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现代测绘基准,青海生态文明建设的新引擎

2018-04-04 16:15 来源: 青海省测绘地理信息局 作者: 祁星娜

——记青海省科学技术进步二等奖“青海省现代测绘基准构建的关键技术及实现”

      2018年3月22日,经青海省科学技术奖评审委员会评审、省科学技术奖励委员会审定、省委省政府批准,由省测绘地理信息局报送的、由青海省第一测绘院实施的“青海省现代测绘基准构建的关键技术及实现”项目获2017年度青海省科学技术进步二等奖。

      “青海省现代测绘基准构建的关键技术及实现”项目暨“青海省藏区现代测绘基准体系基础设施建设(一期工程)”(以下简称“青海藏区基准项目”),于2016年建成运行后一举打破了制约青海藏区发展的测绘基准服务能力“瓶颈”,开辟了藏区现代化测绘基准体系的新纪元。投运至今,为青海藏区经济发展和工程建设提供了精准的定位服务,为青海省生态文明建设发挥了重大作用,更是为青海测绘地理信息事业的发展史树立了一座新的丰碑。

      青海省第一测绘院副总工程师赵利江说:“能够获得含金量如此之高的奖项,除了彰显现代测绘基准对经济社会发展的重要意义以外,更重要的是对青海省第一测绘院在项目建设中,运用先进测绘科学技术与工艺,采用三点创新,克服了高寒、高海拔这些难题,让现代测绘基准站点一个个矗立在了被称为‘世界屋脊’的青海的充分肯定。”

      首次提出融合布站方法

      现代测绘基准体系是传统测绘基准的继承和发展,是国民经济、社会发展和国防建设的重要基础,无论是大范围、快速地进行工程测量、形变监测,还是专业地图测制,都需要高精度、动态、三维的现代测绘基准体系。

      青海省是除西藏以外全国最大的藏族聚居区,全国10个藏族自治州有6个在青海,总面积70万平方公里,约占青海省面积的96%。在这样一个广阔地区建设现代测绘基准,实现藏区基准的跨越式发展,其意义和作用不言而喻。

      青海藏区现代测绘基准体系建设(一期工程)项目之所以提出临时基准站和永久基准站融合布站的建设方法,初衷就是为了解决在海拔高于5000米、缺乏电力网络的藏区进行基准站网建设的难题。项目建立了包括77个基准站在内的青海省卫星导航连续运行参考站系统,进而构建了与国家测绘基准相一致的、高精度、动态、三维卫星空间定位基准,组成了覆盖青海省全域的现代空间坐标参考框架网,能够提供多种精度、多种模式的导航和定位服务,快速或实时定位精度水平方向达到2厘米,基本满足了青海省藏区国民经济、社会发展和国家安全对现代测绘基准的需要。

      “采用融合布站的方法既能在服务需求阶段为用户实时提供高精度定位等服务,又能极大地降低基准站的维护成本,为我国在高寒、高海拔地区建立卫星导航定位基准站网提供了有益的借鉴。”赵利江说。

      2016年3月,青海藏区卫星导航定位综合服务系统建设通过初步验收,41个连续运行基准站、29个临时参考站投入试运行,并先后为青海省空间环境监测系统提供了水汽监测服务,为格尔木智慧城市建设、柴达木盆地荒漠化综合治理工程、全省草原面积监测、青海省矿产卫片执法、变电站选址等重大工程项目提供快速、精准的位置服务和导航服务,开启了藏区发展建设的新速度。同时,该项目更新了青海省的平面坐标系和高程系统的基准和框架,完善了它的统一性、精准性。以此为契机,确定了CGCS2000等多种测绘基准之间的精确转换关系,对各等级测量控制成果进行更新和维护,保证了青海省测绘成果的连续性、可用性,推动了我省CGCS2000的推广应用进程。

      实现青海省传统测量方式新变革

      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。

      青海藏区精密似大地水准面模型项目是构建数字青海地理空间框架的重要组成部分。青海省第一测绘院历时三年多,突破了青藏高原地区高海拔、大范围、复杂地形精密似大地水准面确定关键技术问题,提出了利用高分辨率和高精度的地形数据来恢复大地水准面短波部分的方法,并解决了青藏高原地区重力稀疏、地形影响、精密重力归算、与国家高程基准融合等技术难题,显著提高了似大地水准面的精度,建立了国际首个高原地区精度优于6.1cm、分辨率为2′×2′的数字高程基准模型,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。

      “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。

      在实际应用中藏区精密似大地水准面模型配合CORS、B级网定位出纬度、经度、大地高,从而在建模时具有低成本、高效率的优势。面对庞大的市场竞争时,似大地水准面模型往往更受用户青睐。在重大基础测绘项目中,如1:1万基础测绘、地理国情普查、农村宅基地确权等项目都利用似大地水准面模型解决高程基准问题。

      打破我省无法检测条码标尺的历史

      测绘仪器计量检测肩负着测绘成果量值的准确可靠和量值统一,是测绘成果质量的核心,青海省测绘仪器综合检定场建设项目是青海藏区基准项目的重要建设内容。随着2015年12月青海省测绘仪器综合检定场的建成和投入使用,青海省测绘仪器检测技术迈向了一个新台阶,为测绘地理信息成果质量提供更有力的保障。

      不为人所知的是,青海省测绘仪器检定场建设曾一度陷入停滞不前的境地。

      “建设中的测绘仪器室内多功能检定实验室空间高度只有4.5米,而测绘仪器多功能综合检测平台项目内容之一的数字水准仪及条码尺自动检测系统,却需要至少6米的空间距离要求。”

      原来,根据原设计,数字水准仪及条码尺自动检测系统是在6米高的空间内按照竖向检测系统的原理,固定作为影像采集器的CCD传感器,条码标尺竖向移动,双频激光干涉仪作为位移标准器实时获取标尺的位移量。

      1.5米的现实差距阻挡了项目的建设脚步,但青海省测绘仪器检定工作日益膨胀的社会需求却步步紧逼。为此,青海省测绘产品质量监督检验站大胆创新改进设计思路,对原建设方案进行了重新设计和实施,首次运用两套CCD影像传感器同步采集数据,然后分别进行影像预处理,最后进行拼接和处理运算。该系统的技术革新实属国内首创,填补了青海省内尚无数字水准仪和条码标尺的专用计量标准装置(设备)的空白,打破了我省条码标尺不能检测的历史。

      随着青海省测绘基准站网运行维护、检测及管理平台建设项目的逐年深化,藏区基准建设项目的成果取得了较高的社会效益和经济效益,为政府管理、辅助决策、提升城市管理和公共服务水平等方面提供了数字资源保障,在格尔木智慧城市建设、柴达木盆地荒漠化综合治理工程、全省草原面积监测、青海省矿产卫片执法、变电站选址等重大工程项目中发挥了重要作用。(来源:青海省测绘地理信息局)

文/祁星娜

[责任编辑: 马洪婷]
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