Construcción de un sistema de información cartográfica y topográfica de ingeniería digital
1. Descripción general
Con el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología de topografía y cartografía y la tecnología informática, la tecnología de posicionamiento global por satélite (GPS), la tecnología de teledetección aérea (RS) y la cartografía digital. La tecnología moderna de topografía y cartografía digital representada por sistemas de información geográfica (SIG) y tecnología de redes de comunicación se ha utilizado ampliamente en el campo de la topografía y la cartografía, reemplazando gradualmente la tecnología tradicional de topografía y cartografía. La industria de la topografía y la cartografía está atravesando una transformación histórica de una industria de información geográfica tradicional a una moderna. Para garantizar el desarrollo sostenible de la tecnología de topografía y cartografía, el trabajo de topografía y cartografía de la ciudad de Shenzhen promueve activamente la aplicación de nuevas tecnologías y nuevos métodos, se centra en la construcción de sistemas de tecnología de topografía y cartografía digitales, desarrolla una topografía digital con derechos de autor completamente independiente y sistema de mapeo y desarrolla tabletas electrónicas portátiles CBW-CE. El desarrollo y la aplicación de la revisión y topografía dinámica de mapas topográficos han llevado la tecnología de topografía y mapeo digital de la ciudad a un nuevo nivel y han adquirido una rica experiencia en el desarrollo de topografía y mapeo de alta tecnología para. las industrias de topografía y cartografía de ingeniería y estudios geológicos.
2. Construcción de un sistema de tecnología de topografía y cartografía digital
En la década de 1990, la industria de topografía y cartografía en Shenzhen siguió de cerca el ritmo de desarrollo de la tecnología de topografía y cartografía y actualizó los equipos en China. de manera oportuna basándose en la situación real de Shenzhen. Han comprado instrumentos automatizados (como GPS, estaciones totales, niveles digitales, etc.), han introducido o desarrollado software o sistemas necesarios para la topografía y la cartografía digitales y han desarrollado activamente nuevos sistemas topográficos y cartográficos. tecnologías cartográficas y nuevas tecnologías representadas por "3S (GPS, RS, GIS)" La promoción y aplicación de métodos reemplazó gradualmente los métodos y medios de medición analógicos convencionales tradicionales con tecnologías y métodos de topografía y mapeo digitales, reemplazó los productos topográficos y cartográficos analógicos en papel con productos de topografía y cartografía digitales, y básicamente estableció un sistema "4D" respaldado por la tecnología "3S" como la principal forma de producto del sistema de tecnología de topografía y cartografía digital, ha logrado un gran avance desde la topografía y cartografía analógica tradicional a la topografía y cartografía digitales. topografía y cartografía digitales modernas.
En 1993, la Oficina de Planificación y Tierras Municipales de Shenzhen organizó unidades relevantes para digitalizar una gran cantidad de mapas topográficos en papel blanco a escalas de 1:1000 y 1:2000, y digitalizó otros datos topográficos y cartográficos, como resultados de puntos de control en varios niveles y nombres de lugares. Los elementos se ingresan en la computadora. La base de datos del Sistema de Información Geográfica Básica de Shenzhen (SUPLIS-GIS) se estableció de acuerdo con los principios de estratificación y zonificación. En 1996, SUPLIS-GIS se completó y puso oficialmente en funcionamiento. Su información geográfica incluye: 6870 piezas de datos de mapas topográficos a escala 1:1000 y 1:2000 que cubren 2020 km2 de la ciudad y sus correspondientes datos DEM y símbolos gráficos, puntos de control en varios niveles, varios datos de tuberías, planificación y diseño de carreteras municipales y varios datos de gestión catastral, etc. SUPLIS-GIS se basa en tecnología de Internet y la tecnología SIG de red Oracle almacena datos y el software Arc/info gestiona datos gráficos. Esto indica que la tecnología SIG se ha utilizado ampliamente en el campo de la topografía y la cartografía en Shenzhen. No solo realiza el intercambio remoto y en tiempo real de datos espaciales como mapas topográficos y catastros, sino que también proporciona servicios para el establecimiento y aplicación de SIG. por los departamentos pertinentes También proporciona servicios para la gestión y actualización de los propios mapas topográficos. Se han establecido condiciones favorables y se han sentado una buena base y plataforma para la digitalización de productos topográficos y cartográficos.
En 1995, Shenzhen comenzó a utilizar tecnología de cartografía digital para realizar levantamientos topográficos básicos 1:1000 y realizó un estudio exhaustivo y un resumen de los métodos técnicos, procedimientos operativos y control de calidad de los mapas digitales de todo campo. cartografía, iniciando así la promoción y aplicación de la tecnología de cartografía digital en Shenzhen. En 1997, la tecnología de cartografía digital no sólo se utilizaba para la revisión de mapas topográficos básicos 1:1000, sino que también se utilizaba ampliamente en planificación urbana, construcción municipal y otros campos de estudios de ingeniería. Se ha eliminado básicamente la tecnología tradicional de topografía y cartografía analógica y se ha logrado la producción de topografía y cartografía sin papel. Los productos topográficos y cartográficos también se han transformado de resultados de simulación en papel a productos topográficos y cartográficos digitales.
En 1996, Shenzhen fue la primera ciudad del país en utilizar la tecnología GPS para transformar su red de control urbano y estableció la primera red urbana de referencia GPS de segunda clase. Después de eso, utilizó la tecnología GPS para probar cuatro. redes que cubren toda la ciudad Al mismo tiempo, la tecnología GPS se ha utilizado para establecer redes de control GPS dedicadas para muchos proyectos clave, como la red GPS del metro de Shenzhen, la red GPS del río Shenzhen, etc. La tecnología GPS se ha utilizado ampliamente en Shenzhen. Aplicación, eliminando por completo los métodos tradicionales de medición de control como la triangulación y la medición de cables. En 2003, el exitoso establecimiento de las "Estaciones de Referencia de Operación Continua de Shenzhen (SZCORS)" marcó el comienzo de una nueva era para la aplicación de la tecnología GPS en Shenzhen.
En la actualidad, la industria de topografía y cartografía de Shenzhen ha utilizado completamente la tecnología de topografía y cartografía digital para eliminar la tecnología de topografía y cartografía analógica tradicional, logrando un salto histórico de la topografía y cartografía analógica tradicional a la topografía y cartografía digitales, y ha establecido una tecnología "3S", el sistema de tecnología de topografía y cartografía digital con tecnología informática y tecnología de comunicación de red como núcleo ha mejorado el sistema de producción de topografía y cartografía digital, el sistema de productos y servicios de topografía y cartografía digital, las normas técnicas, las leyes y regulaciones que son compatibles con la tecnología topográfica y cartográfica digital. La tecnología de topografía y cartografía digitales y los productos de topografía y cartografía digitales están desempeñando un papel cada vez más importante en la construcción de la economía nacional, y el sistema de topografía y cartografía digitales está avanzando hacia un sistema de topografía y cartografía basado en información.
3. Desarrollo y construcción de un sistema de topografía y cartografía digital con derechos de autor completamente independiente
A medida que la tecnología de topografía digital se vuelve cada vez más madura y sus aplicaciones continúan promoviéndose y popularizándose, el foco de la investigación Pasando gradualmente de los métodos técnicos al software de mapeo, el Instituto de Investigación y Encuesta de Shenzhen estableció un grupo de desarrollo de tecnología de mapeo digital a principios de 1996 para realizar una encuesta sobre el estado de desarrollo de la cartografía digital y las aplicaciones de software en todo el país. La industria nacional de topografía y cartografía aún no cuenta con un conjunto completo de software con las capacidades de Es un sistema de dibujo digital con derechos de propiedad intelectual independientes que integra la mayoría de los sistemas de dibujo utilizados directa o indirectamente por las unidades de topografía y cartografía. Utilice AutoCAD para el desarrollo secundario. Debe contar con el soporte de AutoCAD al usarlo, lo que está muy restringido en términos de actualización de software, mantenimiento de software y aplicación. Al mismo tiempo, es difícil realizar el intercambio de datos con el Sistema de Información Geográfica Básica del Centro de Información Territorial y Planificación de Shenzhen. (SUPLIS).
Desarrollar software con derechos de propiedad intelectual independientes tiene muchas ventajas sobre el uso de AutoCAD para el desarrollo secundario. Por ejemplo, los propios programadores diseñan los programas fuente, las estructuras de datos, los modelos matemáticos, etc., lo que facilita su modificación rápida. y optimizar el sistema sin restricciones de otros sistemas. Al mismo tiempo, la interfaz de usuario y todos los comandos están en chino, por lo que los usuarios pueden operar de manera cómoda y flexible sin tener que dominar el inglés. Además, de acuerdo con los requisitos de estructura de datos de diferentes sistemas GIS, los desarrolladores pueden diseñar software de interfaz más completo de manera específica.
En la segunda mitad de 1996, el equipo de desarrollo desarrolló con éxito una versión DOS del sistema de mapeo digital CBD utilizando el sistema operativo DOS como entorno de desarrollo y Borland Pascal 6.0 orientado a objetos como herramienta de desarrollo. Múltiples actualizaciones y mejoras, actualizadas gradualmente desde la versión 1.0 a la versión 4.0. En 1999, comenzamos a desarrollar el sistema electrónico de topografía y cartografía basado en el sistema CBD y seleccionamos el lenguaje Delphi como herramienta de desarrollo. Dado que Delphi es en realidad una versión mejorada del lenguaje Borland Pascal 6.0, puede aprovecharlo al máximo. Los algoritmos existentes, los modelos matemáticos y las fuentes del sistema CBD, etc., han permitido que el desarrollo del sistema electrónico de topografía y cartografía alcance el doble de resultado con la mitad de esfuerzo. En mayo de 2000 se desarrolló con éxito el sistema electrónico de topografía y cartografía.
El sistema electrónico de topografía y mapeo es un sistema de mapeo digital puramente nacional desarrollado con derechos de propiedad intelectual independientes. Integra varios mapeos digitales a gran escala, navegación y mapeo GPS RTK, digitalización de vectores de mapas topográficos y movimiento de tierras. cálculos Un completo sistema digital de topografía y cartografía que integra funciones como medición de secciones transversales, producción de mapas temáticos, tableta portátil PDA y medición de redes de tuberías subterráneas. No requiere el soporte de AutoCAD, pero puede lograr comunicación e intercambio de datos en tiempo real con él.
El sistema tiene principalmente las siguientes funciones y características:
1) El sistema electrónico de topografía y cartografía es un sistema de cartografía digital chino completamente funcional con derechos de propiedad intelectual independientes que no requiere el soporte de AutoCAD pero realiza tareas reales. -Comunicación en tiempo e intercambio de datos con él. El sistema tiene una interfaz amigable, entrada visual de símbolos y anotaciones de caracteres chinos, cálculos de movimiento de tierras convenientes y simples, archivos de gráficos de datos intuitivos y convenientes que integran valores de observación, líneas, textos y símbolos, indicaciones de funciones en línea. y captura, y una estructura de comando abierta. Múltiples funciones como arrastre dinámico en tiempo real y zoom dinámico de ventana en tiempo real hacen que la operación sea simple e intuitiva, y son fácilmente aceptadas por los técnicos de topografía y mapeo.
2) Utilizando la tecnología de generación, desconexión y corte automático sin código de líneas de contorno y la tecnología de modificación dinámica de curvas, se pueden generar y modificar líneas de contorno de cualquier rango de tamaño y atributos y valores de código. se puede asignar automáticamente. La entrada visual externa no codificada, la tecnología de adición automática interna, la tecnología de borrado de códigos preestablecidos, el establecimiento y verificación de relaciones topológicas y el llenado de polígonos y otras funciones eliminan la necesidad de que los operadores memoricen códigos de características tediosos y complejos, lo que facilita la implementación de la integración con varios sistemas GIS. Interfaz de datos.
3) La tecnología de indexación de mapas completos, la tecnología para separar símbolos y datos gráficos, la tecnología para la separación automática de colores de mapas antiguos y nuevos, etc., hacen que la revisión de mapas digitales del terreno sea intuitiva y clara. El lenguaje de descripción de la decoración del esquema utiliza texto, que es muy conveniente de generar y editar, y puede satisfacer diversas necesidades de dibujo generales y especiales.
Desde que el sistema se desarrolló con éxito, se ha utilizado ampliamente en la revisión dinámica y el levantamiento de mapas básicos de la ciudad de Shenzhen, levantamiento y mapeo de planos municipales y de construcción de varias escalas dentro y fuera de la zona especial, cálculos de movimiento de tierras. , medición de redes de tuberías subterráneas y diversos temas especiales mapas catastrales y otros campos de producción de topografía y cartografía.
Desde 1996, se han revisado y examinado digitalmente 996 mapas topográficos 1:1000 de Luohu, Nanshan, Yantian, Longgang, Baoan y otros lugares de Shenzhen utilizando el sistema electrónico de topografía y cartografía. El área es de aproximadamente 80 km2. Años más tarde, el sistema se utilizó para completar el seguimiento dinámico y la reparación de más de 12.000 mapas topográficos 1:1000 en el distrito de Nanshan, el distrito de Baoan, el distrito de Longgang y otros lugares. En la actualidad, el sistema sigue utilizándose ampliamente en Shenzhen. Revisión dinámica y pruebas de mapas topográficos digitales 1:1000. Además, el sistema electrónico de topografía y cartografía no sólo se utiliza para la revisión y levantamiento de mapas básicos 1:1000, sino que también se utiliza ampliamente en varios mapas topográficos de ingeniería urbana a gran escala, como 1:500 y 1:1000. completó el proyecto de reconstrucción de la carretera Huanggang Road y el distrito central, el puerto de primera línea del corredor occidental, el mapa del área marítima de Houhai, proyectos de mapeo digital 1:500, 1:1000 como el proyecto Guangdong LNG, así como proyectos de detección de tuberías subterráneas en el distrito de Nanshan. , Distrito de Longgang, Distrito de Luohu, Distrito de Baoan y otros lugares, y estudio catastral del distrito de Yantian, Estudio de casas privadas en aldeas administrativas como Xiasha y Xinzhou en el distrito de Futian, y compilación de mapas catastrales de usos múltiples en el distrito de Futian y el distrito de Nanshan.
4. Aplicación de la tableta electrónica portátil CHE-CE en la revisión dinámica y levantamiento de mapas topográficos
La recopilación de datos de campo es uno de los procesos importantes de la topografía digital, que afecta directamente la calidad. de topografía digital. Rapidez, calidad, etc. Hay dos métodos convencionales: uno es una estación total y un pequeño manual electrónico (como PC-E500, etc.) que se utiliza para dibujar bocetos en el sitio; el otro es una estación total y una tableta electrónica de computadora portátil. La interfaz del primer método es el modo de caracteres, que no puede mostrar gráficos grandes, y mucho menos editar gráficos, y solo puede lograr una recopilación de datos única. El segundo método puede lograr "medición y detección instantáneas", pero tiene desventajas como el alto precio, el corto tiempo de suministro de energía y no es adecuado para operaciones de campo en entornos hostiles. Cómo combinar las ventajas de los dos métodos es un tema de gran preocupación para los técnicos topográficos y cartográficos.
La computadora de mano PDA tiene funciones sólidas, tamaño pequeño, peso liviano, gran adaptabilidad a entornos exteriores hostiles, protocolos de comunicación ricos y soporte de hardware, y tecnología de comunicación en tiempo real que puede lograr una integración perfecta con varias estaciones totales. Las ventajas de la integración y el rendimiento de alto costo han atraído una amplia atención en la comunidad de topografía y cartografía. Cómo aprovechar al máximo las ventajas de recursos de las PDA y desarrollar tabletas electrónicas basadas en computadoras de mano PDA es el sueño del personal científico y tecnológico en el campo de la topografía y la cartografía.
La Unidad de Investigación y Estudios de Shenzhen desarrolló con éxito en marzo de 2001 el sistema CHe-CE para topografía y mapeo de tabletas electrónicas basadas en computadoras portátiles PDA. Este sistema puede realizar edición en tiempo real durante la recolección de datos de campo. haciendo realidad la computadora portátil La combinación perfecta de las ventajas de las tabletas electrónicas y los manuales electrónicos compactos ha resuelto con éxito los problemas que afectan el desarrollo de la tecnología cartográfica digital y ha hecho una contribución positiva al desarrollo de la tecnología cartográfica digital.
La tableta portátil PDA CHeCH es un subsistema del sistema electrónico de topografía y cartografía que se utiliza principalmente para la recopilación de datos de campo. Puede registrar automáticamente datos de observación y convertirlos en gráficos en tiempo real. -La edición visual en tiempo se puede realizar durante la recopilación de datos de campo para lograr. Ha establecido un modo de mapeo ideal de "medir y obtener instantáneamente" y resolvió con éxito el problema de errores, errores y omisiones causados por el uso de computadoras portátiles electrónicas convencionales combinadas con la separación de la grabación de bocetos y la edición interna durante la recopilación de datos de campo; la pantalla móvil CHeCE es rápida, la velocidad de movimiento de la pantalla es de 2 segundos y la memoria utilizable es grande y puede editar mapas topográficos de aproximadamente 3 M (equivalente a 6 M); de datos de AutoCAD) y almacenar de 6 a 8 mapas topográficos 1:1000 al mismo tiempo. CHeCE realiza la integración con estaciones totales de uso común de Topcon, Leica, Nikon, Zeiss, PENTAX, SOKKIA, Southern Company, Beijing Bowei Company, etc. Comunicaciones de datos.
La tableta electrónica portátil CHECE se ha utilizado ampliamente en la revisión dinámica y el levantamiento de mapas topográficos digitales 1:1000 en Shenzhen. Cuando se utiliza CHeCE para la revisión y el levantamiento de mapas topográficos, la imagen completa ocupa aproximadamente 4 M (archivo DXF). es de aproximadamente 8M) puede ser El mapa topográfico se transfiere a la PDA y las partes modificadas se eliminan, muestran y modifican en la PDA. La reparación y prueba de las nuevas características y accidentes geográficos se completan directamente en el sitio. trabajo interno, solo se requieren modificaciones simples, lo cual es extremadamente efectivo. Al mismo tiempo, se utilizan diferentes escalas de grises para distinguir imágenes antiguas y nuevas, lo que hace que el trabajo de reparación y prueba sea claro de un vistazo. El uso de CHeCE para reparar y examinar mapas topográficos realmente logra el modo ideal de levantamiento de mapas de "medición y presentación instantáneas", que no solo reduce la aparición de errores, errores y omisiones, sino que también mejora la eficiencia y ahorra costos.
5. Fortalecer la gestión de los archivos empresariales de topografía y cartografía.
Los archivos empresariales de topografía y cartografía son una base de datos de datos y resultados con valor de preservación formados durante la producción, la tecnología y la investigación científica. y las actividades de operación y gestión de las empresas topográficas y cartográficas. No es sólo el resultado laboral de la mayoría de los técnicos topográficos y cartográficos, sino también un recurso importante y una riqueza valiosa para las empresas topográficas y cartográficas.
El contenido de los archivos empresariales de topografía y cartografía incluye principalmente: topografía geodésica, fotogrametría y teledetección, topografía, dibujo e impresión de mapas, topografía de ingeniería, topografía y cartografía catastral, topografía y cartografía marina, topografía del reino y cartografía, topografía y cartografía de bienes raíces, topografía y cartografía geológica, gestión de topografía y cartografía, etc.
El establecimiento y utilización de archivos empresariales de topografía y mapeo es una parte importante de todos los aspectos de la gestión de archivos de datos empresariales y es un medio para que los archivos empresariales participen directamente en las actividades funcionales de la empresa y generen beneficios indirectamente. Mediante el uso completo de los archivos corporativos, podemos brindar servicios para la producción, operación e investigación de empresas, brindar servicios pagos a la sociedad, probar la calidad de la colección y el archivo, verificar si los límites entre preservación y destrucción son apropiados e identificar problemas en la gestión de archivos corporativos y abordarlos en consecuencia Corregir y mejorar en consecuencia. Por lo tanto, las principales unidades de prospección geológica, topografía y cartografía de Shenzhen consideran el establecimiento y utilización de archivos de topografía y cartografía como una tarea importante de gestión de calidad.
En los últimos años, varias industrias de topografía y cartografía en Shenzhen se han centrado en mejorar activamente el nivel de modernización de la gestión de archivos, haciendo un uso extensivo de la tecnología informática, la tecnología de redes y los equipos de automatización de oficinas para lograr la modernización y automatización. En la gestión de archivos, integrando archivos corporativos, libros científicos y tecnológicos, los datos de inteligencia deben incluirse en la construcción de la informatización para aprovechar plenamente el papel de los recursos de archivo.