數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用探討

張波 陳強

（嘉善縣三維測繪與地理信息院浙江嘉善 314100）

數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用探討

張波 陳強

（嘉善縣三維測繪與地理信息院浙江嘉善 314100）

科學技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，數(shù)字化測繪被廣泛應用于工程測量，在現(xiàn)代施工過程中發(fā)揮著重要的作用。本文結(jié)合數(shù)字化測繪技術(shù)的介紹，論述了數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用實例。

數(shù)字化測繪技術(shù)；工程測繪；應用研究

引言

隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，各種復雜且精密的工程項目正雨后春筍般蓬勃發(fā)展，對測量技術(shù)的精度提出了較高的要求。作為現(xiàn)代測繪學中最活躍的學科之一，工程測量也提出了數(shù)字中國、數(shù)字城市的概念，在測繪技術(shù)不斷進步的同時，工程測量改變了原有的測量方法。由于工程測量技術(shù)涉及的范圍廣，必須對數(shù)字化測繪技術(shù)有明確的認識。

1 數(shù)字化測繪技術(shù)

1.1 地理信息技術(shù)（GIS）

GIS是一個計算機軟件系統(tǒng)，專門管理地理信息。它可以分門別類、分級分層地去管理各種地理信息，而且還能將地理信息進行組合、分析、再組合、再分析等。地理信息系統(tǒng)具有特殊的“可視化”功能，把所有的地圖信息逼真地再現(xiàn)到計算機屏幕上，把信息的規(guī)律和分析結(jié)果清晰直觀地表現(xiàn)出來，實現(xiàn)信息的動態(tài)監(jiān)測。GIS技術(shù)現(xiàn)已廣泛應用于資源調(diào)查、土地治理及利用、市政區(qū)域的合理規(guī)劃、農(nóng)作物產(chǎn)量的預估、對災害的監(jiān)測與預報、規(guī)劃生態(tài)環(huán)境等方面。

1.2 全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）

GPS具有功能齊全、抗干擾性強、用時短、操作簡便等優(yōu)點，在實際的應用中，GPS具有精度高、全天候、效率高的特點。在科學技術(shù)不斷發(fā)展的同時，各種類型的GPS技術(shù)正逐步完善，被廣泛地應用于科研、軍事、航海等領(lǐng)域，發(fā)展前景十分廣闊[1]。

GPS通過測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離，綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)明確接收機的具體位置。根據(jù)星載時鐘所記錄的時間，在衛(wèi)星星歷中查出衛(wèi)星的位置。紀錄衛(wèi)星信號傳播到用戶所經(jīng)歷的時間，再將其乘以光速得到測點到衛(wèi)星的距離。

在GPS技術(shù)的基礎(chǔ)上，人們又發(fā)明了RTK（實時動態(tài)）測量技術(shù)。為了形成電子地圖，可以在不布設(shè)控制點的情況下充分利用測圖軟件來實現(xiàn)，這種方法使用極為方便，根據(jù)人為提供的數(shù)據(jù)，進行有效的實地放樣，減少人力物力，RTK在當代測繪領(lǐng)域中被廣泛應用于工程測繪、施工放樣、數(shù)字化測土等工作中[2]。

1.3 遙感技術(shù)（RS）和3S集成技術(shù)

RS是指接收來自高空或外層空間的電磁波信息，通過掃描攝影、傳輸處理后，實現(xiàn)遠距離控測和識別地表地物和現(xiàn)象的綜合技術(shù)。RS技術(shù)現(xiàn)已廣泛應用于調(diào)查植被、天文氣象、農(nóng)作物產(chǎn)量預估、環(huán)境監(jiān)測、交通線路網(wǎng)絡(luò)等方面。3S（GPS、GIS、RS）是把遙感、衛(wèi)星定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)進行有機結(jié)合，各取所長，快速準確地收集處理環(huán)境信息，給地形測量帶來了極大的幫助。

1.4 數(shù)字攝影測量技術(shù)

數(shù)字攝影測量是攝影測量技術(shù)發(fā)展中的第三個階段。計算機技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字圖像處理等技術(shù)不斷發(fā)展的同時，完全可以由計算機來實現(xiàn)傳統(tǒng)攝影測量中的找點和錄像跟蹤等工作。以相對低廉計算機軟件代替了價格昂貴的精密光學儀器，使攝影測量得到了更廣泛的應用[3]。

2 數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用

2.1 建筑工程中的應用

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)的大型工程建設(shè)也逐步走向成熟，為建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn)。大型地鐵工程項目、水利工程項目、橋梁設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)電視塔等建設(shè)項目加快了城市化建設(shè)進程。伴隨著城市化進程的推進，各類建設(shè)項目不斷擴大，項目的工程結(jié)構(gòu)也在逐漸復雜，提高了施工的機械化程度，為施工放樣帶來了技術(shù)困難。現(xiàn)階段，大型項目的施工和建設(shè)過程中，施工放樣測量成為工程測量中的關(guān)鍵步驟，在實際的放樣測量過程中，一般采用全站儀的坐標法進行施工放樣，根據(jù)測量出的不同的坐標點計算出線路的曲線技術(shù)，在測量的控制范圍內(nèi)，確定全站儀的配置，從客觀的角度測量放樣曲線的定位點，對線路曲線進行放樣技術(shù)中的修訂。GPS技術(shù)為道路建設(shè)施工過程中的管線架設(shè)提供了方便，確定出施工的最佳位置，得到了廣泛的應用。RTK技術(shù)是在GPS技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，能實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測，在建筑工程施工放樣中的具體應用如下：

設(shè)置參考點：在已知控制點上架設(shè)接收機和天線，打開接收機，將室內(nèi)參數(shù)讀入GPS接收機，建立配置集，輸入?yún)⒖颊军c的坐標和天線高，參考站GPS接收機將接收的參數(shù)轉(zhuǎn)換為坐標，連續(xù)接受所有可視GPS衛(wèi)星信號，通過數(shù)據(jù)發(fā)射電臺將其測站坐標、觀測值和接收機工作狀態(tài)發(fā)射出去，電臺指示燈發(fā)出通訊信號后即可開展下一步工作。

流動站工作：打開接收機，新建工作項目，建立配置集，流動站接收機在跟蹤GPS衛(wèi)星信號的同時接受來自參考站的數(shù)據(jù)，處理流動站獲得的三維坐標，通過與單靠站相同的坐標裝換將其轉(zhuǎn)換為相應的坐標，及時顯示在流動站的終端上，接收機可將實時位置與設(shè)計值比較，指導放樣的正確位置。

在橋梁建設(shè)施工過程中，利用GPS和RTK技術(shù)可以很方便地確定水面上位栓的監(jiān)測，在橋梁打樁過程中，可以利用GPS和RTK技術(shù)建立相對穩(wěn)定的幾何關(guān)系，確定樁體的具體方位。在實際測量過程中，可以通過自動化設(shè)備對高新技術(shù)的全站儀進行遠程遙控，一以便進行動態(tài)的施工測量。在地鐵隧道等大型建設(shè)項目中，需要采用全站儀進行實時具體的定位測試，采用自動照準儀進行實時和具體的測量，通過人工調(diào)節(jié)和自動化的軸線設(shè)計，保證施工的順利進行。

2.2 水利電力工程中的應用

在水利領(lǐng)域中，常利用遙感技術(shù)觀測江河湖泊，利用RS和GIS技術(shù)預報洪水和干旱，把可靠的抗洪抗旱情報提供給人們。

利用GPS技術(shù)，可以為水庫大壩提供必要的選址、計算庫容和設(shè)計引水渠等工作，為水利資源的科學開發(fā)提供必要的技術(shù)保障。在電力方面，可以利用GPS技術(shù)進行線路的測量、桿塔塔基的選址工作，快速完成電力工程的設(shè)計，降低了勞動強度，縮短了工程的施工時間[4]。

2.3 濕地方面的應用

在經(jīng)濟建設(shè)不斷發(fā)展的同時，城市建設(shè)用地和高速公路用地也在不斷增加，導致濕地和耕地面積急劇下降，土地資源面臨著退化的危險。利用數(shù)字化測繪技術(shù)可以多層次分析濕地和耕地資源，監(jiān)測濕地生物資源的分布，通過實時更新地理信息系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行空間分析，獲得及時可靠的數(shù)據(jù)和動態(tài)變化情況，利用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)，分析生態(tài)環(huán)境中的質(zhì)量結(jié)果，對水質(zhì)和植被進行采樣時可借助GPS技術(shù)，為濕地配置提供可靠的依據(jù)，保護濕地面積，保護生態(tài)平衡。

2.4 公路工程中的應用

對公路周圍的地質(zhì)、地貌和地形條件進行勘測時，必須結(jié)合實際情況利用數(shù)字化測繪技術(shù)細致精確地采集各項數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)地質(zhì)資料，對公路范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)物、橋梁和路基的穩(wěn)定性進行合理的評價，在公路工程的施工布置和地質(zhì)勘探中數(shù)字化測繪技術(shù)可以提供有力的依據(jù)。在公路工程中，為了選擇最合理經(jīng)濟的路線，就必須先進行測繪工作，先將帶狀地圖繪制出來，在圖紙上進行設(shè)計和定線，標出路基邊坡和平面位置，以此指導工程的開工。當公路跨越河流時，必須先利用測繪技術(shù)將兩岸的河流比降和河床斷面確定下來，為橋梁的設(shè)計提供真實可靠的數(shù)據(jù)。由此可見，測繪工程技術(shù)在公路工程的設(shè)計或建造中都是必不可少的工具，測繪工程技術(shù)的使用，可使公路工程最合理安全，從而能體現(xiàn)出社會效益與經(jīng)濟效益。

3 結(jié)束語

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機技術(shù)和測繪技術(shù)逐漸走向成熟，數(shù)字化測繪技術(shù)發(fā)生了重大的變革，測繪技術(shù)作為新的信息科學，正在經(jīng)濟建設(shè)的多領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。在現(xiàn)有測繪技術(shù)的基礎(chǔ)上，應不斷創(chuàng)新，力求獲得更廣闊的發(fā)展前景。

[1]趙平.數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測繪中的應用分析[J].四川大學學報（工程科學版），2014，89（21）：837.

[2]彭長天.試論現(xiàn)代工程測繪技術(shù)的發(fā)展[J].中國科學院研究生院學報，2014，25（7）：125.

[3]謝大東.數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用探析[J].昆明理工大學學報（自然科學版），2014，36（24）：136.

[4]張相丞.工程測繪技術(shù)探討[J].科技導報，2011，96（3）：78.

TB22

A

1673-0038（2015）47-0186-02

2015-11-5