論測(cè)繪新技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

目前在工程測(cè)量中，測(cè)繪新技術(shù)逐漸擴(kuò)大到了各種工程建設(shè)當(dāng)中。隨著測(cè)繪新技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代工程測(cè)量一定會(huì)朝著一體化，自動(dòng)化、智能化的趨勢(shì)發(fā)展。傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域只限于水利、交通、建筑等行業(yè)，在一些特殊領(lǐng)域已經(jīng)不能完成測(cè)繪任務(wù)了，所以測(cè)繪新技術(shù)也日益得到專業(yè)人士的關(guān)注。全球定位技術(shù)(GPS)、遙感技術(shù)(RS)和地理信息技術(shù)(GIS)是測(cè)繪新技術(shù)中的三項(xiàng)重要技術(shù)，它們?cè)诠こ虦y(cè)量中有著廣泛的應(yīng)用。

一、全球定位技術(shù){GPS)

GPS是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，于1994年全面建成，具有海、陸、空壘方位實(shí)施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS接收機(jī)的改進(jìn)，廣域差分技術(shù)、載波相位差分技術(shù)的發(fā)展，加之美國(guó)SA技術(shù)的解除，使得GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測(cè)量等領(lǐng)域有了更為廣泛的應(yīng)用。

(一)GPS在建立工程控制網(wǎng)中的應(yīng)用

紅寺堡開發(fā)區(qū)位于寧夏中寧縣東部，而積約2000kin2，屬于丘陵地帶。工程師采用N3水準(zhǔn)儀建立了四等水準(zhǔn)網(wǎng)作為首級(jí)高程控制網(wǎng)，用四等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)過的GP8控制點(diǎn)(GPS水準(zhǔn)點(diǎn))作為區(qū)域精化大地水準(zhǔn)面高程擬合的驗(yàn)證點(diǎn)。三等GPS網(wǎng)的總點(diǎn)數(shù)為88個(gè)，聯(lián)測(cè)國(guó)家二等三角點(diǎn)4個(gè)，水準(zhǔn)點(diǎn)3個(gè)，新布設(shè)GPS控制點(diǎn)78個(gè)。該網(wǎng)最長(zhǎng)邊7.35km，最短邊2.31km，平均邊長(zhǎng)4.58kin，控制面積約1500 km2。該網(wǎng)分別在1980西安坐標(biāo)系和1954北京坐標(biāo)系下進(jìn)行平差汁算，并聯(lián)測(cè)到國(guó)家GPSB基點(diǎn)上，以取得精確WGS84三位坐標(biāo)。四等水準(zhǔn)網(wǎng)的總點(diǎn)數(shù)為67個(gè)，包括4個(gè)起算點(diǎn)：同家等水準(zhǔn)點(diǎn)蘭包92和蘭包95，蘭包103，同石08，聯(lián)測(cè)三等GPS點(diǎn)64個(gè)：利用三等GPS水準(zhǔn)點(diǎn)的精確WGS—84三位坐標(biāo)在區(qū)域精化大地水準(zhǔn)面中生成各點(diǎn)的擬合高程，與水準(zhǔn)高程進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證紅寺堡區(qū)域精化大地水準(zhǔn)面高程擬合的精度等級(jí)。

(二)GPS在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

大多數(shù)礦山都在山區(qū)，不是溝豁縱橫，就是林術(shù)茂密，通視條件極差。當(dāng)今國(guó)家大力保護(hù)森林資源.不允許隨意砍伐樹木，采用以往的測(cè)回法建立控制網(wǎng)既浪費(fèi)人力，叉浪費(fèi)物力，顯然難以達(dá)到建立控制網(wǎng)的目的。

布設(shè)靜態(tài)GPS控制網(wǎng)能克服山區(qū)通視條件差的弱點(diǎn)，在兩個(gè)或兩個(gè)以上國(guó)家測(cè)網(wǎng)點(diǎn)上架設(shè)地面基準(zhǔn)站，流動(dòng)站可以采用多種形式布網(wǎng)。使用3臺(tái)套或多臺(tái)套GPS可克服常規(guī)測(cè)量中人員多、又很難達(dá)到預(yù)期精度的弊端。GPS觀測(cè)精度好、效率高，使各礦區(qū)坑口控制相互連接，成為整體，值得在礦量中普遍應(yīng)用。礦山小區(qū)域范圍內(nèi)，我們有時(shí)需要測(cè)出大比例尺地形圖或者勘探線，在密林遍布的山區(qū)使用全站儀就困難重重。如果我們用動(dòng)態(tài)GPS~RTK技術(shù)，在林地掌握好天線長(zhǎng)度，就能如愿以償。

(三)在地鐵勘測(cè)中的應(yīng)用

由于地鐵建設(shè)多在建筑物密集、地下管線繁多的城市環(huán)境中，技術(shù)含量高、造價(jià)昂貴，不僅工程測(cè)量精度要求高，而且測(cè)量方法特殊。深圳市地鐵3號(hào)線地下段從東門老街繁華商業(yè)地帶穿過，高樓林立、交通繁忙、人流擁擠；高架段基本沿205國(guó)道中央綠化帶布置，205國(guó)道車流量大，晝夜不斷，兩側(cè)已城市化，房屋成片，高樓大廈間有分布。全線工程測(cè)量條件極其困難，而且不安壘。因此，在深圳市地鐵3號(hào)線勘測(cè)設(shè)計(jì)中，大量運(yùn)用測(cè)繪新技術(shù)、新方法。

二、地理信息技術(shù)(GIS)

地理信息系統(tǒng)(GeOgraphic InformationSystem)是指在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，對(duì)具有空間內(nèi)涵的地理信息，按照空間分布以一定的格式輸入、存貯、查詢、分析、更新、圖形編輯、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、顯示與輸出和數(shù)據(jù)綜合分析的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。它可以用于地理信息的動(dòng)態(tài)描述，通過時(shí)空構(gòu)模，分析地理系統(tǒng)的發(fā)展變化和演變過程，從而為咨詢、規(guī)劃和決策提供服務(wù)，其應(yīng)用領(lǐng)域已遍及與地理空間有關(guān)的絕大多數(shù)領(lǐng)域。采用GIS、數(shù)據(jù)庫(kù)、內(nèi)外一體化測(cè)圖、掃描矢量化及壘數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量等技術(shù)，為專業(yè)信息系統(tǒng)提供及時(shí)、準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的基礎(chǔ)空間信息，以建立各類專業(yè)信息系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。GIS的應(yīng)用涵蓋了個(gè)人到政府的各個(gè)層次：大眾應(yīng)用、企業(yè)(專業(yè))應(yīng)用、政府決策支持等。GIS應(yīng)用領(lǐng)域遍及交通、故土資源、電力、水利、農(nóng)林、環(huán)境保護(hù)、金融、電信、地礦等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。

具體的有地形圖更新，利用SPOT衛(wèi)星影像生成地圖——利用SPOT立體像對(duì)獲取地形信息，生成等高線，還可以利用SPOT影像獲取地貌信息；提取巖礦信息、監(jiān)測(cè)地質(zhì)環(huán)境等。

以城市地下管線信息系統(tǒng)的建立為例，地理信息系統(tǒng)可以把地形圖作為基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)，然后疊加地下和地面的八大類管線，這八大管線包括上水、污水、電力、通訊、燃?xì)狻⒐こ坦芫€，還有測(cè)量控制網(wǎng)和規(guī)劃路等多種基礎(chǔ)的測(cè)繪信息，在上述基礎(chǔ)上，形成了一個(gè)測(cè)繪數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市地下管線的現(xiàn)代化的信息管理。

三、遙感技術(shù)(RS)

遙感(Remote Sensing)的含義是在遠(yuǎn)離日標(biāo)、與目標(biāo)不直接接觸的情況下判定、量測(cè)并分析目標(biāo)的性質(zhì)。遙感的基本原理主要就是利用從目標(biāo)反射、輻射或散射的電磁波，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行信息采集、分類、成像。這里指的遙感(Rs)包括衛(wèi)星遙感和航空遙感所獲取的衛(wèi)星影像和航空攝影影像數(shù)據(jù)資料。遙感技術(shù)(Rs)具有信息豐富、全天候、多光譜特性、信息獲取周期短等優(yōu)勢(shì)，特別是高分辨率遙感影像圖像清晰、空間分辨率高，廣泛應(yīng)用于土地利用更新調(diào)查、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，農(nóng)村產(chǎn)權(quán)調(diào)查等工作中。當(dāng)然，由于衛(wèi)星影像和航空攝影像在分辨率、清晰度、比例尺等方面還是有一定區(qū)別的，在應(yīng)用于土地利用更新調(diào)查的實(shí)際情況中，采用航空攝影的遙感影像(航片)進(jìn)行調(diào)查，明顯優(yōu)于衛(wèi)星遙感圖像。

遙感(Rs)技術(shù)由于大面積的同步觀測(cè)、時(shí)效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對(duì)地觀測(cè)獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應(yīng)用于工程測(cè)量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

應(yīng)用遙感技術(shù)，采用現(xiàn)勢(shì)性較好的高分辨率的遙感影像圖像進(jìn)行調(diào)查，是開展土地利用更新調(diào)查最有利的手段和工具。漳州市有半數(shù)以上的縣(市)土地利用更新調(diào)查采用近兩年最新的航空攝影資料制作正射影像圖(DOM)，對(duì)土地利用現(xiàn)狀的快速調(diào)查和新增地物的及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)十分有利。

四、結(jié)語(yǔ)

伴隨著測(cè)繪新技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代工程測(cè)量必將朝著測(cè)量?jī)?nèi)外作業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動(dòng)化、測(cè)量過程控制和系統(tǒng)行為智能化、測(cè)量成果和產(chǎn)品數(shù)字化、測(cè)量信息管理可視化、信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。3S(GPS、GIS、RS)技術(shù)的結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是一個(gè)自然的發(fā)展趨勢(shì)，三者之間的相互作用行成了“一個(gè)大腦，兩只眼睛”的框架，即GPSNRSNGIs提供區(qū)域信息及空間定位信息，而GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析以便從GPS~RS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用的信息并進(jìn)行綜合集成，使之成為科學(xué)的決策依據(jù)。諸如三峽工程、南水北調(diào)工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程，其施工范圍大、物流量大、施工周期長(zhǎng)等，而3s技術(shù)為該類大型工程提供了最有效的數(shù)據(jù)及信息采集、分析處理、表達(dá)決策的工具。