3S技术在道路测量中应用毕业论文.doc

本科毕业论文（设计）3S技术在道路测量中的应用目 录摘 要 ⅡAbstract Ⅲ引言 11 3S技术概述 11.1 3S技术简介 11.2 RS测量技术概述 11.3 GIS技术的概述 21.4 GPS测量技术概述 32 3S技术在道路测量中的应用现状 32.1 GPS 在道路测量中的应用现状 32.2 RS在道路测量中的应用现状 32.3 GIS在道路测量中的应用现状 43 3S技术在道路测量方面的应用 43.1 GPS在道路测量方面的应用 43.2 RS在道路测量方面的应用 53.3 GIS在道路测量方面的应用 54 3S技术在道路测量中的应用实例 64.1 工程概况 64.2 GPS控制网的建立与外业观测 64.3 内业数据处理与精度分析 75 结语 9参考文献 10致 谢 113S技术在道路测量中的应用摘 要3S 技术是全球定位系统( Global Positioning System简称 GPS )，遥感( Remote Sensing 简称 RS)和地理信息系统(Geographic Information System简称 GIS )的统称；3S技术以其海量数据、方便快捷、精确等优点，在道路测量中有着广泛的应用前景。

本文首先介绍了了3S技术的基本测量原理及其在道路测量中的应用发展现状；最后介绍了RS,GIS,GPS在道路测量中的应用, 指出了3S技术的优点，同时结合实例分析解决一些相关问题，给出一些有益的结论关键词3S技术；道路测量；GPS控制网；精度分析The Application of 3S Technology in Road SurveyAbstract3S technology is a global positioning system ( Global Positioning System GPS), remote sensing ( Remote Sensing RS) and geographic information system ( Geographic Information System GIS) collectively;3S technology with its massive data, convenient, accurate, in road measurement has wide application prospects in the. This paper introduces the3S technology the basic measuring principle and its application in the road survey development present situation; finally we introduce the RS, GIS, GPS application in the road survey, pointed out the advantages of 3S technology, combined with example analysis to solve some problems related to, some useful conclusions are drawnKeywords3S Technology； Road Survey；GPS control network；precision analysis3S技术在道路测量中的应用引言3S技术是遥感、地理信息系统和全球定位系统的有机结合。

它以其精确、方便和强大的数据处理功能等优点, 被广泛应用于资源管理、道路设计等领域随着20世纪90年代初期卫星定位系统技术的民用化,推动了3S技术在道路测量中的应用当前,该技术主要应用于以下方面:RS主要是在远离目标的情况下, 高效的获取大面积地面信息, 在大范围的工程规划、设计中使用遥感数据及进行方案可行性选择等GIS对传统选线作业流程可协助处理,并提高工作效率GPS被大量用于控制测量1 3S技术概述1.1 3S技术简介3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information systems，GIS)和全球定位系统(Global positioning systems，GPS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术1.2 RS测量概述RS是指从高空或外层空间接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并通过对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理，从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术经历了３０多年的探索，遥感应用已从静态发展到动态、从区域发展到全球、从地面发展到太空。

其技术动态主要表现在多遥感器、高分辨率、多角度、多时相上近影测量是获取区域数字图像的新的热门技术，像光谱仪和成像雷达是当前遥感研究的两大热点遥感信息处理技术也同步发展，已能进行多时相、多数据源的融合分析，并且系统能由静态分析发展到动态监测，借助于高速计算机和专家系统的支持，已能对环境、资源等进行定量分析、自动成图图1-1 基于遥感图像的道路选线·1.3 GIS技术的概述地理信息系统：(Geographical Information System)也称作土地资源信息系统，它是20世纪60年代开始迅速发展起来的地理学 研究新技术，是多种学科交叉的产物地理信息系统是以地理空间数据 库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信 息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统GIS是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类、分级分层地去管理各种地理信息；而且还能将它们进行各种组合、分析、再组合、再分析等；还能查询、检索、修改、输出、更新等地理信息系统还有一个特殊的“可视化”功能，就是通过计算机屏幕把所有的信息逼真地再现到地图上，成为信息可视化工具，清晰直观地表现出信息的规律和分析结果，同时还能在屏幕上动态地监测“信息”的变化。

图1-2 GIS生成4D图1.4 GPS测量概述GPS是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活(人员跟踪、休闲娱乐)等不同领域全球定位系统(GPS)的工作原理：类似于传统的后方交会，如果在需要的位置某点P架设GPS接收机，在某一时刻同时接收3颗及以上GPS卫星所发射的信号，即测得卫星到测站点的几何距离，就可根据后方交会原理确定出测站点的三维坐标图1-3 南方测绘GPS-RTK系统2 3S技术在道路测量中的应用现状2.1 GPS在道路测量中的应用现状相对于传统的测量方式，GPS技术主要的技术优势在于观测时间短、定位精度高、可以确定三维坐标、点间无需通视、操作方式简单等等，为道路测量技术提供了重要保障当前，GPS技术在道路测量中的应用主要体现在：隧道控制测量、国家控制点加密、测量特大桥控制、测量外业控制点、测量密灌和密林地区路线等等。

此外， 随着近年来RTK技术的功能逐步完善，其所在工程放样中获得广泛应用，使得放养的外业观测强度和计算工作量大大降低，作业效率得到有效提高2.2 RS技术在道路测量中的应用现状随着当前空间技术的快速发展，直观、逼真、能够带来丰富信心的遥感图像为道路工程的选线、地质勘测及评价、工程可行性研究和工程初步设计提供了重要手段贴切地来讲，应用RS技术犹如将室外情况搬到室内进行研究，不仅能够使得道路工程的进步加快，而且能够保障道路选线质量的提高尤其是在可行性研究阶段，RS技术因其海量信息以及其数据的准确性、实时性和全面性为最佳路线的选择提供了极大的帮助，缩短了可研周期，节省了工程勘探费用此外， RS技术还能够为设计人员提供道路沿线建筑材料的分布、运输情况，为施工创造了极为有利的条件2.3 GIS技术在道路测量中的应用现状近些年来，GIS技术因其良好的信息采集、处理、分析能力获得广泛应用但是，GIS在各行业工程建设中的普及才是其社会化的标志当前，GIS应用的重要工作为利用已有的大量平台和GIS基本模型来创造适用于工程建设的各种专业模型，以为道路建设中的勘探、测量、设计、施工等提供高效的服务未来一段时问内，GIS将能够实现各种与道路建设相关的几何和属性数据的集成，实现数据比例尺、投影等方面的转换与处理，最终为道路建设提供最佳方案，为工程施工提供全面服务。

因此，将GIS技术应用在道路建设中能够保持各种数据之间的统一和规范，能够提高道路建设的效率此外，将其与RS技术结合能够获得三维地理信息的遥感图像，保障道路设计的有效程度3 3S技术在道路测量方面的应用3．1 GPS在道路测量方面的应用GPS 定位系统具有定位精度高, 实时定位速度快, 提供三维坐标, 操作简便, 全天候作业及全球地面连续覆盖等特点, 在道路测量方面得到广泛应用1） 平面控制测量利用GPS 静态定位、快速静态定位和实时动态定位技术( 简称RTK ) 可以实现高精度的快速的控制网测量和部分碎部测量其基本优点为精度高, GPS 相对定位精度在50km以内可达10 ～6ppm 在300 ～1500m 工程精密定位中, 1h 以上观测的解其平面位置误差小于1mm ; 其次观测时间短, 20km 以内相对静态定位, 仅需15 ～20mi n , 应用RTK 测量时, 当每个流动站与基准站相距在15km 以内时, 流动站观测时间每站观测仅需几秒钟2） 放样测量在道路工程测量过程中, 采取RTK 点放样和线路放样, 采用点放样时, 首先将放样点坐标和静态网中的坐标转换参数一起上传到GPS 流动站中, 然后根据所放点标识进行实地放样, 放样精度可以控制在5cm 以内。

进行线路放样时首先在室内根据线路中心线的弯道元素编制线路中心线文件, 将该文件和坐标转换参数上传到GPS流动站接收机, 在实地依桩号和所放点与中心线的关系进行现场放样（3） 高程测量GPS 测量资料与水准测量资料相结合, 来确定区域性大地水准面的高程是一种有效的方法这种方法要求GPS 观测点具有水准测量资料且密度适当, 分布比较均匀利用高精度GPS 定位技术精密确定观测点的大地高程差, 并根据建立的适当大地水准面数学模型, 内插出计算点的高程异常或异常差, 从而得出特定点的正常高 采用静态定位方法测出的大地高差误差△h / D 可达到3 ～4ppm , 当距离小于20km 时, 可达到厘米级精度; 引入高级水准点, 进行高程转换后在平原和丘陵地中误差可达到±5cm , 山区也可以达到±15cm , 因此可以完全代替四等水准3 .2 RS在道路测量方面的应用利用全数字化摄影测量系统对影像数据和GPS 外业像控资料进行空中三角测量、估算空三加密精度、全野外碎部点采集、数字高程模型生成和编辑、数字正摄影像生成、正摄影像测图和数字线化图编辑并生成线划图, 然后进行野外补调, 最后编辑生成最终的线划图, 并转换成GIS 支持的图形文件。