談積分法建立公路工程測量平面數(shù)據(jù)庫的意義

張立艷

(成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院，四川成都 611130)

在工程測量技術(shù)迅速發(fā)展的今天，公路工程測量技術(shù)必須同步提高，目前大多數(shù)技術(shù)難點(diǎn)在于測量儀器的發(fā)展進(jìn)度之快，沒有方便的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理軟件，也發(fā)揮不了先進(jìn)測量儀器的作用。現(xiàn)在高科技的掌上電腦(PDA)和全站儀的聯(lián)合作業(yè)，加快了施工的進(jìn)度，提高了對數(shù)據(jù)的要求，但是在施工現(xiàn)場，沒有或很少有電腦等先進(jìn)的設(shè)備，供我們隨時調(diào)用。再加上施工現(xiàn)場的復(fù)雜性和多變性，實(shí)測數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)的不一致性，隨時都有可能導(dǎo)致施工錯誤，影響施工進(jìn)度，并且確保不了工程的質(zhì)量。為了達(dá)到二者兼顧的目的，建立公路工程測量數(shù)據(jù)庫是十分有必要的。

道路工程主要有兩個工程階段:1)道路勘測設(shè)計階段;2)道路放樣施工和檢測驗收階段。

道路勘測設(shè)計階段的主要工作由設(shè)計單位完成，設(shè)計單位通過現(xiàn)場勘測、初測、初步設(shè)計、定測、施工設(shè)計等過程，最終主要是提供道路的平、縱、橫的設(shè)計資料。但是這些由設(shè)計單位提供的設(shè)計資料，對施工單位來說，往往是不夠詳盡的，有可能達(dá)不到施工要求。這些不足需要由施工單位自行解決，采取建立工程數(shù)據(jù)庫則是一個好辦法。

其實(shí)，大量的測量和計算工作(90%以上)是在施工階段。因為施工的復(fù)雜程度較高，結(jié)構(gòu)物較多，自然工作量大，如路基(有中、邊樁，超高，加寬，邊坡，擋墻等)、橋涵(有上部、下部結(jié)構(gòu)，正交、斜交等)、隧道等，其任務(wù)之嚴(yán)峻，責(zé)任之重大，直接關(guān)系到社會經(jīng)濟(jì)效益的好壞。

從公路工程測量的發(fā)展背景和研究概況來看，要配合先進(jìn)的測量儀器，進(jìn)行快速的放樣和檢測，需要盡量發(fā)揮各種儀器、方法、人員配備的整體能力和主導(dǎo)作用。最主要的是能夠處理和解決各種類型的工程特殊的復(fù)雜計算和遇到的工程難題，所以開發(fā)新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)的要求，這便是目前正在大力發(fā)展的工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

CASIO fx-4800/4850計算器的龐大計算、存儲功能和適合野外攜帶的優(yōu)勢，讓測量人員不得不想念那難得的方便。CASIO fx-4800/4850計算器上有多種函數(shù)計算，尤其是有測量專用的一些函數(shù)，如極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換等。但其最主要的是有積分功能，這為復(fù)雜曲線計算提供了極大的方便。

動態(tài)控制系統(tǒng)的概念，是建立在正確的設(shè)計資料、嚴(yán)密的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)、先進(jìn)的測量設(shè)備和高素質(zhì)的測量工作人員的基礎(chǔ)之上，對施工過程中所遇到的任何問題進(jìn)行妥善解決，并通過隨時調(diào)用設(shè)計數(shù)據(jù)來檢測施工數(shù)據(jù)，指導(dǎo)整個施工過程，確保工程進(jìn)度和工程質(zhì)量。因此，建立動態(tài)控制系統(tǒng)是很有價值的。而動態(tài)控制系統(tǒng)的核心是設(shè)計資料數(shù)據(jù)庫。

積分法建立公路平面數(shù)據(jù)庫的概念，就是要利用先進(jìn)的測量儀器和設(shè)備，去實(shí)現(xiàn)過去無法達(dá)到的精度和速度，那么就要優(yōu)化放樣測量的方法和操作步驟。而公路測量平面數(shù)據(jù)庫要解決的問題主要有:模型設(shè)計的一體化(公路中線坐標(biāo)計算將直線、圓曲線、完整緩和曲線以及不完整的緩和曲線都合為統(tǒng)一的一個計算程序，使原來復(fù)雜的曲線計算如同計算直線段坐標(biāo)一樣簡單);模型應(yīng)用的參數(shù)化(工程數(shù)據(jù)庫中存儲的是參數(shù)化設(shè)計模型，那么在其他設(shè)計計算中如果遇到類似的情況，就無須重新設(shè)計或編制模型，只要用新的參數(shù)來替換數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)的有關(guān)數(shù)據(jù)就可以得到新的設(shè)計計算模型);還要具有很強(qiáng)的實(shí)用性;編制的計算機(jī)程序易于掌握應(yīng)用等，只有研究發(fā)掘出合適的方法，才有可能達(dá)到公路測量平面數(shù)據(jù)庫建庫所預(yù)期的效果。

通過對曲線元(公路路線的曲線單元，有直線、圓曲線和緩和曲線)的曲率特性，進(jìn)行分析研究表明，三者都具有統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型，并且切線方位角的變化是曲率沿線路的積分，用積分可以將其轉(zhuǎn)換成可以實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一數(shù)學(xué)公式，省去傳統(tǒng)的繁瑣計算公式以及復(fù)雜的計算程序。并且積分法建立的工程測量平面數(shù)據(jù)庫正好能滿足動態(tài)控制系統(tǒng)和公路測量平面數(shù)據(jù)庫的思想和要求。

大家都知道，放樣方法中坐標(biāo)法的優(yōu)越性，其放樣精度高，操作簡單、方便、靈活，受地形條件限制少，對導(dǎo)線點(diǎn)的布設(shè)要求低，計算資料少，需要的設(shè)備、人員少，效率高等，是理想的放樣方法。但是我們?nèi)绾慰刂品艠舆^程中遇到的問題，如放樣精度等。如果我們將解決問題的方法孤立開，針對一個個問題，編制一些簡單的計算程序，就不可能真正體現(xiàn)出坐標(biāo)放樣方法的方便、快捷、靈活、精度高等特點(diǎn)，也很難體現(xiàn)出現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)與高精度測量設(shè)備之間的完美結(jié)合。

積分法公路測量平面數(shù)據(jù)庫目的就是在于利用現(xiàn)代計算理論和計算機(jī)技術(shù)，去解決過去無法解決的一些問題;利用先進(jìn)的測量儀器和設(shè)備，去實(shí)現(xiàn)過去無法達(dá)到的精度和速度;優(yōu)化放樣測量的方法和操作步驟;將各種問題的處理方法和控制通過計算機(jī)程序融合為一個系統(tǒng)，能迅速、準(zhǔn)確、方便地解決現(xiàn)實(shí)放樣過程中所遇到的問題，能夠?qū)崟r地、準(zhǔn)確地提供施工過程中所需設(shè)計資料數(shù)據(jù)，給予可靠的數(shù)據(jù)支持，以確保工程質(zhì)量，提高工作效率。

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