現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

叢 充

(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710300)

0 前 言

在各大土木工程建設(shè)中，工程測量(測繪)技術(shù)是其基礎(chǔ)性的工作，測量技術(shù)直接影響到工程建設(shè)的質(zhì)量問題，隨著經(jīng)濟(jì)科技的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的測量技術(shù)已顯露出瓶頸，難以適應(yīng)現(xiàn)代化“大數(shù)據(jù)”時代的工作需要和要求。現(xiàn)階段越來越多的工程企業(yè)使用數(shù)字化測繪，將數(shù)字化測繪新技術(shù)應(yīng)用到各項(xiàng)工程中，推動傳統(tǒng)的土木行業(yè)朝向“數(shù)字化”、“信息化”、“智能化”方向發(fā)展。通過數(shù)字化測繪技術(shù)，得到施工需要的地形、地理數(shù)據(jù)信息，以此作為施工依據(jù)，保證了更高精度的要求，方便快捷，大大提高了工作效率與質(zhì)量。但是在使用現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)中，還是暴露出一些技術(shù)性問題，本文就現(xiàn)代化測繪的一些具體應(yīng)用問題進(jìn)行討論，分析一下現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)在工程測量中的主要應(yīng)用及問題，這對提高工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量有著顯著的作用。

1 現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)概述

在目前土木建筑工程行業(yè)中，數(shù)字化測繪技術(shù)主要包括地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感技術(shù)(RS)以及衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)，俗稱“3S”技術(shù)。這些技術(shù)雖然已逐漸應(yīng)用在工程建設(shè)領(lǐng)域中，但在工程測量中應(yīng)用的不夠完善。本文就測繪技術(shù)成果的角度考慮，目前現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)主要分為原圖數(shù)字化和數(shù)字化測圖兩類。

1.1 原圖數(shù)字化

在土木工程建設(shè)中，已有資料的利用是進(jìn)行各個工程建設(shè)必須考慮的問題。在統(tǒng)計(jì)整理年代較久遠(yuǎn)的資料時，一些紙質(zhì)性的文件、圖件、資料不易保存攜帶，給工程使用帶來了不便。特別是在傳統(tǒng)的工程測量中，對于大比例尺地形圖的輸入一直是技術(shù)難題，采用原圖數(shù)字化可以使問題迎刃而解。對于工程施工中大比例尺地形圖，采用矢量掃描儀先進(jìn)行掃描，結(jié)合跟蹤數(shù)字儀進(jìn)行矢量化，再把得到的矢量圖數(shù)字化，就實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)地圖與電子計(jì)算機(jī)的無縫對接，很方便的解決了地形圖數(shù)據(jù)輸入的技術(shù)問題。對于形成的電子計(jì)算機(jī)文件，可以在采集大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立起工程地理信息數(shù)據(jù)庫，對后續(xù)的數(shù)據(jù)處理提供便利。

1.2 數(shù)字化測圖

在土木工程施工及變形監(jiān)測中，測繪大比例尺地形圖一直是關(guān)鍵性技術(shù)問題。傳統(tǒng)的施工測量地形圖精度難以控制，施測難度較大，尤其是繪制變形圖、竣工圖，在數(shù)據(jù)精度不高的情況下，很難準(zhǔn)確地繪制竣工圖。而運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化測圖，可進(jìn)一步簡化作業(yè)流程，提高作業(yè)效率。數(shù)字化測圖與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，可以使數(shù)據(jù)成果信息化，便于數(shù)據(jù)的存儲、管理，為勘測設(shè)計(jì)、施工管理、竣工測量、變形監(jiān)測提供可靠的地理信息數(shù)據(jù)。

2 現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 數(shù)字測繪技術(shù)測量繪圖精度更高

相比于傳統(tǒng)工程測繪，現(xiàn)代數(shù)字測繪能保證更高的精度，使測繪行業(yè)在測圖中精度達(dá)到飛躍的提升。在工程測量中，外業(yè)采集數(shù)據(jù)更多地使用全站儀、測量機(jī)器人等，在進(jìn)行點(diǎn)位坐標(biāo)計(jì)算中都是自動計(jì)算自動生成結(jié)果，彌補(bǔ)了人工讀數(shù)的誤差，縮短了測繪作業(yè)的時間，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)信息的整合，提高效率的同時減少了誤差的積累，從而提高了觀測精度。

2.2 數(shù)字測繪技術(shù)豐富了圖形信息

在以往傳統(tǒng)的工程測量中，測量數(shù)據(jù)多以圖表的形式表達(dá)，對于從業(yè)人員的門檻要求較高，不利于測繪技術(shù)的推廣。與傳統(tǒng)工程測量相比，現(xiàn)代數(shù)字測繪成果的表達(dá)更加多樣化，不僅形式多樣，還包含有豐富的數(shù)據(jù)信息。不僅在施工場地建立坐標(biāo)系，還能將施工所測的數(shù)據(jù)以圖形的形式進(jìn)行表達(dá)，形成數(shù)字化的完整的數(shù)據(jù)信息，便于歸檔。通過現(xiàn)代數(shù)字化的測繪技術(shù)手段，可以準(zhǔn)確獲取所測地面點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，附有豐富的圖形信息，對不同屬性的點(diǎn)位進(jìn)行編碼，可以加快圖形的繪制。在工程實(shí)際操作中，為了對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理，檢索信息，對所測地形圖的幾何屬性和物理屬性及空間位置等進(jìn)行連接，在大量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立起GIS數(shù)據(jù)庫，可以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯、存儲及管理，在工程施工中提高效率。此外，在實(shí)際測圖中，觀測人員可以采用不同的符號對地面所測點(diǎn)位進(jìn)行標(biāo)記，能更好地完成測圖工作。

2.3 自動化程度較高

在運(yùn)用數(shù)字化測繪的過程中，促進(jìn)了測繪行業(yè)向自動化的方向發(fā)展。數(shù)字測繪實(shí)質(zhì)是伴隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生的，與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)有著緊密的關(guān)聯(lián)。現(xiàn)在測繪行業(yè)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合，促使了大量的工程軟件開發(fā)，這都使數(shù)字測繪技術(shù)更加迅速的發(fā)展?，F(xiàn)在處于“大數(shù)據(jù)”時代，隨著計(jì)算機(jī)自動化的提高，數(shù)字測繪技術(shù)的自動化亦隨之提高。借助計(jì)算機(jī)軟件，工作人員可以對數(shù)據(jù)圖形信息進(jìn)行識別、篩選、運(yùn)算，完成數(shù)據(jù)圖像的處理。隨著自動化程度的提高，測量誤差也會降低，從而保證了測量精度和準(zhǔn)確度。

2.4 存儲更加方便

在實(shí)際的土木工程測量中，數(shù)字化測繪相比于舊式的測繪方式，能更好地存儲管理數(shù)據(jù)。采用現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)，觀測獲得的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，保證了數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定，進(jìn)而確保了數(shù)據(jù)的完整性，加強(qiáng)了地圖的實(shí)用性，避免重復(fù)觀測。此外，數(shù)字測繪技術(shù)為后期的檢索和查詢提供了便利，更好滿足工程施工要求。

3 現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

3.1 原圖數(shù)字化測繪

在現(xiàn)階段工程測量中，對于收集到的原圖，工作人員可以對其數(shù)字化，充分合理利用原圖資源，體現(xiàn)出原圖的價值意義。對于原圖的數(shù)字化，可以節(jié)省工作時間，避免不必要的重復(fù)性測量。對原圖數(shù)字化，可以采用兩種技術(shù)方法，即手扶跟蹤與掃描矢量。掃描矢量法得到的地圖精度更高，但對原圖處理能力比較弱，在工程中應(yīng)用的不多。而手扶跟蹤數(shù)字化則比較常見，利用手扶跟蹤數(shù)字化，對地形圖進(jìn)行補(bǔ)測、修復(fù)，一方面達(dá)到了精度要求，另一方面降低了成本。所以實(shí)際工程中，更多地使用手扶跟蹤數(shù)字化方法。

3.2 地面數(shù)字測圖

在實(shí)際的工程測量中，如對成圖精度有所要求，而又沒有適宜的地形圖資料時，可以進(jìn)行地面數(shù)字測圖。數(shù)字地面測圖使用全站儀、GPS-RTK技術(shù)等，在施工現(xiàn)場或測區(qū)進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，采集好數(shù)據(jù)后進(jìn)行內(nèi)業(yè)加工成圖處理。地面數(shù)字測圖主要技術(shù)性工作是在野外采集一定量的地形數(shù)據(jù)信息，再利用現(xiàn)代測繪軟件進(jìn)行信息處理，制作成地理模型或地理產(chǎn)品。在實(shí)際操作中，除了進(jìn)行野外數(shù)字化測圖，還有必要采取一些輔助測量，降低測圖過程中的誤差累積，保證成圖精度。

3.3 現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)在數(shù)字地球中的應(yīng)用

在當(dāng)今這個“大數(shù)據(jù)”時代中，地球空間信息被各行各業(yè)所關(guān)注，隨著測繪技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，“數(shù)字地球”也應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字地球以通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，對多種信息集成，形成一個測量地球空間信息的框架體系。與傳統(tǒng)的土木工程測量相比，數(shù)字地球具有龐大的系統(tǒng)，十分復(fù)雜，具有極強(qiáng)的科學(xué)性和現(xiàn)實(shí)性。數(shù)字地球涉及國計(jì)民生的各個方面，包括經(jīng)濟(jì)的、社會的、自然的等各種現(xiàn)象，都可以進(jìn)行信息的記錄?，F(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)對空間信息的測量和處理有著日益廣泛的作用，在現(xiàn)今地球空間信息探測中具有重要地位。

4 總 結(jié)

綜上所述，本文對現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)進(jìn)行了介紹，分析了現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)的優(yōu)勢，以及分析了該技術(shù)在現(xiàn)階段工程測量中的具體應(yīng)用。相信隨著時代的發(fā)展，數(shù)字測繪技術(shù)會得到更加廣泛的應(yīng)用，為社會提供更多的服務(wù)，滿足各項(xiàng)工程的需要。

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