測繪技術在公路工程前期的應用淺析

陳 亮

（1.重慶交通大學，重慶 404100；2.河南交通職業技術學院，河南 鄭州 450000）

1 引言

公路工程中的前期測繪工作主要是查明公路范圍內地形、地勢、地貌以及地質條件，并結合區域地質資料對路基、隧道、橋梁等結構物的穩定性、適宜性做出預測性評價。進而為公路的地質勘探、測試工作、工點布置及后期施工提供指導性依據。 下面本文將根據公路工程前期測繪工作的實際情況對測繪技術在公路工程前期的應用進行簡單分析。

2 公路工程前期測繪工作中測繪技術的實用價值

根據我國公路工程實際現狀我們可以知道， 現階段公路工程的前期工作主要是選取一條最合理、最經濟、最恰當、最科學的路線。 需要進行路線測繪，繪制帶狀地形圖，進行縱橫斷面測量， 綜合各種地質地貌資料進行紙上定線和線路設計等繁雜的工作。 不斷改進測繪技術能夠提高測繪成果的質量和精確度，能夠縮短測繪周期。 與國際先進測繪技術相比，我國的公路測繪技術的技術水平較低，測繪設備落后，測繪周期長，測繪成果不能滿足設計和施工的需求，測繪成本比較高。因此先進的測繪技術在我國的公路工程中的使用價值非常高。

目前的公路工程的施工測量體制中， 有的工程要求政府或委托社會監理企業一起參與對工程測繪成果的質量進行控制；有的工程卻只是施工企業自己成立單獨的工程監管部門與測繪方共同管理工程的測繪質量， 也就是說整個測繪過程中都必須嚴格監督，嚴格執行。 由于傳統的測繪技術局限性非常大，測量都太籠統化，使得監理方無法對測繪工作進行全面監督，致使大量測繪工程出現驗收質量上的問題， 這些問題對后面的施工造成重大的困擾。所以我們應當將公路工程的測繪過程都數據化、信息化，靠數據說話，這樣更能保障測繪工作的嚴格實施。

3 簡單分析幾種測繪技術在公路施工前期工作中的應用

3.1 遙感技術的實際應用

遙感技術可以為公路工程提供更直觀、更真實、更可靠的數據圖像， 并且為公路路線的多個方案對比篩選提供必要的數據依據。 遙感技術是大規模公路工程最理想、最方便、最實用的公路測設方法。

遙感技術中最常用的是航測遙感技術， 航測遙感技術在公路工程前期工作中的實際應用，主要有以下三個方面:①利用航攝照片和地面控制測量工作的配合， 為公路工程的勘測設計等工作提供各種照片平面圖和地貌信息， 為選線和紙上定線提供有力依據。②利用航攝照片得到的豐富地面信息資源，可以構成航測立體光學模型。再經過立體觀察、判釋和實地調查等工作就可以在立體模型上選取路線，同時還可以為工程設計提供地質、水文等很多有關資料。 ③利用解析攝影測量技術和數字攝影測量技術， 計算機直接生成被攝區域的大比例等高線地形圖和地形三維坐標數據。，這些地形圖和數據為公路工程的設計和勘測提供原始地形數據。

3.2 檢測預報技術的實際應用

檢測預報技術現階段在公路工程前期主要是運用高邊坡三維攝像成圖系統將邊坡巖體結構數據化，三維立體可視化，以便對邊坡巖體的穩定性和發展趨勢進行分析。 檢測預報系統對邊坡線路的選取也有很大作用， 減少線路以后因塌方造成損失的風險。

3.3 鉆探與重型勘探技術的實際應用

近幾年來鉆探和重型勘探技術在公路測繪中的應用越來越多，對公路測繪工作幫助很大，并且隨著我國科技的發展也在不斷得到改進和創新。 對于我國公路工程中的測繪工作，使用先進的鉆探和重型勘探技術可以大大提高工作效率，縮短測繪周期，保證測繪成果的質量水平。 當前在我國應用最廣泛的鉆探和重型勘探技術是金剛石繩索取芯鉆進技術。 其先進性在于可以在不提鉆的情況下利用專用鉆桿內的繩索將裝有巖芯樣品的內管提取到地面，這樣在復雜的地層可以減少回鉆次數，以防止發生孔洞坍塌、掉塊，減少巖蕊之間的對磨。 在軟弱夾層取樣時同樣可以保障巖蕊的質量。 利用專用的粘結劑可以使插入的鋼管與含軟弱夾層的巖蕊凝結為一體， 不僅可以將弱質夾層完整地取出，而且還可以基本保持原狀結構。黃河小浪底和龍門公路就使用了這種套鉆技術，并且達到了滿意的效果。

3.4 瞬變電磁測量技術的實際應用

瞬變電磁技術（TEM）屬于時間域電磁感應方法，它的工作原理是通過不接地回線或接電極發送脈沖式一次電磁場， 然后再利用線圈或接電極觀測由這個脈沖電磁場感應的地下渦流產生的二次電磁場的時間和空間分布， 從而得到被測區域地質情況。 瞬變電磁測量技術是通過收集各個測道的瞬變感應電壓并換算成視電阻率、視深度等參數，然后再經過濾波、時深轉化、繪制各參數圖件等步驟，確定被測區域的地質情況。此法比較適用于地形條件比較復雜的山區公路隧道的測繪， 它還擁有操作簡便，精確度高等優點，并且已經在這些區域取得了良好的效果。近幾年來隨著我國高速公路的迅速發展， 許多高速公路不可避免地要經過煤礦采空區。在高速公路的測繪實踐當中，瞬變電磁測量技術在煤礦采礦區域的應用取得了顯著效果， 它能夠很直觀地反映出地層深處的地質信息，而且劃分詳細，勘測的深度比較大。

3.5 全球定位系統的實際應用

全球定位系統（GPS）在公路工程前期測繪工程前期工作中主要用來確定被觀測點位的三維坐標。同傳統測量手段相比較，它具有以下優點：定位精度比較高；觀測效率高時間短;操作十分簡便；工作不受晝夜更替的影響；可以將數據信息輸入計算機，更便于收集、分析和處理。公路工程測繪工作中主要運用到全球定位系統的以下兩大功能：

（1）靜態GPS 測量技術。 靜態GPS 測量技術在公路的首級控制網當中的運用比較廣泛， 主要是在測繪工作進場前對設計部門提供的控制網中的導線點進行復核和加密。 相對于另一張測量技術——動態GPS 測量技術，靜態GPS 測量技術的運用還不是太廣泛，在這里就不多說了。

（2）動態GPS 測量技術。 動態GPS 測量技術也稱為實時動態（RTK）測量技術，它是將GPS 測量技術與數據傳輸技術相結合的一種全新的GPS 測量技術，是GPS 測量技術發展中的一個重大突破。由于靜態GPS 測量技術測量的數據處理是滯后的，我們無法及時計算出定位結果， 也無法對觀測的數據進行復測和檢驗。在實際工作中數據的復測和檢查是經常會出現的，這也就使得觀測結果的質量得不到保障，工作效率也會降低。 而在先進的實時動態測量技術面前，這些問題迎刃而解。 實時動態測量技術由流動站和基站共同構成， 同時建立了保障動態實時測量的無線通訊。這就在保障測量質量的同時也大大提高了測量效率，避免了靜態GPS 重復測量的繁雜工作。

3.6 地理信息系統技術的實際應用

地理信息系統（GIS）在公路工程測繪當中不但可以自動生成平面圖、剖面圖、柱形圖和等值線圖等公路工程的地質圖件，還能對圖像、圖形、空間數據以及相應的各種屬性數據的數據庫進行管理，進行空間立體分析。 地理信息系統在公路地質管理和制圖輸出等方面的廣泛推廣已經成為近幾年公路工程測繪行業中的一種潮流，一種必然趨勢。 地理信息系統（GIS）集采集、存儲、管理、分析和評價地球表面與空間地理分布有關的數據等功能為一身，將計算機科學、空間科學、測繪遙感學、地球科學、環境科學、信息科學和管理科學巧妙地結合在一起，利用其強大的空間分析功能， 廣泛服務于各種與空間地理分布有關的信息采集、分析、管理、輸出及決策支持等。 地理信息系統以有空間特性的地理信息及其屬性為研究對象， 以圖形圖像處理和空間模型的建立為研究方式。 可利用地理信息處理系統對遙感信息進行分析和處理， 從而建立可用于公路工程選線的立體空間分析模型，將各種影響因素綜合在一起進行分析和研究，有效地利用地理信息處理系統的空間分析功能， 為公路工程路線選線提供有力的充分的科學的決策支持。 地理信息系統的這些強大功能和計算機技術相結合， 使得公路工程測繪工作的自動化程度得到了顯著提高，同時也大大縮短了測繪周期。

4 結語

現階段我國的公路工程中，時常面臨重大的地質問題。 為了更準確、更全面地掌握公路建設路線的地質情況，避免因地質問題帶來公路建設后的公路損壞，甚至出現安全事故，需要不斷地研究、改進，應用更先進更準確更經濟的測繪技術，以促進我國公路地質理論、技術、方法的持續進步，這是保障我國建設事業持續發展的必然手段。

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