試論現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

劉少靖　林東

摘 要：工程測(cè)量是工程建設(shè)的初始工作，更是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此做好工程測(cè)量工作是順利進(jìn)行工程建設(shè)的基礎(chǔ)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和我國(guó)對(duì)測(cè)繪工作重視程度的不斷加強(qiáng)，涌現(xiàn)出了越來越多的新型現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)。文章對(duì)工程測(cè)量過程中的3S（GPS、GIS、RS）技術(shù)和數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)進(jìn)行了概述，并分析了現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的具體應(yīng)用，最后得出相關(guān)改進(jìn)建議，為今后的研究和實(shí)踐活動(dòng)提供了參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代測(cè)繪；工程測(cè)量；3S；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）15-0047-02

對(duì)于現(xiàn)代的工程測(cè)量工作而言，應(yīng)用最廣泛的測(cè)繪技術(shù)為3 S技術(shù)和數(shù)字化測(cè)圖以及攝影測(cè)量技術(shù)，3 S技術(shù)的成功運(yùn)用為工程測(cè)量的有效運(yùn)作提供了可靠的保障?，F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的運(yùn)用有利于提高測(cè)量精度，也能有效的提高測(cè)量水平，保證了工程施工所用數(shù)據(jù)的有效性。與此同時(shí)，隨著現(xiàn)代工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，對(duì)工程測(cè)量的要求也越來越嚴(yán)格，利用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)來提高工程測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度是現(xiàn)代工程測(cè)量的必行之路。

1 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)概述

1.1 全球定位系統(tǒng)（GPS）

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱，是一種在全球范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)的定位和導(dǎo)航的系統(tǒng)，且具有全方位、高精度、全天候、全時(shí)段等特點(diǎn)。GPS在測(cè)繪工作中的運(yùn)用主要是：通過該導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)工程中的時(shí)間和距離等進(jìn)行精確測(cè)量。其相對(duì)其他距離測(cè)量系統(tǒng)而言的主要優(yōu)點(diǎn)為：具有很強(qiáng)的抗干擾能力、無需通視、高效率、操作簡(jiǎn)單、保密性好。隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展，在GPS技術(shù)的基礎(chǔ)上又有了一種全新的RTK技術(shù)，該技術(shù)能使用測(cè)圖軟件一次性形成電子圖，甚至不需要布置控制點(diǎn)，為工程測(cè)量帶來了巨大便利。GPS-RTK技術(shù)的工作原理如圖1所示。

1.2 地理信息技術(shù)（GIS）

地理信息技術(shù)英文為Geo-Information System，縮寫GIS，又稱為資源與環(huán)境信息系統(tǒng)。通過測(cè)量獲得的地理信息是該技術(shù)的基礎(chǔ)，該技術(shù)能利用收集的信息建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，GIS在工程測(cè)量中的運(yùn)用也越來越廣泛。GIS可以分為五部分：人員、數(shù)據(jù)、硬件、軟件和方法，通過各部分的銜接可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程空間的深度分析，有助于工程測(cè)量數(shù)據(jù)向網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)展。

1.3 遙感技術(shù)（RS）

遙感技術(shù)英文為Remote Sensing，簡(jiǎn)稱RS，一般是指從外層空間或高空接收來自地表的各類以電磁波的方式進(jìn)行傳遞的地理信息，接著對(duì)這些信息進(jìn)行掃描、攝影、傳輸和處理，進(jìn)而對(duì)地表狀態(tài)和現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控測(cè)和識(shí)別。該技術(shù)屬于一種綜合性非常強(qiáng)的技術(shù)，不僅僅用于現(xiàn)代測(cè)繪，還能運(yùn)用到農(nóng)、林業(yè)等方面。

1.4 數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)

數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)是一種野外數(shù)據(jù)采集的技術(shù)，利用全站儀以及GPS接收機(jī)等采集數(shù)據(jù)，同時(shí)在野外繪制草圖，利用數(shù)據(jù)處理軟件把采集到的數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)中，再利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制成電子圖。相對(duì)于其他技術(shù)而言，數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)在野外進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的時(shí)候不需要編碼，測(cè)量數(shù)據(jù)能夠直接通過電子設(shè)備進(jìn)行繪圖，而且便于修改。

2 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用于平面控制測(cè)量中

平面控制測(cè)量是工程測(cè)量中比較具有代表性的一個(gè)環(huán)節(jié)，決定了整個(gè)工程所用資料的準(zhǔn)確性。平面控制網(wǎng)的建立，可采用衛(wèi)星定位測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、三角形網(wǎng)測(cè)量等方法。進(jìn)行平面控制測(cè)量的目的是精確測(cè)定平面控制點(diǎn)的位置，所以往往需要建立平面控制網(wǎng)。平面控制網(wǎng)的布設(shè)，應(yīng)遵循下列原則：

①首級(jí)控制網(wǎng)的布設(shè)，應(yīng)因地制宜，且適當(dāng)考慮發(fā)展；當(dāng)與國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)聯(lián)測(cè)時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮聯(lián)測(cè)方案。

②首級(jí)控制網(wǎng)的等級(jí)，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、控制網(wǎng)的用途和精度要求合理確定。

③加密控制網(wǎng)，可越級(jí)布設(shè)或同等級(jí)擴(kuò)展。近些年來，由于GPS系統(tǒng)具有定位精度高，觀測(cè)時(shí)間短，測(cè)站間無需通視，可提供三維坐標(biāo)，操作簡(jiǎn)便，全天候作業(yè)等特點(diǎn)，運(yùn)用GPS技術(shù)進(jìn)行平面控制已經(jīng)越來越普及。

2.2 應(yīng)用于高程控制的測(cè)量中

首先說明什么是高程控制，在進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，在一定間距間要設(shè)置高程控制點(diǎn)，而且在相鄰高程控制點(diǎn)之間還需要有水準(zhǔn)路線，從而形成各水準(zhǔn)路線的高程控制網(wǎng)。高程控制測(cè)量可采用水準(zhǔn)測(cè)量和電磁波測(cè)距三角測(cè)量。高程控制首級(jí)網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)，當(dāng)加密時(shí)，宜布設(shè)成附合路線或節(jié)點(diǎn)網(wǎng)。高程控制網(wǎng)的布設(shè)以及水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石的埋設(shè)應(yīng)按照國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，對(duì)于施測(cè)方法，則需要根據(jù)高程控制網(wǎng)的等級(jí)來確定。高程控制網(wǎng)施測(cè)過程中比較復(fù)雜的是跨河水準(zhǔn)測(cè)量，可以采用光學(xué)測(cè)微法、傾斜螺旋法、經(jīng)緯儀傾角法、測(cè)距三角高程法、GPS測(cè)量法進(jìn)行施測(cè)。隨著GPS技術(shù)的不斷成熟，GPS技術(shù)結(jié)合高精度高分辨率大地水準(zhǔn)面模型，可以取代傳統(tǒng)的水淮測(cè)量方法測(cè)定正高或正常高，可達(dá)到公分級(jí)精度，滿足高程要求不是很高的測(cè)繪項(xiàng)目，真正實(shí)現(xiàn)GPS技術(shù)對(duì)幾何和物理意義上的三維定位功能。

2.3 應(yīng)用于濕地面積測(cè)量中

由于全球氣候問題和我國(guó)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)發(fā)展不協(xié)調(diào)等問題，我國(guó)濕地的面積不斷減少，城市擴(kuò)建、高度公路的修建、農(nóng)田開墾等原因造成我國(guó)土地資源緊張。濕地面積的測(cè)量問題越來越受到人們的重視，但濕地情況十分復(fù)雜，在技術(shù)落后的80～90年代，我們根本無力對(duì)濕地情況進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)繪，但通過運(yùn)用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，此過程中面臨的復(fù)雜問題也隨之迎刃而解。

2.4 應(yīng)用于水利工程測(cè)量中

現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)開始大規(guī)模的運(yùn)用到現(xiàn)代水利工程的測(cè)量和建設(shè)中，運(yùn)用遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)江河湖泊的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也能夠更加準(zhǔn)確的獲取一些水利工程的技術(shù)信息。一般的運(yùn)用方法是通過GPS和RS等系統(tǒng)獲取水利數(shù)據(jù)，還要通過一定的技術(shù)手段對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，并將獲得的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)差分法相結(jié)合，以測(cè)算出需要的信息，為水利工程的建設(shè)提供信息和技術(shù)上的支持。

3 改進(jìn)與展望

3.1 時(shí)效的改進(jìn)

工程測(cè)量十分注重時(shí)效問題，在工程測(cè)繪中應(yīng)當(dāng)精確獲取實(shí)時(shí)的地理信息。在信息化的時(shí)代背景下，工程測(cè)量過程中已經(jīng)通過電腦、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代技術(shù)手段來保證數(shù)據(jù)收集和處理的有效性，但是在測(cè)繪過程中的時(shí)效問題卻鮮有提及。確保測(cè)得信息的實(shí)時(shí)性是今后測(cè)繪工作的重要目標(biāo)之一，尤其是野外測(cè)繪或者特殊地區(qū)的測(cè)繪，還要充分考慮環(huán)境變化對(duì)測(cè)繪結(jié)果的影響。例如，常規(guī)成圖需要先進(jìn)行艱苦的野外數(shù)據(jù)采集工作，然后將獲得的數(shù)據(jù)在室內(nèi)進(jìn)行處理、繪制成圖，而這往往需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期，但是通過運(yùn)用現(xiàn)代測(cè)繪儀器和技術(shù)能夠大大縮短這個(gè)周期。

3.2 地下數(shù)據(jù)測(cè)量的改進(jìn)

工程測(cè)量工作不僅僅是地表，同時(shí)還要充分了解地下情況。而對(duì)地下情況的測(cè)量往往是通過地表的平面測(cè)繪無法實(shí)現(xiàn)的，平面測(cè)量的數(shù)據(jù)一般都比較基本很難通過這些得知地下情況。因此，為了獲得詳細(xì)的地下數(shù)據(jù)，今后的測(cè)繪工作中可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：

①為了保證被測(cè)量物數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，在進(jìn)行平面測(cè)量之前還要利用支導(dǎo)線進(jìn)行導(dǎo)線計(jì)算，此后，還要對(duì)被測(cè)量物的形態(tài)的高度進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)。

②在測(cè)量過程中要盡可能運(yùn)用性能高的設(shè)備，并且輔以科學(xué)的設(shè)計(jì)方案；在測(cè)量過程中要注意識(shí)別測(cè)量的關(guān)鍵點(diǎn)并精準(zhǔn)把握測(cè)量時(shí)間，以保證對(duì)地下數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3.3 水下數(shù)據(jù)獲取的改進(jìn)

對(duì)于一些工程施工中水下數(shù)據(jù)的獲取是必不可少的環(huán)節(jié)，然而當(dāng)前依然沒有專門的設(shè)備能夠更有效的獲取水下數(shù)據(jù)。目前較廣泛采用的方法是動(dòng)態(tài)時(shí)差分析法與相關(guān)檢測(cè)儀器相結(jié)合，另外一種就是通過GPS技術(shù)和其他一些專門軟件并結(jié)合用于測(cè)量的船只進(jìn)行定位、測(cè)量、監(jiān)控等工作。但是對(duì)于水下數(shù)據(jù)的獲得都是通過一些間接的手段，關(guān)于如何直接獲取水下數(shù)據(jù)的研究一直比較匱乏。

3.4 攝影測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

在工程測(cè)繪領(lǐng)域，攝影測(cè)繪技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，尤其是高精度的攝影儀器更是備受青睞。在現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)、GPS、計(jì)算機(jī)技術(shù)的配合下，攝影測(cè)量技術(shù)可以在不接觸被測(cè)物體的前提下對(duì)物體進(jìn)行三維拍攝，以收集需要的信息，既能減少野外作業(yè)的艱苦性，也能在一定程度上節(jié)約人力成本。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用為我國(guó)工程測(cè)帶來了極大的便利，是決定工程成敗的決定性因素。因此，我們要重視新興科學(xué)技術(shù)在測(cè)繪中的運(yùn)用，并且要勇于探索和實(shí)踐，不斷推動(dòng)工程測(cè)量的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈家濤.現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用及改進(jìn)建議[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2011，（28）.

[2] GB 50026-2007，工程測(cè)量規(guī)范[S].

[3] 李明.淺談現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用與改進(jìn)措施[J].中國(guó)西部科技，2010，（26）.

[4] 江振.周雅雯，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，（15）.