地下管線測(cè)量工作中現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用研究

黃茂江，俞黎斌

（1.江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江西 南昌 330000；2.江西銅業(yè)股份有限公司德興銅礦，江西 德興 334200）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，在城市化發(fā)展過(guò)程中，地下管線系統(tǒng)管理是影響城市化進(jìn)程的重要因素。城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，地下管線結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜并且形成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為了能夠有效管理應(yīng)當(dāng)使用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行地下管線測(cè)量工作。

1 地下管線測(cè)量中應(yīng)用的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)

1.1 RTK技術(shù)

實(shí)時(shí)定位的RTK技術(shù)是全球化定位系統(tǒng)，是指將GPS作為基礎(chǔ)改造的一種技術(shù)，將無(wú)線電技術(shù)、動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)以及數(shù)字通訊技術(shù)有效結(jié)合，在具體使用過(guò)程中各項(xiàng)技術(shù)之間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)測(cè)量。在應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量過(guò)程中保證每次的數(shù)據(jù)不會(huì)受上次數(shù)據(jù)的影響，不會(huì)存在積累的誤差，具有極高的精準(zhǔn)測(cè)量度。并且操作較為簡(jiǎn)單，不容易受到外界環(huán)境影響，可以進(jìn)行全天作業(yè)。

現(xiàn)階段,RTK技術(shù)幾乎能精確至厘米，甚至毫米。市場(chǎng)中通常使用較為廣泛的是厘米級(jí)別的測(cè)繪技術(shù)。實(shí)時(shí)定位的RTK系統(tǒng)中包含準(zhǔn)基站、流動(dòng)站和通訊系統(tǒng)。其中流動(dòng)站中還包括GPS接收機(jī)、流動(dòng)站控制裝置、電源以及無(wú)線電通訊系統(tǒng)。基準(zhǔn)站中包括GPS接收機(jī)、天線、無(wú)線電發(fā)射系統(tǒng)以及電源等。

測(cè)繪系統(tǒng)有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：第一，多個(gè)流動(dòng)站同時(shí)運(yùn)行進(jìn)行測(cè)量，能夠有效提升工作效率，減少測(cè)量工作時(shí)間，促使工程進(jìn)度如期完成。第二，測(cè)量工作精準(zhǔn)度較高。在開展測(cè)量工作過(guò)程中，RTK每個(gè)測(cè)量點(diǎn)都是獨(dú)立的，沒有受到其他測(cè)量數(shù)據(jù)影響，不會(huì)產(chǎn)生誤差，精準(zhǔn)度高。第三，測(cè)量速度較快，在正式測(cè)量過(guò)程中，通常只需幾秒鐘就能完成數(shù)據(jù)測(cè)量工作，提升測(cè)量速度，提高工作效率。

測(cè)繪系統(tǒng)也具備缺點(diǎn)：RTK技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中需要滿足特定條件，衛(wèi)星截止高度角為15°，如果施工范圍內(nèi)有樹木或者建筑物，就會(huì)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)造成干擾和遮擋，無(wú)法保證完成測(cè)量工作。

圖1 RTK測(cè)量?jī)x

1.2 全站儀測(cè)繪技術(shù)

全站儀測(cè)繪技術(shù)是指利用此技術(shù)對(duì)地下巖層的結(jié)構(gòu)和地質(zhì)情況進(jìn)行勘察，保證勘測(cè)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確。全站儀和探測(cè)設(shè)備相聯(lián)系，探測(cè)儀進(jìn)入地下，能夠向全站儀實(shí)時(shí)傳達(dá)地下的信息，并且整個(gè)測(cè)量過(guò)程不會(huì)受到外界環(huán)境的影響，從而充分保證信息具備準(zhǔn)確性。全站儀的測(cè)繪工作要求兩個(gè)或三個(gè)技術(shù)人員相互配合，如果測(cè)繪的人員不足，并不適合使用此種測(cè)繪技術(shù)[1]。

它的技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)包括建立基準(zhǔn)站，要確保電瓶和電臺(tái)之間連接順暢，與此同時(shí)其他的天線也應(yīng)當(dāng)保證連接順暢，在基準(zhǔn)站的允許條件范圍內(nèi)設(shè)計(jì)流動(dòng)站，兩站之間距離不能過(guò)大并且頻率應(yīng)當(dāng)保持一致。天線高度的測(cè)量必須精準(zhǔn)，在測(cè)量完成后將儀器關(guān)閉，再設(shè)置系統(tǒng)自動(dòng)備份功能。即使儀器出現(xiàn)突然關(guān)閉的現(xiàn)象，也能夠保證不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。

流動(dòng)站：只需要交付對(duì)應(yīng)的費(fèi)用再開通賬戶就可以使用，信號(hào)的接收端應(yīng)當(dāng)確保符合基站的網(wǎng)絡(luò)輻射范圍。如果出現(xiàn)接收端不能及時(shí)接收現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)立即重新啟動(dòng)設(shè)備再進(jìn)行重新聯(lián)網(wǎng)。與此同時(shí)，流動(dòng)的設(shè)備應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行充電，充分保證電量充足，避免信號(hào)傳輸過(guò)程中再次中斷。

分析測(cè)量精度：當(dāng)基站接收到信號(hào)后立即進(jìn)行校正處理，此時(shí)需要使用PTK技術(shù)，并且在其對(duì)應(yīng)位置設(shè)置控制點(diǎn)，以提升測(cè)量信息的準(zhǔn)確性。全站儀接收每個(gè)控制點(diǎn)的信息，并且能夠綜合分析信息，挑選其中有用的數(shù)據(jù)，完成測(cè)繪工作。

觀測(cè)精度的選擇：依據(jù)我國(guó)現(xiàn)在的管線探測(cè)規(guī)則將全站儀探測(cè)精度設(shè)定在5級(jí)。如果測(cè)量線路長(zhǎng)度大，可以適當(dāng)增加控制點(diǎn)的數(shù)量，進(jìn)而保證測(cè)繪精確度。

圖2 全站儀測(cè)繪

2 現(xiàn)代測(cè)繪方式在開展地下管線工作中具體應(yīng)用

2.1 測(cè)繪技術(shù)在地下管線普查作業(yè)的應(yīng)用

對(duì)城市地下管線開展普查工作過(guò)程中可以應(yīng)用測(cè)繪技術(shù)。全面分析和制定前期準(zhǔn)備工作，在前期準(zhǔn)備工作中應(yīng)當(dāng)估算地下管線的總量，對(duì)比例尺地形圖進(jìn)行量取和估算，在繪制地下管線過(guò)程中應(yīng)當(dāng)使用多種方式按照相應(yīng)的比例標(biāo)注出來(lái)。

2.2 依據(jù)城市位置系統(tǒng)測(cè)量分析地下管線

城市地理信息系統(tǒng)中有各種重要的信息，不僅包含的要素多，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。通常情況下城市地理信息系統(tǒng)中包含基礎(chǔ)層、綜合層和專題層等多個(gè)方面，基礎(chǔ)層又被稱為基礎(chǔ)信息子系統(tǒng)，包括系統(tǒng)地形圖中不同地形要素。在具體使用過(guò)程中可以結(jié)合子系統(tǒng)定位子空間。專題層也被稱為專題子系統(tǒng)，是由公共基礎(chǔ)專業(yè)信息組成，有國(guó)土管理的子系統(tǒng)、規(guī)劃管理的子系統(tǒng)、市政管理的子系統(tǒng)和交通管理的子系統(tǒng)。綜合層又被稱為應(yīng)用子系統(tǒng)，能夠?qū)σ陨舷到y(tǒng)中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而為城市建設(shè)和管理決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.3 將傳統(tǒng)測(cè)繪產(chǎn)品和多元化服務(wù)相結(jié)合

開展城市地下管線實(shí)際測(cè)繪工作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)創(chuàng)新和革新傳統(tǒng)的測(cè)繪產(chǎn)品，建立全面、系統(tǒng)、多元和綜合的服務(wù)系統(tǒng)。開展地下城市管線測(cè)繪工作過(guò)程中，可以利用外業(yè)工作和測(cè)繪工作學(xué)習(xí)到的有關(guān)知識(shí)，每個(gè)工序、環(huán)節(jié)和測(cè)繪產(chǎn)品都有著密切聯(lián)系[2]。在城市化建設(shè)過(guò)程中，城市地下管線使用范圍較小，開展城市地下管線普查作業(yè)，可以將地下管線資料的使用情況作為獨(dú)立參考數(shù)據(jù)。實(shí)際測(cè)繪工作過(guò)程中可以利用傳統(tǒng)測(cè)繪產(chǎn)品，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，進(jìn)而形成以網(wǎng)格作為平臺(tái)的多元服務(wù)體系。在此過(guò)程中應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以人為本理念，傳統(tǒng)單一的測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足用戶需求。在地下城市管線測(cè)繪工作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變觀念，做好技術(shù)研究和準(zhǔn)備工作，實(shí)時(shí)和快速接收測(cè)繪數(shù)據(jù)，保證測(cè)繪工作實(shí)現(xiàn)智能化。對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)實(shí)行一體化管理方式，確保城市地下管線測(cè)繪工作能滿足社會(huì)和用戶需求，提高服務(wù)質(zhì)量。

3 地下管線測(cè)量實(shí)際案例

項(xiàng)目概況：某城市的供電公司要對(duì)地下電纜管線的施工情況進(jìn)行具體測(cè)量，測(cè)量電力電纜的總長(zhǎng)度為570m。本次測(cè)量?jī)?nèi)容較多，包括探測(cè)電力電纜的具體位置、走向、高程和穿越管道規(guī)格。本次測(cè)量工作使用全站儀和GPS接收機(jī)兩種儀器。

圖3 地下管線測(cè)量工作

圖根導(dǎo)線控制測(cè)量：沿管上的每個(gè)點(diǎn)能夠?qū)⒏鱾€(gè)控制點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，形成一根圖根導(dǎo)線。使用三角高程測(cè)量圖根水準(zhǔn)，如果圖根點(diǎn)在一次附和導(dǎo)線上，可以適當(dāng)對(duì)圖根點(diǎn)采取加密處理，通過(guò)某個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行定位，完成平面和高程測(cè)量工作。如果地下管線發(fā)生改變，那么控制點(diǎn)也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。

GPS控制測(cè)量：第一，應(yīng)當(dāng)完成選點(diǎn)和布網(wǎng)的工作，如果想要確保GPS定位精準(zhǔn)，聯(lián)測(cè)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)當(dāng)至少布置三個(gè)，并且聯(lián)測(cè)點(diǎn)要設(shè)計(jì)在遠(yuǎn)離工廠和大樓等位置，防止影響到數(shù)據(jù)信息傳輸，盡可能避免GPS定位不會(huì)受到高大物體遮擋。第二，選擇最恰當(dāng)觀測(cè)方法，將RTK技術(shù)和全站儀技術(shù)相結(jié)合再進(jìn)行使用，觀測(cè)時(shí)應(yīng)當(dāng)將天線位置調(diào)整至最佳，保證天線接收信號(hào)強(qiáng)。在觀測(cè)過(guò)程中記錄數(shù)據(jù)，技術(shù)員開展測(cè)量工作應(yīng)當(dāng)全程操控設(shè)備，避免儀器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常現(xiàn)象。第三，處理測(cè)量數(shù)據(jù)，仔細(xì)校驗(yàn)坐標(biāo)和方位角等數(shù)據(jù)，應(yīng)用測(cè)繪軟件定位地下電纜管線具體位置。

高程控制測(cè)量：使用圖根水準(zhǔn)開展高程測(cè)量作業(yè)，在準(zhǔn)備工作完成后，將普通水準(zhǔn)尺和儀器配合使用開展測(cè)量工作，在測(cè)量工作完成后使用相關(guān)軟件進(jìn)行精準(zhǔn)校核。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，測(cè)繪技術(shù)日趨成熟。而隨著城市化進(jìn)程加快，地下管線作為城市基礎(chǔ)建設(shè)的重要內(nèi)容，在開展地下管線測(cè)量工作時(shí)應(yīng)當(dāng)應(yīng)用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，保證測(cè)量工作的精準(zhǔn)度。