GIS技術(shù)和數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用研究

靳自強(qiáng)

中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西西安 710000

1 工程測(cè)繪的內(nèi)涵

工程測(cè)繪是利用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展中的具體應(yīng)用。規(guī)劃設(shè)計(jì)階段工程測(cè)繪主要針對(duì)建設(shè)施工項(xiàng)目所在地地形資料的獲取，測(cè)繪手段主要包括地面測(cè)圖和航空攝影測(cè)繪；工程建設(shè)階段的測(cè)繪是為了能夠?qū)こ唐矫嫖恢煤透叱虜?shù)據(jù)進(jìn)行采集，作為工程施工的數(shù)據(jù)支持；竣工后的管理階段測(cè)繪主要為了實(shí)現(xiàn)變形監(jiān)測(cè)和維修養(yǎng)護(hù)[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，包括地理信息系統(tǒng)（GIS）在內(nèi)的各類(lèi)先進(jìn)技術(shù)在工程測(cè)繪中獲得了廣泛應(yīng)用，豐富了工程測(cè)繪的技術(shù)手段，推動(dòng)工程測(cè)繪向著自動(dòng)化和數(shù)字化方向不斷發(fā)展。

2 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 測(cè)圖精度高

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)具有自身的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，在工程測(cè)量工作中，起到了重要的作用，其測(cè)圖精度較高，通過(guò)精確的數(shù)字體現(xiàn)，使地圖測(cè)繪精度產(chǎn)生了飛躍，全面滿(mǎn)足了制圖需求，保證了建設(shè)的安全與穩(wěn)定。數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)的有效使用，全面提高了工程制圖質(zhì)量，數(shù)字化技術(shù)能夠在距離300m以?xún)?nèi)圖形距離內(nèi)達(dá)到精確的要求，測(cè)量工作中，應(yīng)用電子速測(cè)儀（全站儀）裝置可以使測(cè)定點(diǎn)誤差變小，一般情況下能夠保證在3mm以?xún)?nèi)的精準(zhǔn)度，數(shù)字化生成的各類(lèi)數(shù)據(jù)較為復(fù)雜，不論是輸入還是輸出，都使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成，直到最后的報(bào)告生成，數(shù)據(jù)不會(huì)有一點(diǎn)的損失，保證了數(shù)據(jù)的精確要求，先進(jìn)的測(cè)量裝置能夠全面完成高差、垂直、水平角、間隔等多個(gè)丈量數(shù)據(jù)，使各種數(shù)據(jù)在電子化測(cè)量中保證精確度，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)各種換算、程序等的轉(zhuǎn)化處理，能夠最后自動(dòng)生成所要的各種圖形，保證測(cè)繪圖質(zhì)量[2]。傳統(tǒng)工程測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)在多次轉(zhuǎn)化中，容易出現(xiàn)誤差，而電子化格式則保證了質(zhì)量，避免了展點(diǎn)型誤差、視距型誤差等問(wèn)題，確保了外業(yè)測(cè)量精度。

2.2 GIS信息源的運(yùn)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種技術(shù)漏洞得到修復(fù)，保證了計(jì)算機(jī)的安全和數(shù)字的精度。GIS技術(shù)的應(yīng)用，極大的保證了制圖質(zhì)量，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，不但GIS提供所需要的源數(shù)據(jù)，同時(shí)還能夠更好地滿(mǎn)足建圖中GIS數(shù)據(jù)庫(kù)信息的調(diào)取。目前看，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)所得到的數(shù)據(jù)還不能和GIS所獲取的數(shù)據(jù)產(chǎn)生直接連接，隨著技術(shù)的進(jìn)步與完善，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)與GIS技術(shù)完全能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的對(duì)接，使數(shù)字測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加廣泛的應(yīng)用。對(duì)于比例尺大的空間數(shù)據(jù)獲取和搜集，如城市規(guī)劃、大型建筑等方面，就可以通過(guò)數(shù)字化測(cè)繪為GIS技術(shù)提供數(shù)據(jù)源，保證了數(shù)據(jù)的有效對(duì)接。

2.3 方便圖形編輯

數(shù)字化測(cè)量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不同的圖形編輯效果，在制圖方面可采取分層堆放的形式，使圖形應(yīng)用更加靈活，保證了圖面負(fù)載量的豐富性，圖形疊放不受限制，使制圖過(guò)程中，能夠全面發(fā)掘數(shù)據(jù)圖形的價(jià)值和潛力，確保了圖形的應(yīng)用效果，大大改變了傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用圖形單一的問(wèn)題，在地面房屋改建、擴(kuò)建工程建設(shè)中，當(dāng)?shù)丶兏鼤r(shí)，在計(jì)算機(jī)上只需要輸入相關(guān)信息，就能達(dá)到快速修復(fù)的目標(biāo)，圖形數(shù)據(jù)編輯更加高效、方便。

3 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的具體應(yīng)用

3.1 原圖數(shù)字化

原圖數(shù)字化即將數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用于原圖處理過(guò)程中，其主要是把現(xiàn)實(shí)中的具體圖形進(jìn)行數(shù)字處理。具體來(lái)說(shuō)，原圖數(shù)字化的處理需要經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟過(guò)程。首先，掃描工序。這需要技術(shù)人員用計(jì)算機(jī)、掃描儀等設(shè)備先進(jìn)行原圖的掃描，使具體的圖形原型能夠儲(chǔ)存進(jìn)計(jì)算機(jī)工具當(dāng)中；其次，處理工序。即將其掃描進(jìn)計(jì)算機(jī)的原圖進(jìn)行數(shù)字化處理，一般可使用兩種方法進(jìn)行數(shù)字化處理：①掃描矢量化。這種技術(shù)能夠較快獲得原圖的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，但是它只能簡(jiǎn)單的還原原圖外貌，其實(shí)時(shí)性較差，所以一般是在急需數(shù)據(jù)內(nèi)容時(shí)進(jìn)行使用；②手扶跟蹤數(shù)字化。該技術(shù)的應(yīng)用能夠較大程度對(duì)原圖進(jìn)行還原，還能夠更好對(duì)各種測(cè)量要素進(jìn)行補(bǔ)測(cè)工作，使測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)一步得到修整。總的來(lái)說(shuō)，這兩種方法都能夠很好地對(duì)原圖進(jìn)行數(shù)字化處理，但是手扶跟蹤數(shù)字化相對(duì)于掃描矢量化更加的優(yōu)越，不僅使用起來(lái)投入的資金更少，而且精確度和效率也更高。

3.2 數(shù)字地面測(cè)圖

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)還可以運(yùn)用于數(shù)字地面測(cè)圖當(dāng)中，這種測(cè)量方法主要是能夠解決較大范圍的測(cè)量問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字地面測(cè)圖多會(huì)使用到RTK設(shè)備和全站儀這兩種儀器：首先，技術(shù)人員可以在開(kāi)闊地帶中利用RTK進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對(duì)信號(hào)不好、遮擋嚴(yán)重以及建筑物等使用全站儀進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集工作；其次，技術(shù)人員可以利用全站儀對(duì)RTK采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行精度檢驗(yàn)，以提高檢測(cè)的精確性。總的來(lái)說(shuō)，RTK和全站儀在地面數(shù)字測(cè)圖中都必不可少，每種測(cè)繪方法都有其不同的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，可以進(jìn)行相互補(bǔ)充，以更好地保障工程測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3.4 航測(cè)數(shù)字成圖

航測(cè)數(shù)字成圖也在實(shí)際應(yīng)用中有著良好的效果，在操作過(guò)程中，先建立地面模型，然后再通過(guò)航空攝像的形式，獲取相關(guān)的地籍?dāng)?shù)字信息，通過(guò)軟件分析，可以獲取需要的地圖。航測(cè)數(shù)字成圖通過(guò)航空拍攝獲取制圖相關(guān)的影像，特別是在大面積區(qū)域測(cè)繪上，航測(cè)效果更加明顯，通過(guò)數(shù)字化處理，在短時(shí)間就能夠成圖，為工程建設(shè)提供保障。航空俯瞰能夠更加直接的獲取真實(shí)信息，成本低廉、不受天氣影響，航測(cè)數(shù)字地圖是未來(lái)數(shù)字測(cè)繪的主要方向[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

工程建設(shè)嚴(yán)重依賴(lài)工程測(cè)量的數(shù)據(jù)，沒(méi)有數(shù)據(jù)就難以開(kāi)展工作。工程測(cè)量所獲得的數(shù)據(jù)人工處理難度比較大，因此數(shù)據(jù)人工建模也是一個(gè)難點(diǎn)。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為此類(lèi)問(wèn)題提供了解決方案。