（GIS）以及三维建模技术等关键技术。本文从技术概述、关键技术以及应用领域等方面进行了详细介绍。数字测绘技术为城市规划与土地管理、自然资源管理与环境保护、基础设施建设与维护等领域提供了高效、准确和多样化的解决方案。它在土地规划、资源管理、灾害监测和城市发展等方面的作用越发凸显，是现代地理信息领域不可或缺的工具。

关键词：数字测绘技术；遥感技术；GIS

引言

数字测绘技术是地理信息领域中的关键驱动力之一，它已经在测绘工程中取得了巨大的成就。本文旨在深入探讨数字测绘技术的定义、关键技术以及在测绘工程中的广泛应用。

一、数字测绘技术概述

（一）数字测绘技术的定义

数字测绘技术是指利用现代科技手段，包括遥感技术、全球卫星导航系统（GNSS）、激光扫描技术、地理信息系统（GIS）等，进行地理空间数据的采集、处理、存储和分析，以及地图制图和空间信息应用的一系列过程。它以数字地图和数字地理信息为核心，实现了地理信息的数字化表达和管理。

（二）数字测绘技术的发展历程

数字测绘技术的发展经历了多个阶段，从传统的地图制图到遥感与GIS的整合应用，不断创新和发展。在20世纪末至21世纪初，数字测绘技术得以快速发展，主要得益于卫星技术、激光扫描技术以及计算机硬件与软件的进步。这些技术的融合和发展，为数字测绘技术提供了坚实的基础，使其在测绘工程中的应用变得更加广泛和深入。

（三）数字测绘技术在测绘工程中的应用

数字测绘技术在测绘工程中发挥了关键作用。它被广泛应用于城市规划与土地管理，通过高分辨率卫星遥感图像和GIS技术，可以实现城市用地分布的精确监测和土地规划的智能化。在自然资源管理与环境保护方面，数字测绘技术可以监测森林、水资源、土地利用等自然资源的动态变化，同时支持环境保护和生态研究。在基础设施建设与维护方面，数字测绘技术可用于道路、铁路、港口、机场等基础设施的设计、施工和监测。此外，数字测绘技术在灾害监测与应急响应中也发挥了关键作用，通过遥感和GIS技术，可以实时监测自然灾害如洪水、地震、火灾等，支持紧急救援和灾后重建工作。

二、数字测绘技术的关键技术

（一）遥感技术在数字测绘中的应用

遥感技术是数字测绘中的重要组成部分，它通过从卫星、飞机或地面传感器获取高分辨率的地球表面信息，为数字测绘提供了丰富的地理数据。遥感技术的应用包括但不限于：土地利用和土地覆盖分类：遥感图像可以用于准确识别和分类土地利用类型，如农田、城市区域、森林等，为城市规划和土地管理提供支持。

环境监测：通过监测大气、水质、土壤和植被等环境参数，遥感技术有助于环境保护和资源管理，特别是对于监测自然灾害如洪水、干旱、森林火灾等方面。

基础设施规划和监测：遥感图像可以用于城市基础设施规划和监测，如道路、铁路、港口、机场等的设计和维护。

（二）全球卫星导航系统（GNSS）在数字测绘中的应用

GNSS系统如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗等，提供了高精度的全球定位和导航服务，广泛用于数字测绘中的位置信息获取和精确定位。GNSS在数字测绘中的应用包括：地图制图：GNSS技术用于采集地理坐标，帮助绘制精确的地图，为测绘工程提供空间参考。道路导航和车辆追踪：GNSS用于导航系统，帮助司机准确定位和导航，同时也可用于车队管理和货物追踪。测量和测绘：GNSS可以提供高精度的测量数据，支持测绘工程中的测量任务，如地形测量、边界测量等。

（三）激光扫描技术在数字测绘中的应用

激光扫描技术，又称LiDAR（光电探测与测距），通过发射激光脉冲并测量其返回时间来获取地表和建筑物的高度信息。它在数字测绘中的应用包括：地形和地貌测量：激光扫描技术可以生成高分辨率的数字地形模型（DTM），用于地质勘探、水资源管理和土地规划。3D建模：激光扫描技术可用于建筑物、桥梁和文化遗产的三维建模，支持城市规划和文化遗产保护。森林资源管理：LiDAR可以估算森林资源的生长和存量，有助于可持续森林管理。

（四）地理信息系统（GIS）在数字测绘中的应用

GIS是一种用于存储、管理、分析和可视化地理信息的系统。在数字测绘中，GIS应用包括：空间数据管理：GIS用于存储和管理各种地理数据，如地图、卫星图像、传感器数据等。空间分析：GIS支持空间数据的分析，如地理查询、缓冲区分析、空间插值等，为测绘工程提供决策支持。地图制图：GIS可以生成各种类型的地图，包括专题地图、导航地图和分析地图，满足不同应用需求。

（五）三维建模技术在数字测绘中的应用

三维建模技术将数字测绘推向新高度，它允许地理信息以三维形式表示。应用包括：建筑与城市模拟：三维建模技术用于模拟城市景观、建筑物和公共设施，有助于城市规划和可视化。地下管网管理：三维建模可用于管理地下管道和设施，提高基础设施维护和安全性。防灾与紧急响应：三维建模支持灾害模拟和应急响应计划，提高了社会的灾害准备和响应能力。

三、数字测绘技术在测绘工程中的应用

（一）城市规划与土地管理

城市规划和土地管理是数字测绘技术的重要应用领域之一。通过高分辨率的卫星图像、激光扫描数据以及地理信息系统（GIS）的支持，城市规划者可以更好地了解城市的土地利用情况、人口分布和基础设施分布。这些数据可用于：土地利用规划：数字测绘技术帮助城市规划者确定最佳的土地用途，确保城市的可持续发展。城市扩展规划：通过遥感图像和GIS，城市规划者可以识别适合城市扩展的地区，并规划新的住宅区、商业区和基础设施。土地管理：数字测绘技术可以监测土地的变化，支持土地权属登记和土地税收管理。

（二）自然资源管理与环境保护

数字测绘技术在自然资源管理和环境保护方面的应用有助于维护生态平衡和可持续资源利用。森林管理：数字测绘技术可以监测森林覆盖、生长速度和森林病虫害，帮助制定可持续的森林管理计划。水资源管理：通过监测湖泊、河流和水库的水位、水质和河岸侵蚀等，数字测绘技术支持水资源管理和灾害监测。环境监测：遥感图像可以用于监测空气质量、土壤污染和城市热岛效应等环境指标。

（三）基础设施建设与维护

数字测绘技术在基础设施建设和维护中的应用有助于提高效率和安全性。它包括：道路和桥梁建设：数字测绘技术支持道路和桥梁的设计、建设和监测，确保交通安全和可持续发展。电力和通信基础设施：GIS和GNSS用于电力和通信设施的位置规划和维护，确保可靠的服务。管道和管网管理：激光扫描技术可用于管道和管网的精确测量，减少泄漏和损坏的风险。

结语

总而言之，数字测绘技术已经成为现代测绘工程中不可或缺的关键要素。它的发展和广泛应用在城市规划、自然资源管理、基础设施建设以及应急响应等领域取得了显著的成就。数字测绘技术的精度、效率和多功能性使其成为解决当今社会面临的复杂地理问题的有力工具。

参考文献：

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[2]吴红样.试论数字测绘技术在测绘工程中的特点及应用[J].智能城市,2022,4(11):50-51.

[3]李宾.数字测绘技术在测绘工程中的应用探析[J].科技创新导报,2021(30):139.