工程測量中測繪新技術的應用實踐和發展展望

■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中發揮著重要的作用。但是，由于工程測量人員的素質良莠不齊，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，其一個細小的環節都可以影響整個工程的施工進度與質量。

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，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、測量環境艱苦的地勢地形條件下才能體現出其優越性和先進性。全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、遙感技術(RS)、3S集成技術以及數字化技術在工程測量工作中發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量。

2 測繪新技術及應用

2.1 GPS技術

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

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

在工程測量中主要運用到了GPS的兩個功能，分別是動態功能和靜態功能。其中實時動態(RTK)定位技術是GPS測量技術發展過程中的一個非常重要的技術，它在工程測量的勘察、放樣以及數據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，大大提高了GPS作業的效率。

2.2 GIS 技術

地理信息系統(geographic information system，GIS)是一門基于實測數據，并對數據庫進行處理、分析、統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。在數據獲得方面，地理數據是GIS測量的基本內容，可以獲得精度非常高的測繪數據;在科學計算方面，GIS可以對不同的數據進行分級、分類，并根據不同的數據表示方法，以一定的統計圖分析獲取的數據;三維仿真地圖是GIS技術可視化中非常重要的產品，GIS可以通過文本、聲音、動畫以及圖形等形式展示空間信息，使得工程測量數據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(GIS)、全球定位系統(GPS)、遙感技術(RS)等高新測繪技術得到了非常快速的發展，并且在測繪工作中發揮著非常顯著的作用。地理信息系統現勢性非常強，不斷地向各個行業滲透，并都取得了良好的應用結果;衛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，從靜態擴展到動態，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合體，GPS和RS技術向GIS提供最新的區域信息和空間定位，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。

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、南水北調工程等提供了最有效的交換和數據采集、處理、分析和統計的功能，為工程測量提供了一個新的技術亮點。

2.5 數字化技術

數字化技術［6］在工程測量中應用比較廣泛，例如在建立GIS系統時，需要對各類地圖進行數字化處理，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，以保證數字化工作的順利進行。對于各類地質圖，可以采用先進的數字化設備對圖形進行數字化，并通過編輯與有效的修補，形成一幅完整的數字地圖，以方便測繪工作者的使用。隨著科技的不斷發展，數字化成圖處理技術在繪制數字地圖的工作中發揮著重要的作用，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生著日新月異的變化。在現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、數字化、可視化，并且具有高度數據共享和傳輸的功能;

(2)內、外業工作將更加簡單、快捷，且內外業工作結合更加緊密，成一體化發展趨勢，將大大提高作業效率。

工程測量中的測繪技術不斷提高，也將會給施工企業帶來許多機遇與挑戰。首先為了提高測量工作效率和測量精度，必須不斷培養員工的綜合技能，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 結論

隨著社會的發展，工程測量技術也將得到快速的發展。針對現代工程測量的特點，本文從地理信息系統、全球定位系統、遙感技術、3S集成技術以及數字化技術的原理、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勢和發展前景。

［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技術在環境監測信息管理系統建設中的應用初探［J］.中國環境監測，1997，13(1):2～6.

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