測繪技術在公路建設前期工作中的應用分析

李東好

江西中煤建設集團有限公司 江西 南昌 330001

引言

隨著科學技術的不斷發展，測繪工程在國家建設、制造、規劃等項目中越來越受到重視，許多測繪技術都有自己的運行計劃和應用，測繪技術在公路建設前期工作中的應用原則如下。

1 項目的工程概況

本文研究的工程項目，是肯尼亞RWC538的公路，項目測區大致呈南北走向，地理經度范圍為E36°39′～E36°20′，地理緯度范圍為S1°21′～S1°03′。測區屬于山地丘陵地帶，地勢起伏較大，平均海拔高度約1700米，屬熱帶季風氣候，全年最高溫度為22～26℃，最低溫度為10～14℃，氣候涼爽、雨量較多，每年3至5月為長雨季，雨水非常大、11至12月為短雨季，雨水相對較少，其余為旱季。由于該路線為連接肯尼亞首都西邊郊區的城鎮Ngong（恩貢）和肯尼亞北邊Nakuru(納庫魯）州郡Suswa(蘇斯瓦)的主要干道，車流量較少，此條道路極大地緩解了西北地區通往首都只一條道路的交通，這些都給野外測繪工作帶來一定的難度，下圖為項目所在地。

圖1 項目所在地（圖中中線）

2 公路工程勘察

（1）初期測量工作。初步設計是根據批準的設計任務文件和初步調查數據制定的，擬定了主要的施工原理。選擇設計計劃以計算關鍵項目數量，提出施工計劃，創建設計預算并提供計劃說明和圖表。提供了平面，高程控件，地形圖，控制文件和特殊剖面的輪廓和剖面數據。

（2）施工圖階段勘察。根據批準的初步設計文件，從1∶2000圖紙中比較和選擇施工圖設計，確定路線圖，并對施工圖進行詳細測量。放樣中心線，測量垂直截面，測量橫截面，測量關鍵作業現場的地形圖，測量高級特征的關鍵控制。

（3）地籍測繪。設計土地面積的地籍測量和制圖是根據經批準的建筑圖紙設計文件進行的。屬性邊界站點測量，收集和編輯其他地籍元素數據，基于地形圖繪制地籍圖以及測量土地面積。

3 應用方法

（1）控制測量目的。受控測量通常是指將一系列控制網絡點放置在項目建筑區域的地面上，并準確確定這些網絡點的位置，以便為以后的地形圖和各種工程建設測量奠定良好的基礎。測量控制是所有后續測量操作的基礎，沒有控制測量就無法執行映射和放樣操作。

（2）控制點的布設原則。要滿足方便施工要求，易測量、易保護、易發現、不易被破壞。①沿著道路的方向前進選點，并在路基清表的范圍以外，或便道范圍以外，避免以后施工中遭到破壞，為了施工但不宜太遠。②選擇土質堅固穩定與安全的僻靜之處，點位應便于尋找、長期保存和引測。③不宜選在低濕、淹沒之處，不良地質條件（如土崩、滑坡等）以及地下管線之上，地勢隱蔽不便于觀測之處。④如果用GPS接收機測量時，應選在視野開闊障礙物較少的地方，遠離大功率無線電發射源，避開大面積水域。⑤如果用全站儀導線測量時，要保證兩控制點之間通視，避免視線從兩課樹之間，或大型結構物邊緣通過，以免產生視線的折射。⑥兩控制點之間的距離如有要求按照設計進行，如無要求按照方便施工原則，一般200～300m之間埋設，但是在地形復雜或者大型結構物的地方適當加密。

（3）坐標系選擇。地球外表面是一個非常復雜的物體表面，起伏不平，數據不能在這張表上計算，但它是一個波浪形的外表面，用簡單的數學和物理公式很難指出。因此，幾何圖形的其他問題也就產生了。可用參考橢球體是一個國家（或其他地區）直接測量地球上所有物體的參考面，橢球體上各點與地球水平面上相應點的平臺高差平方和較小，每個人的服務中心和參考橢球體的中心相互重疊[1]。自轉軸的質量與行星的自轉軸重合，赤道附近的投影圖也重合。兩個體積大小相同，總質量相當于地球的總質量。

（4）獨立的高層控制。一級控制網絡通常用于公路工程中，GPS執行四階段控制測量，為了輕松構建和重復使用現有的加密第一階段導線的方法，一階段控制網絡通常采用國家點測量和次逆變換來從地面獲取任意坐標系以獲得完整的坐標系，控制與系統的現有連接。如果有一條連接線，主要控制這條線，例如天橋，長隧道等。

4 航空攝影測量方法

航空攝影可以準確地捕獲地面的實際情況，但是，它不能直接用作地形圖，因為航空攝影是中心投影，而地形圖是垂直（或正射）投影。航空攝影倍率：航空攝影倍率的分母不能超過繪圖倍率的4倍。航空攝影領域：圖像控制點的布局。圖像控制點滿足要求，確定平面和高程三維坐標，確定在野外繪制時的相對位置，并具有清晰的邊緣和角（在航空攝影中清晰且可變）以校正航空攝影。它是從分支中選擇的，要進行圖片修改。需要在航空攝影中繪制不清楚或缺失的物品，例如地上，地下和高架管道，路堤，陡峭的山脊，農田，植被等。

5 數字地面模型

數字地面模型在公路測繪和設計中的應用，數字地形模型是一種數字仿真過程，其中根據特定的精度要求收集用于模擬地形的采樣點的三維坐標，并且地形表面表示為一系列數字數據[2]。如果需要有關數字模型圖面上不同位置的屬性信息，則可以使用插值處理從組中收集的巖土數據，并且可以根據DTM使用插值來獲取任何位置的巖土屬性值，根據當前數字地面模型的準確性，它可以用于高速公路的初步設計。

數字地面模型的原理：DEM是地形形態的語言或圖形模型結構，這種方法可以根據各種數據進行綜合收集分析處理。常用的方法可以用一個或多個數學物理表達式來表達。這些物理和數學函數調用通常被視為要執行的插值函數定義。這些直接處理方法也可以是曲面重建或雙曲面造型，利用多項式的零階項構造DEM曲面模型，并初步確定所有數據點的水平位置，然后進行后續建模工作。例如，如果從多個訓練集建立相關的平面投影，直接聚焦在一個小區域的點上，那么人體的體表也可以由多個階段組成，基本結構與外表面相鄰，不相連[3]。曲面設計建模主要是基于矩形進行分析，多項式的前三項（兩個一階項和零階項）也可以合成兩個二維平面，并且至少可以使用三個點一個二維平面在生成過程中變成一個三角形。由于正方形在形狀和尺寸上都具有很大的靈活性，因此這四種造型方法可以方便、完美地將虛線、明顯的地形特征線或其他數據集成起來，成為一種曲面造型方法[4]。

選擇建模方法：上面提到的四種主要建模方法對應于特定的特征數據結構。這是因為在實際應用中，不應用基于點的建模，并且混合曲面通常會轉換為基于三角形和網格的三角形網絡。建模方法是兩種基本的建模方法，確定道路橋梁工程的位置，放樣軸線，檢查高程，測量總高度，測量并建造建筑物的垂直方向沉積物觀測結果應在現場進行審查。

專業的測繪監理工程師要定期檢查測繪數據，建設單位必須積極配合。每次測量的測量計劃不僅應由負責的技術人員檢查，而且還應負責運行直尺，觀察鏡子，校準，在測量后進行檢查和檢查。審核負責人必須簽字。原始記錄和基于原始記錄分類的測量結果是測量技術數據。在施工測量檢查員每次復查測量結果時，如果判斷建筑物的垂直度或沉降異常，則負責將其報告給專業主管，如果未報告隱藏信息，則由負責人負責。

6 結束語

工程施工勘察控制是施工前控制的基本操作，在施工準備階段很重要，監理工程師應將其作為確保工程質量的重要監測手段。參與施工測量監督實踐的監理工程師，其施工測量控制的主要任務包括測量控制網絡審查，施工線控制和現場測量與測量，并為這些環節提供監督方法。