地質工程測量中如何有效應用測繪新技術

齊曉迪

（交通運輸部北海航海保障中心天津海事測繪中心，天津 300222）

1 引言

在城市化快速發展的時代背景下，加大了城市化建設工作量，對地質勘測精度提出了更高要求，傳統的工程測量技術已經滿足不了城市規劃需求【1】。為了精確計算房屋、道路等地形數據，需要更加直觀的地質勘測結果，并附帶一些影像等信息，作為地質工程規劃參考依據。互聯網及科學技術的推進，打破了傳統地質勘測模式，形成了新的測繪技術，如何充分發揮這些技術在地質過程測量應用中的作用成為當前重點研究內容。

2 常用的測繪新技術

2.1 數字化移動測繪技術

信息化時代的到來，要求地質測繪向數字化方向發展，通過創建電子地圖，將測繪數據代入參數中，使得地質工程景觀部署情況更加直觀。與傳統測繪技術相比，該項技術測繪結果精準度更高一些，并且耗時較短【2】。為了加快地質勘測效果，需要依靠移動測量系統，在移動過程中采集三維坐標信息。

2.2 GPS 與 GIS 測繪技術

GPS 技術在地質測量中應用較早，通過發送衛星信號確定測量目標空間位置。通常情況下，GPS 技術與GIS 技術共同應用，利用GPS 技術確定空間位置，借助GIS 技術對位置信息進行統計分析，從而發揮位置數據信息在地質工程建設中的作用【3】。

2.3 無人機攝影測量技術

該項技術是科學技術的新產物，將高清攝像頭安裝在無人機裝置上，通過遙控采集所需影像信息。目前，無人機攝影技術在環境監測、地質測量等領域廣泛應用。關于地質工程的測量，與測繪技術共同應用，將采集到的影像信息繪制成地質工程圖，作為工程建設規劃參考依據。

2.4 遙感測繪技術

該項測繪技術依據電磁波理論，通過測量電磁波信息，對信息采取處理形成地面景物圖像，以便工程規劃分析。目前，遙感測繪技術已經在地圖測繪、氣象觀測中廣泛應用。通常情況下，利用此項測繪技術來采集地質工程整體景物圖像信息。

3 測繪新技術在地質工程測量中的應用方案

3.1 基于多種測繪新技術的地質工程測量方法

城市化迅速建設的時代背景下，產生了多種測繪新技術，對地質工程測量工作的開展幫助較大。由于這些測繪技術作用不同，為了提高地質工程測量水平，需要根據勘察要求，將多種測繪技術融為一體，取長補短，以完善測量技術方案。如圖1 所示為技術應用框架圖。

圖1 技術應用框架圖

本研究方案選取遙感測繪技術，采集工程整體景象信息，從而明確工程建設區域建筑物及其他景觀部署情況。而后利用GPS 定位技術和GIS 統計技術，用于采集工程所在區域內建筑物空間位置信息，并對這些信息加以統計分析，在遙感測繪技術結果上進行細化，添加地理位置坐標等信息，在計算機GIS 軟件操作界面上顯示空間位置數據信息。為了獲取更加直觀的建筑景觀影像信息，利用無人機攝影測量技術采集此項信息，依據GIS 軟件顯示數據信息，按照一定順序下達無人機飛行路線控制命令，從而獲取地質測量圖像信息。由于此項測繪技術得到的信息為圖像信息，為了更加直觀地分析地質工程現狀，以便拆遷重建規劃工作的開展，本文利用數字化移動測繪技術加以處理，最終生成數字化測繪結果，用戶可以在軟件操作界面內查詢相關數據。

GPS 技術、GIS 技術、遙感測繪技術的應用方案較為成熟，如何更好地發揮數字化移動測繪技術、無人機攝影測量技術測繪作用，得到更加直觀的測繪效果成為當前重點解決問題，本文將對此進行深入探究。

3.2 工程移動測量與道路補償

工程移動測量離不開機動車載體的支撐，借助載體的力量達到測量定位要求。在機動車上安裝測繪設備及數據處理設備，即可實現移動測量。目前，應用比較多的測繪設備包括高清攝像頭、定位器等裝置，選取INS、CCD 等設備作為數據處理工具，對采集到的數據信息、圖像信息加以處理，經過計算獲取高精度測繪信息。實際作業期間，移動測量系統配備的CORS 系統和定位器等自動解算信息，運用其他操控軟件功能，確定三維坐標位置信息。另外，利用三維激光掃描儀器，捕獲屬性數據，通過分析數據之間的關聯關系，從而確定工程改造基本信息，為工程規劃實施提供參考依據。

3.3 一體化成圖

為了便于觀察，本文提出利用三維設計軟件，將各個測繪技術采集到的數據、圖像信息集中到一起，對數據圖像信息采取高效處理，經過信息類型轉化與整理，生成一體化圖像。此生成結果與其他測繪產品不同，支持信息共享及二次開發，在此操作界面，可以選擇數據信息處理、面積計算等操作功能，在提高作業效率的同時，又實現了地質工程測繪統一管理。

4 某道路改造工程的應用研究

4.1 工程概述

工程道路總長度為20km，道路周邊環境較為復雜，建筑密集，周圍覆蓋多類別電力通信設備，加大了道路改造參數測量難度。為了彌補傳統測量存在的測量精度低、測量受限等不足，本研究選取測繪新技術作為測量工具，通過搭建圖1 所示的測量框架結構，測量道路基本參數數據，作為道路改造規劃參考依據。

4.2 測量流程

依據測繪技術應用條件，制定測量流程，主要分為準備階段、數據信息采集階段、數據處理階段、數據信息成像階段。如圖2 所示為地質工程測量流程。

圖2 地質工程測量流程

1）準備階段：按照測繪技術應用框架圖部署設備，并檢查設備是否可以正常運行，確定無異常后，進入數據信息采集階段。

2）數據信息采集階段：利用GPS 等地質工程信息采集裝置，捕獲某道路工程的道路尺寸、周邊建筑物景象等信息。此階段應用較多的設備包括GPS 定位器、高清攝像機等。

3）數據處理階段：利用數據處理軟件對采集回來的數據加以處理，將數據轉換為便于觀察的形式，使其與道路全景影像更加匹配。

4）數據信息成像階段：利用測繪軟件繪制道路全局影像，按照1∶500 比例尺成像，并添加一些關鍵參數數據，展示窗口布設在左上角，以便觀察。

4.3 應用效果分析

按照以上測量流程，開啟相關測量設備，得到如圖3 所示的測量結果。

圖3 測量結果

圖3 中左側操作界面展現了某段道路及周邊環境影像，圖像比較清晰，周邊的建筑等景象信息采集全面，與現場景象相同。圖3 中右側操作界面是將某路段放大的影像，在此操作界面中可以提取關鍵影像信息，對道路改造維修規劃幫助較大。根據信息獲取需求，在左側操作欄中選擇相應工具設置參數即可。

為了檢驗新測繪技術的采集與處理得到的數值是否可靠，本研究以常規軟件計算數值作為參照展開對比分析。如表1 所示為工程建筑量估算精度統計表。

表1 工程建筑量估算精度統計表 m2

表1 中，本次測量選取7 個建筑作為測量對象，常規軟件與新測繪技術方案計算出的數據差值為0.0。由此可以判斷，本文提出的新測繪技術在道路工程測繪中的應用滿足可靠性要求，可以將測量的結果作為道路改造規劃方案設計參考依據。

5 結語

本文圍繞地質工程測量問題展開研究，針對傳統測量工具存在的不足，引入新測繪技術，提出多技術融合應用方案研究。該方案利用科學技術發展下測繪技術產物功能，完成了地質工程信息采集、數據處理、信息成像等高精度操作。實踐應用結果表明，本研究提出的新測繪技術應用方案可以準確采集和處理地質信息，操作更加便捷，結果更加直觀，有助于工程改造工作的開展。