精密似大地水准面模型 青海传统测量向现代高精度测量的方式变革

2016-12-06 08:50:04    来源:新华网

摘要:精密似大地水准面模型取代传统复杂的水准测量方法,使得平面控制网和高程控制网分离的传统大地测量模式成为历史。

   

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  青海藏区以独有的民俗风情和自然风光闻名遐迩,三年前这片广袤的大地上迎来了一群敢想、敢做、敢创新的测绘人,他们默默无闻、坚守岗位、吃苦耐劳,只为打好青海藏区测绘基准体系基础设施建设(一期工程)这场攻坚战。

  该项目作为青海省“十二五”测绘重大项目之一,是构建数字青海地理空间框架的重要组成部分。历时三年多,对于奋战在青海藏区精密似大地水准面模型项目的测绘人来说,注定意义不凡。行业技术的创新和发展,填补了原有的不足和空缺,由难到易、化繁为简、脚踏实地,逐步摸索出了技术革新的新路子。

  技术革新引领行业新发展

  青海藏区测绘基准体系基础设施建设

  似大地水准面是获取地理空间信息的高程基准面,在高精度、高分辨率(似)大地水准面模型的支持下,利用GPS技术可以直接测定海拔,从而取代传统复杂的水准测量方法,使得平面控制网和高程控制网分离的传统大地测量模式成为历史。

  在青海藏区测绘基准体系基础设施建设(一期工程)项目中,分辨率为2'×2'、精度优于8厘米的藏区精密似大地水准面模型的确定,切实解决了在高海拔地区实施测绘基准工作难度大、效率低的问题,为作业方式、作业时效带来了全面升级。

  藏区精密似大地水准面模型的建设是基于卫星导航定位综合服务系统、GNSS B级网、二等水准等子项目成果的二次开发,项目投入了高性能计算机等室内硬件设备。此次项目中,青海藏区精密似大地水准面模型的应用,攻克了2005年青海省首次使用似大地水准面模型时出现的分辨率低、精度较差的问题,实现了青海省传统基础测量向新一代高精度测量方式的变革。

  青海第二期似大地水准面计算采用了第二类Helmert凝集法, 其各类地形位及地形引力的影响均考虑了地球曲率影响的严密球面积分公式,计算地形的直接和间接影响的积分半径均采用了300公里。地形资料7″.5×7″.5 SRTM用于Airy-Haiskanen地形均衡归算、地形位及地形引力影响的计算中,重力资料使用了451902个点,GPS水准资料采用了43个点, EIGEN6C4地球重力场模型作为参考重力场。43个GPS水准资料与重力似大地水准面独立比较精度为±0.080m。利用球冠谐调和分析方法将GPS水准与重力似大地水准面联合求解得出的2′×2′格网似大地水准面其精度达到±0.061m。

  传统测量走向高精度测量

  传统测量走向高精度测量

  精密的计算和令人信服的数据得到了工程师赵利江的充分肯定:“计算方法比原来要先进,技术手段也比原来要好,不论从性能上,还是精度上都远远优于2005年做的似大地水准面。”

  赵利江,青海省第一测绘院基准运行维护中心主任工程师,聊起技术来是面面俱到。“测水准作业是所有测量工作中最辛苦的一个,以前没有似大地水准面模型,想要获得一个点的海拔是多少,就要用水准一点一点推过去,效率很低,费时费力,如今只要知道该点基于卫星定位基准站的位置并将位置导入到模型里,就可以直接获得海拔高度。”赵利江说道。

  而在实际应用中藏区精密似大地水准面模型配合基准站网、B级网定位出纬度、经度、大地高,从而在建模时节约成本,提高了工作效率。同样在面对庞大的市场竞争时,似大地水准面模型对用户最大吸引力无疑是省时、省力、高效率、低成本。在重大基础测绘项目中,如1:1万、地理国情、农村宅基地项目时似大地水准面模型则妥善解决了这些项目的高程基准问题。

  当谈到藏区精密似大地水准面模型未来的发展,赵利江说:“重点地区要做到5厘米以内,5厘米以内有很多好处,它可以直接用于1:500及以下比例尺的地形图制作,那个时候就完全脱离了水准测量。”

  精诚所至金石为开

  青海省似大地水准面模型

  从2005年到如今,青海省似大地水准面模型的应用有了质的飞跃,技术、精度都在向更高层次发展。它的应用也将为地区的基础测绘、数字中国地理空间基础框架、区域沉降监测、环境预报与防灾减灾以及国防建设、海洋科学、气象预报、地学研究、交通、水利、电力等多学科研究与应用提供了必要的测绘服务。

  而此次藏区精密似大地水准面模型也发挥其自身优势改善了传统高程测量作业模式, 从而使费用高、难度大、周期长的传统高精度水准测量工作量减少到最低限度,为基础设施建设提供了有力保障,在科研方面更是实现了藏区高精度重力场模型的全覆盖,为研究青藏高原的板块运动奠定了基础。

  时过境迁,三年弹指一挥间,再回首恍然如梦,重温当时的场景,一定是历历在目,无数个辗转反侧的夜里,高原测绘人与纸、笔、数据为伴挑灯夜战,一项项新的测量技术逐渐崭露头角,他们不负所托为青海测绘事业带来了福音。

    原题:藏区精密似大地水准面模型带来测绘福音——记青海藏区精密似大地水准面模型

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