測繪地理信息技術(shù)在地質(zhì)工程測繪中的應(yīng)用探討

袁訓智，張 杰

雖然地質(zhì)工程測繪技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過多年發(fā)展與應(yīng)用，但是在經(jīng)濟社會快速發(fā)展的背景下，測繪結(jié)果精度要求進一步提升，外部環(huán)境復(fù)雜程度日漸提升，傳統(tǒng)地質(zhì)工程測繪技術(shù)暴露出許多弊端。地質(zhì)工程測繪質(zhì)量在此情況下難以得到保證，影響地質(zhì)工程的質(zhì)量和行業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。測繪地理信息技術(shù)彌補了傳統(tǒng)地質(zhì)工程測繪技術(shù)的不足之處，具有精度高、環(huán)境適應(yīng)能力強、工作效率高、無人化操作特點，應(yīng)用優(yōu)勢明顯。并且測繪地理信息技術(shù)與計算機數(shù)據(jù)分析功能結(jié)合在一起，大大提升了地質(zhì)工程測繪水平，為工程建設(shè)提供高效、精準的數(shù)據(jù)支持。而就目前發(fā)展而言，測繪地理信息技術(shù)不夠成熟，應(yīng)用策略與信息平臺建設(shè)等工作還需要進一步完善，本文對地質(zhì)工程測繪中測繪地理信息技術(shù)應(yīng)用策略進行分析，旨在為測繪工程精度提升做出貢獻。

1 地理信息技術(shù)的特點

測繪地理信息技術(shù)是一種極為先進的測繪方法，它是基于計算機技術(shù)、遙感技術(shù)等多種先進技術(shù)產(chǎn)生的新技術(shù)，能夠在地質(zhì)工程測繪工作中發(fā)揮巨大的作用。根據(jù)實際應(yīng)用效果及技術(shù)體系來看，測繪地理信息技術(shù)具有以下三方面的優(yōu)點：第一，其受外部干擾比較小。過去的地質(zhì)工程測繪技術(shù)往往存在易受到外界因素的影響，在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，其測繪結(jié)果的準確度將會大打折扣，甚至導(dǎo)致地質(zhì)工程測繪工作無法順利開展，同時在天氣條件比較差的情況下，其測繪過程將會被迫中止。但測繪地理信息技術(shù)主要是以衛(wèi)星及接收器為信號及數(shù)據(jù)來源，因此能夠避免天氣問題帶來的負面影響，也能更好地適應(yīng)復(fù)雜的地理環(huán)境，不容易受到外界因素的干擾，整體應(yīng)用效果比較突出。第二，其數(shù)據(jù)精確度比較高。傳統(tǒng)的地質(zhì)工程測繪工作會涉及到人工測繪等方式，但由于技術(shù)人員的綜合素質(zhì)、外界因素影響等一系列問題，人工測繪技術(shù)的準確度相對有限，很難為工程項目建設(shè)施工提供強有力的支持，甚至可能導(dǎo)致一定的安全風險。而測繪地理信息技術(shù)的有效應(yīng)用則能夠改變這一問題，從根本上提升地質(zhì)工程測繪的準確度，再加上計算機技術(shù)的數(shù)據(jù)分析，可建成有參考價值的工程項目數(shù)據(jù)庫，為工作人員提供有效的數(shù)據(jù)支持。最后，其工作效率比較高。測繪地理信息技術(shù)主要是以衛(wèi)星系統(tǒng)為基礎(chǔ)開展測繪工作，因此可以同時對多個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進行收集和整理，再將大量數(shù)據(jù)傳送到計算機系統(tǒng)當中，以地理信息模型系統(tǒng)為基礎(chǔ)進行數(shù)據(jù)分析，這樣一來地質(zhì)工程測繪的效率就能得到有效提升。在傳統(tǒng)測繪技術(shù)當中常見的人工測繪模式存在需要對監(jiān)測點進行逐一測量的問題，在地質(zhì)工程測繪規(guī)模比較大的情況下，測量工作量也比較大，測繪人員需要不斷調(diào)整設(shè)備，因此最終的測繪效率往往非常低，不利于地質(zhì)工程測繪的正常進行。

2 地理信息技術(shù)在地質(zhì)工程測繪中的應(yīng)用

2.1 高精度測繪

在進行測繪時，地理信息技術(shù)的作用越來越重要，該技術(shù)原理主要是依賴于兩種技術(shù)的相互結(jié)合，然后將這些技術(shù)應(yīng)用到實際的測繪中，既遙感與衛(wèi)星定位兩種技術(shù)的相互融合，這些技術(shù)的應(yīng)用使測繪變的越來越準確和有效，因此這種技術(shù)的應(yīng)用也變的廣泛起來，在傳統(tǒng)測繪模式下，很多的問題無法得到解決，特別是人力和物力兩方面。但是該技術(shù)的優(yōu)點恰恰相反，其優(yōu)點較多，其一測繪精確度較高，其二受天氣的影響很小，尤其在進行信號傳輸時，即使天氣情況不會好時，衛(wèi)星與接收設(shè)備之間也會保持著正常的傳輸，因此，該技術(shù)對測繪條件的要求不高，在進行測繪時，受到外界因素的影響也很小，這些優(yōu)勢保證了測繪效率，因此，該技術(shù)具有傳統(tǒng)測繪技術(shù)替代不了的優(yōu)勢，因此更受到了歡迎。在應(yīng)用的操作上，這種信息技術(shù)便利性更突出，計算機在模塊方面具有輔助功能，其可以進行自動完成讀數(shù)，測繪人員只要設(shè)置這種功能就能獲數(shù)據(jù)，這樣就保證了測繪成果的有效性。從精準度方面看，該技術(shù)的應(yīng)用能夠保證地質(zhì)工程測繪的準確性，該技術(shù)一般依賴于測繪衛(wèi)星，這種衛(wèi)星處于地球外120km的軌道上，處在這個軌道上，衛(wèi)星就能夠準確對地形地貌進行把握，特別是其形狀及尺寸等，其高度的精確性滿足了測繪工作的要求。比較來說，在以往的測繪應(yīng)用中，該技術(shù)將數(shù)據(jù)不能整合的問題解決了，一旦確定好標準和位置后，測繪人員通過計算機就能直接處理數(shù)據(jù)，特別是對數(shù)據(jù)進行判別和篩選，篩選時，會出現(xiàn)一些特定的數(shù)據(jù)，計算機馬上可以進行自動保存，這些都為接下來的工作提供了幫助。

對于原始數(shù)據(jù)的處理, 要對這些數(shù)據(jù)進行修改。相關(guān)人員要測量這些數(shù)據(jù), 然后根據(jù)測量的結(jié)果自動進行連接，接下來按照點構(gòu)成線。最后，工作人員在對這些數(shù)據(jù)進行收集、整理、探討, 如果一旦發(fā)現(xiàn)了問題，工作人員要及時解決, 這樣就減少了誤差。在實際中應(yīng)用這種地理信息系統(tǒng)，可以保證數(shù)據(jù)測量的準確性, 并在很大程度上減小誤差出現(xiàn)的次數(shù), 直至這種誤差趨于0, 這樣保證了該技術(shù)的可靠性和其數(shù)據(jù)的準確性。

2.2 數(shù)據(jù)的采集與管理

在地質(zhì)工程測繪工作中，其重要的作用是使工程施工的安全性變得更好，因此，對于測繪人員來說，在施工區(qū)，要盡可能獲得該地區(qū)的地理信息數(shù)據(jù)，這樣才能保證工程的安全性。因此可以利用遙感技術(shù)的優(yōu)勢，將這些實際數(shù)據(jù)采集起來，還要注意對數(shù)據(jù)更新時要及時，當該地區(qū)有問題出現(xiàn)時，工作人員要在第一時間內(nèi)做出反應(yīng)，尤其對數(shù)據(jù)的變化要及時反應(yīng)，并對圖像也要馬上給予更新，這些內(nèi)容是建立數(shù)據(jù)模型的依據(jù)，主要是為了能及時調(diào)整施工規(guī)劃。

在進行測繪時，離散及抽樣關(guān)系到很多其他內(nèi)容,因此很重要，通過以上的操作，數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)一致，還要對數(shù)據(jù)進行儲存，一般情況下有兩種,一種是矢量，另外一種是柵格。這兩種的儲存都按照GIS技術(shù)進行，前者是按照幾何原理完成, 既有點到線最后到面的過程，后者通過測量實體數(shù)據(jù)進行。后者在進行計算時,是以地面上企業(yè)的網(wǎng)格寬度為準進行，然后以寬形成行及列。因為這兩種方式操作的便捷性, 使得其的應(yīng)用范圍較廣。我國科技在不斷的發(fā)展過程中,為地理信息技術(shù)的普及帶來了更加便利的條件，特別在很多操作上，從數(shù)據(jù)的變化上，如對其的采集、整理、儲存等變得越來越簡單（如圖1）。

圖1 流程圖

在進行測繪時，該技術(shù)在這方面的應(yīng)用表現(xiàn)在以下特點，既時間、空間和屬性。在處理數(shù)據(jù)時, GIS先將數(shù)據(jù)信息進行收集，收集好后才傳輸?shù)紽AT表內(nèi), 最后根據(jù)數(shù)據(jù)間的緊密關(guān)系進行分析。

2.3 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與分析

對于測繪地理信息技術(shù)來說，其的功能特點較多樣，其對數(shù)據(jù)進行采集和整合后，還要對數(shù)據(jù)進行分析，一般的，分析時會以項目施工情況為準，最后生成了地圖，以數(shù)字化地圖為主，這樣，測繪工作的整個過程就有了不同程度的提高。值得一提的是傳統(tǒng)的人工數(shù)據(jù)處理技術(shù)，這種技術(shù)沒有以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，無法進行數(shù)據(jù)的處理，因此缺乏綜合性的考慮，也無法保證數(shù)據(jù)分析時準確性，這樣的測繪工作的效果就會很不準確。

2.4 空間系統(tǒng)分析

測繪地理信息技術(shù)可以提高工程測繪的效果。在所有功能中，有一種功能最復(fù)雜和最有價值，該功能就是空間的系統(tǒng)化分析功能，涉及到了很多的領(lǐng)域與學科，如區(qū)域科學、經(jīng)濟和地理學等，因此對技術(shù)人員提出了很高的要求，尤其是技術(shù)人員的綜合素質(zhì)。對于目標區(qū)域，這種系統(tǒng)化功能可以幫助建立其空間模型，測繪人員通過這個模型進一步了解到方位、實物與虛擬物體間的關(guān)聯(lián)，這些都具有實用價值。這一過程相對來說不簡單，但在另外一個側(cè)面也反應(yīng)出這種地理信息技術(shù)的應(yīng)用價值，其在本質(zhì)上提高了測繪的實際水平。

在應(yīng)用地理信息技術(shù)時，空間分析能力是其最重要的技術(shù)之一,這種分析能力包含很多環(huán)節(jié)和領(lǐng)域的科學,如區(qū)域科學，另外，還涉及到了經(jīng)濟學和地理學等。因此,這種綜合性需要由專業(yè)人員才能夠完成。通過空間分析后，將數(shù)據(jù)和圖形相互轉(zhuǎn)換形成統(tǒng)一,這種統(tǒng)一以空間模型形式得以體現(xiàn)。雖然這個過程很復(fù)雜,但GIS系統(tǒng)在智能化方面較突出,因此其在應(yīng)用時較受歡迎。該技術(shù)的應(yīng)用使工程的綜合效益有所增加,并且也為工程測繪提供了良好的支持。

2.5 立體式輸出

在進行測繪時，當處于后期階段，處理過程變得相對復(fù)雜。常規(guī)下，處理大量的數(shù)據(jù)只是其中的一部分工作，其實，還有大量的繪圖制圖工作需要完成，這個過程耗費的時間最多，需要很多的測繪人員，傳統(tǒng)的測繪模式下，測繪人員的工作壓力主要來自于這些繪圖。根據(jù)經(jīng)驗，處理數(shù)據(jù)和繪圖時，都要處理大量的數(shù)據(jù)信息，并且數(shù)據(jù)復(fù)核難度很大，一旦有數(shù)據(jù)異常出現(xiàn)，很多關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)也不能省略，需要及時調(diào)整，這些使測繪人員的工作量成倍的增加。但是現(xiàn)在則不同，技術(shù)人員可以應(yīng)用地理信息技術(shù)，這種技術(shù)給工作人員帶來了很大的便利，如在利用其相關(guān)功能時，特別是數(shù)據(jù)輸出和軟件關(guān)聯(lián)最為實用，就能直接處理到收集到的數(shù)據(jù)，這種處理是自動化的處理，并且，還能給出與之相對應(yīng)的測繪圖，這樣就節(jié)省了測繪的時間，測繪人員就能將更多的精力放在其它方面上，如處理制圖的細節(jié)，及圖紙的精準度上。同時，該信息技術(shù)系統(tǒng)還具備其它的軟件系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)了精細化的處理，這樣數(shù)據(jù)就轉(zhuǎn)變成圖像，既形成立體化的模型圖，一般情況下，主要以三維模型圖為主。在測繪區(qū)域內(nèi)，通過建立的這種模型圖可以掌握參考點的具體情況，如其海拔高度是多少、地貌變化等，這些內(nèi)容都能給測繪人員帶來信息，使工作人員把握實際情況，這些保證了測繪效果的準確性。傳統(tǒng)的測繪模式缺點較多，特別在數(shù)據(jù)輸出方面，其效率較低，但在實際的工作中，立體式輸出功能可以彌補了這方面的不足，這個問題的改善為測繪的發(fā)展提供了條件。

2.6 虛擬現(xiàn)實應(yīng)急應(yīng)用

近幾年，一種新技術(shù)的出現(xiàn)給測繪工作帶來了改變，這種技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實技術(shù)，該技術(shù)主要是以計算機技術(shù)為中心，其處理過程為；將數(shù)據(jù)處理后形成圖像，圖像在進一步的轉(zhuǎn)化成三維立體圖形，接下來是應(yīng)用者的感官體驗，應(yīng)用者的體驗是以視覺、聽覺、觸覺為主。當測繪人員接收到這些處理后的數(shù)據(jù)時，這些數(shù)據(jù)能夠幫助測繪人員去理解區(qū)域內(nèi)的實際情況。并且，測繪人員根據(jù)其情況建立三維立體圖形，由此還有利于提高了工程測繪的準確。從應(yīng)用上看，新型的虛擬現(xiàn)實技術(shù)在這方面的價值很大，其能夠讓人體會到身在其中的感覺，通過這種對測繪現(xiàn)場的模擬，改變了傳統(tǒng)測繪模式下出現(xiàn)的有待解決的問題，更重要的是其降低了工程測繪的成本和費用，當這兩種技術(shù)有機的結(jié)合在一起以后，既虛擬現(xiàn)實與測繪地理信息技術(shù)的相互融合，例如以本地區(qū)降水量為例，通過對降水數(shù)據(jù)的分析進行模擬，技術(shù)人員以模擬實驗的情況然后提出應(yīng)對措施，從而做到了提前預(yù)防的準備。該技術(shù)還實現(xiàn)了多臺設(shè)備的聯(lián)動操作，在室內(nèi)為人員疏散建立定位模型，這種應(yīng)急處理在實際上應(yīng)用價值很大，因此，該信息技術(shù)在這方面具有突出的實用性，該技術(shù)可以利用衛(wèi)星獲得原始數(shù)據(jù)，經(jīng)過對這些原始數(shù)據(jù)的有效處理，可以使圖像變得更準確，當該技術(shù)與遙感影像系統(tǒng)相互結(jié)合，這種結(jié)合提高了應(yīng)急數(shù)據(jù)處理的效率。遙感技術(shù)可以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為畫面，測繪人員接受圖像后，可以將圖像再一次進行轉(zhuǎn)化，最后轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后形成參考，工作人員通過快速標記法對其進行處理。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是在近幾年內(nèi)興起的。其主要依賴于計算機技術(shù)發(fā)展起來的，利用計算機技術(shù)形成三維立體空間，然后據(jù)此建立模擬,由此為測繪工作者有了感官體驗，主要是來自于視、聽和觸三個方面的體驗, 并實時以畫面?zhèn)鬏數(shù)男问秸宫F(xiàn)出來, 這種形式很容易觀察事物的形態(tài)。另外,對數(shù)據(jù)的收集形成融合較容易,這樣就保證了三維地圖的準確性。這種技術(shù)屬于全新技術(shù), 使人很容易能進入其中,其使用范圍廣，可以模擬各種不同的現(xiàn)場。因此，這種技術(shù)減少了成本增加了效益, 無論對各種災(zāi)害都可以進行模擬,如通過降水量的模擬制定出預(yù)案。同時還有另外一個優(yōu)勢,該技術(shù)可將多臺設(shè)備聯(lián)系起來,通過對室內(nèi)的定位,模擬出疏散情況,這種虛擬場景完全由自動化來定位，對于現(xiàn)場信息,此項功能對救援方案提供依據(jù)。

2.7 數(shù)據(jù)管理體系的建立

城市交通中的走向的特征是關(guān)鍵，特別是城市中心線路及通信等方面, 這些特征主要體現(xiàn)在交叉點及橋梁接口處,利用提到的技術(shù)反應(yīng)出來的數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)可以看到城市基礎(chǔ)設(shè)施在不斷減少。GIS技術(shù)可以整合數(shù)據(jù),通過對其進行探討,最后形成數(shù)據(jù)系統(tǒng)。在工程建設(shè)中，該系統(tǒng)常用在兩個方面，既儲存和管理。

2.8 測繪應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理技術(shù)

在測繪中，應(yīng)急數(shù)據(jù)要依賴于原始數(shù)據(jù),以此制成圖鑒?，F(xiàn)階段，專業(yè)的測繪軟件功能強大，如遙感影像系統(tǒng), 通過分析為了實現(xiàn)高效的處理速度，如對應(yīng)急數(shù)據(jù)。其中遙感影像系統(tǒng)是以攝影測繪技術(shù)為基礎(chǔ),其將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成畫面，然后進行傳輸,此系統(tǒng)可以復(fù)原物體，包括其方位及大小等,其還能與數(shù)據(jù)進行結(jié)合,這樣信息的處理能力就不斷地得到了提高。利用遙感影像技術(shù)進行編輯時,如在工程測繪方面的應(yīng)用，該技術(shù)與制圖系統(tǒng)進行融合，很容易就測繪出應(yīng)急的數(shù)據(jù),因此，對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進行提取和編輯, 然后工作人員標記后建立圖鑒。

3 結(jié)語

總而言之,在經(jīng)濟不斷的發(fā)展的過程中，工程測繪工作的地位發(fā)生了很大的變化,地理信息技術(shù)的高低也決定著測繪工作的好壞。具體情況下,傳統(tǒng)的工程測繪已經(jīng)比較落后，如今，其已無法滿足現(xiàn)代建設(shè)的需要, 因此，對于工程建筑單位來說，其只有提升自身的測繪技術(shù)才能應(yīng)對激烈的競爭,為了保證其測繪的質(zhì)量和效率，需要建筑單位不斷努力將地理信息技術(shù)和科學技術(shù)融合到一起。