工程測量中測繪新技術的應用實踐和發(fā)展展望

■孫文艷 ■山西呂梁宇星勘察設計院，山西 呂梁 033000

1 前言

工程測量是一門專業(yè)性非常強的技術，它是建筑工程、市政工程、公路鐵路工程、礦產(chǎn)勘察工程、水利水電工程施工的基礎，因此工程測量在各個行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。但是，由于工程測量人員的素質(zhì)良莠不齊，儀器設備的精密度各有千秋，導致在測量過程中存在許多問題，甚至造成非常嚴重的施工安全事故，其一個細小的環(huán)節(jié)都可以影響整個工程的施工進度與質(zhì)量。

為了保障工程測量的施工精度與設計要求，必須從管理上加強質(zhì)量管理與控制，采用先進的技術方法和儀器設備，將誤差控制在一個合理的范圍內(nèi)，以保證工程施工的正常進行。一般說來，測繪新技術在施工條件復雜、測量環(huán)境艱苦的地勢地形條件下才能體現(xiàn)出其優(yōu)越性和先進性。全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感技術(RS)、3S集成技術以及數(shù)字化技術在工程測量工作中發(fā)揮了非常重要的作用，大大提高了工作效率與測量精度，有效地保障了施工工程質(zhì)量。

2 測繪新技術及應用

2.1 GPS技術

全球定位系統(tǒng)(navigation satellite timing and ranging/global position system，GPS)是由美國開發(fā)的一種衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，它是一種通訊與衛(wèi)星有機結(jié)合的新技術，具有全方位、多層次實時導航與定位功能，利用導航衛(wèi)星系統(tǒng)進行測距與測時。全球定位系統(tǒng)具有自動化、效益高、精度高和全天候的優(yōu)點，被廣泛應用于工程測量、大地測量、礦產(chǎn)勘察、工程變形監(jiān)測等方面，取得了非常好的社會效率與經(jīng)濟價值。

GPS系統(tǒng)主要由三大部分組成:地面監(jiān)控系統(tǒng)、空間衛(wèi)星、接收設備。GPS是一種基于距離交會法的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)［1］，其測量的坐標系統(tǒng)主要包括地面固坐標系統(tǒng)和空間固定坐標系統(tǒng)。

在工程測量中主要運用到了GPS的兩個功能，分別是動態(tài)功能和靜態(tài)功能。其中實時動態(tài)(RTK)定位技術是GPS測量技術發(fā)展過程中的一個非常重要的技術，它在工程測量的勘察、放樣以及數(shù)據(jù)采集中具有重要的作用。RTK技術具有非常高的精度，可靠性檢驗可以達到厘米級，能有效地解決粗差引起的返工作業(yè)，大大提高了GPS作業(yè)的效率。

2.2 GIS 技術

地理信息系統(tǒng)(geographic information system，GIS)是一門基于實測數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)庫進行處理、分析、統(tǒng)計和管理的空間信息分析技術。GIS主要利用X、Y、Z三個空間坐標軸來定義空間目標［2］，其主要的功能模塊包括地圖管理、作圖、電網(wǎng)分析以及設備管理等。在工程測量方面，GIS具有很好的應用空間。在數(shù)據(jù)獲得方面，地理數(shù)據(jù)是GIS測量的基本內(nèi)容，可以獲得精度非常高的測繪數(shù)據(jù);在科學計算方面，GIS可以對不同的數(shù)據(jù)進行分級、分類，并根據(jù)不同的數(shù)據(jù)表示方法，以一定的統(tǒng)計圖分析獲取的數(shù)據(jù);三維仿真地圖是GIS技術可視化中非常重要的產(chǎn)品，GIS可以通過文本、聲音、動畫以及圖形等形式展示空間信息，使得工程測量數(shù)據(jù)可視化形式更加多樣。

2.3 RS技術

遙感技術(remote sensing，RS)是在遠處通過傳感器探測和接收來自目標物體的電、磁場信息，并經(jīng)信息傳輸、處理、分析，識別目標物體的屬性以及分布情況的技術［3］。遙感技術具有時效性強、可比性明顯、性價比高等優(yōu)點，能進行同步觀測，大大提高測量的效率，因此RS技術得到了快速的普及。遙感技術獲取基礎地理信息的兩個重要手段就是高分辨率的遙感衛(wèi)星和多光譜航空攝影，因此可以利用遙感技術獲取各種地形圖，如城市地形圖、地籍圖等，為工程測量中地形圖的快速更新提供了一種十分快捷的方式［4］。

2.4 3S集成技術

進入新時期，地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(RS)等高新測繪技術得到了非常快速的發(fā)展，并且在測繪工作中發(fā)揮著非常顯著的作用。地理信息系統(tǒng)現(xiàn)勢性非常強，不斷地向各個行業(yè)滲透，并都取得了良好的應用結(jié)果;衛(wèi)星導航定位技術的精度不斷提高，使得空間定位技術的能力也不斷升級，從靜態(tài)擴展到動態(tài)，大大地提高了測量精度;航空航天遙感技術具有快速獲取地理信息的功能，時效性非常強。在3S集成技術中［5］，GPS能實時、快速提供目標事物的空間位置，RS則可以快速地提供地表物體的地理信息，GIS則是一個綜合處理與分析的平臺。因此，3S技術在測繪過程中是一個有機的結(jié)合體，GPS和RS技術向GIS提供最新的區(qū)域信息和空間定位，GIS則進行相應的空間分析，并通過處理、分析，以提取有用的信息，為相關部門提供科學的決策依據(jù)。

在工程測量方面，3S技術為各類大型工程，如三峽工程、青藏鐵路工程、南水北調(diào)工程等提供了最有效的交換和數(shù)據(jù)采集、處理、分析和統(tǒng)計的功能，為工程測量提供了一個新的技術亮點。

2.5 數(shù)字化技術

數(shù)字化技術［6］在工程測量中應用比較廣泛，例如在建立GIS系統(tǒng)時，需要對各類地圖進行數(shù)字化處理，這是一項工作量非常巨大的任務，需要投入較多的人力和物力，以保證數(shù)字化工作的順利進行。對于各類地質(zhì)圖，可以采用先進的數(shù)字化設備對圖形進行數(shù)字化，并通過編輯與有效的修補，形成一幅完整的數(shù)字地圖，以方便測繪工作者的使用。隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字化成圖處理技術在繪制數(shù)字地圖的工作中發(fā)揮著重要的作用，它具有精度高、效率快、操作簡單、易于保管與應用等特點，必將在工程測量中起到非常積極的效果。

3 測繪新技術在工程測量中的前景

隨著社會科技的發(fā)展，工程測量的要求必將越來越高，與之相應的測繪技術也會發(fā)生著日新月異的變化。在現(xiàn)代和未來工程測量中，測繪新技術將具有以下兩個特點和功能:

(1)工程測量技術將會更加智能化、數(shù)字化、可視化，并且具有高度數(shù)據(jù)共享和傳輸?shù)墓δ?

(2)內(nèi)、外業(yè)工作將更加簡單、快捷，且內(nèi)外業(yè)工作結(jié)合更加緊密，成一體化發(fā)展趨勢，將大大提高作業(yè)效率。

工程測量中的測繪技術不斷提高，也將會給施工企業(yè)帶來許多機遇與挑戰(zhàn)。首先為了提高測量工作效率和測量精度，必須不斷培養(yǎng)員工的綜合技能，并加大投資，加快新測繪技術和設備的應用，以保進工程測量工作向更高臺階進步。

4 結(jié)論

隨著社會的發(fā)展，工程測量技術也將得到快速的發(fā)展。針對現(xiàn)代工程測量的特點，本文從地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術、3S集成技術以及數(shù)字化技術的原理、技術特點以及應用領域進行了詳細的闡述，并指出了測繪新技術在工程測量中的優(yōu)勢和發(fā)展前景。

［1］賴繼文.GPS測量技術及其在工程測量中的應用［J］.地礦測繪，2006，22(3):11 ～13.

［2］燕松.淺議現(xiàn)代GIS技術及其在工程測量中的應用［J］.城市建筑，2009，14∶124，137.

［3］孟培培.基于3S的土地督察信息系統(tǒng)研究［D］.山東科技大學，2011.

［4］韓志剛.測繪新技術在工程測量中的應用與展望［J］.廣東科技，2010，(237):171～172.

［5］昊忠勇，程承旗.3S技術在環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)建設中的應用初探［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，1997，13(1):2～6.

［6］任勇.工程測量中測繪新技術應用［J］.科技創(chuàng)新導報，2013，6∶115.