工程測量中測繪新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐和發(fā)展展望

■孫文艷 ■山西呂梁宇星勘察設(shè)計(jì)院，山西 呂梁 033000

1 前言

工程測量是一門專業(yè)性非常強(qiáng)的技術(shù)，它是建筑工程、市政工程、公路鐵路工程、礦產(chǎn)勘察工程、水利水電工程施工的基礎(chǔ)，因此工程測量在各個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。但是，由于工程測量人員的素質(zhì)良莠不齊，儀器設(shè)備的精密度各有千秋，導(dǎo)致在測量過程中存在許多問題，甚至造成非常嚴(yán)重的施工安全事故，其一個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)都可以影響整個(gè)工程的施工進(jìn)度與質(zhì)量。

為了保障工程測量的施工精度與設(shè)計(jì)要求，必須從管理上加強(qiáng)質(zhì)量管理與控制，采用先進(jìn)的技術(shù)方法和儀器設(shè)備，將誤差控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，以保證工程施工的正常進(jìn)行。一般說來，測繪新技術(shù)在施工條件復(fù)雜、測量環(huán)境艱苦的地勢地形條件下才能體現(xiàn)出其優(yōu)越性和先進(jìn)性。全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感技術(shù)(RS)、3S集成技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)在工程測量工作中發(fā)揮了非常重要的作用，大大提高了工作效率與測量精度，有效地保障了施工工程質(zhì)量。

2 測繪新技術(shù)及應(yīng)用

2.1 GPS技術(shù)

全球定位系統(tǒng)(navigation satellite timing and ranging/global position system，GPS)是由美國開發(fā)的一種衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，它是一種通訊與衛(wèi)星有機(jī)結(jié)合的新技術(shù)，具有全方位、多層次實(shí)時(shí)導(dǎo)航與定位功能，利用導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行測距與測時(shí)。全球定位系統(tǒng)具有自動(dòng)化、效益高、精度高和全天候的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工程測量、大地測量、礦產(chǎn)勘察、工程變形監(jiān)測等方面，取得了非常好的社會(huì)效率與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

GPS系統(tǒng)主要由三大部分組成:地面監(jiān)控系統(tǒng)、空間衛(wèi)星、接收設(shè)備。GPS是一種基于距離交會(huì)法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)［1］，其測量的坐標(biāo)系統(tǒng)主要包括地面固坐標(biāo)系統(tǒng)和空間固定坐標(biāo)系統(tǒng)。

在工程測量中主要運(yùn)用到了GPS的兩個(gè)功能，分別是動(dòng)態(tài)功能和靜態(tài)功能。其中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位技術(shù)是GPS測量技術(shù)發(fā)展過程中的一個(gè)非常重要的技術(shù)，它在工程測量的勘察、放樣以及數(shù)據(jù)采集中具有重要的作用。RTK技術(shù)具有非常高的精度，可靠性檢驗(yàn)可以達(dá)到厘米級(jí)，能有效地解決粗差引起的返工作業(yè)，大大提高了GPS作業(yè)的效率。

2.2 GIS 技術(shù)

地理信息系統(tǒng)(geographic information system，GIS)是一門基于實(shí)測數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行處理、分析、統(tǒng)計(jì)和管理的空間信息分析技術(shù)。GIS主要利用X、Y、Z三個(gè)空間坐標(biāo)軸來定義空間目標(biāo)［2］，其主要的功能模塊包括地圖管理、作圖、電網(wǎng)分析以及設(shè)備管理等。在工程測量方面，GIS具有很好的應(yīng)用空間。在數(shù)據(jù)獲得方面，地理數(shù)據(jù)是GIS測量的基本內(nèi)容，可以獲得精度非常高的測繪數(shù)據(jù);在科學(xué)計(jì)算方面，GIS可以對不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)、分類，并根據(jù)不同的數(shù)據(jù)表示方法，以一定的統(tǒng)計(jì)圖分析獲取的數(shù)據(jù);三維仿真地圖是GIS技術(shù)可視化中非常重要的產(chǎn)品，GIS可以通過文本、聲音、動(dòng)畫以及圖形等形式展示空間信息，使得工程測量數(shù)據(jù)可視化形式更加多樣。

2.3 RS技術(shù)

遙感技術(shù)(remote sensing，RS)是在遠(yuǎn)處通過傳感器探測和接收來自目標(biāo)物體的電、磁場信息，并經(jīng)信息傳輸、處理、分析，識(shí)別目標(biāo)物體的屬性以及分布情況的技術(shù)［3］。遙感技術(shù)具有時(shí)效性強(qiáng)、可比性明顯、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，能進(jìn)行同步觀測，大大提高測量的效率，因此RS技術(shù)得到了快速的普及。遙感技術(shù)獲取基礎(chǔ)地理信息的兩個(gè)重要手段就是高分辨率的遙感衛(wèi)星和多光譜航空攝影，因此可以利用遙感技術(shù)獲取各種地形圖，如城市地形圖、地籍圖等，為工程測量中地形圖的快速更新提供了一種十分快捷的方式［4］。

2.4 3S集成技術(shù)

進(jìn)入新時(shí)期，地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(shù)(RS)等高新測繪技術(shù)得到了非?？焖俚陌l(fā)展，并且在測繪工作中發(fā)揮著非常顯著的作用。地理信息系統(tǒng)現(xiàn)勢性非常強(qiáng)，不斷地向各個(gè)行業(yè)滲透，并都取得了良好的應(yīng)用結(jié)果;衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的精度不斷提高，使得空間定位技術(shù)的能力也不斷升級(jí)，從靜態(tài)擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)，大大地提高了測量精度;航空航天遙感技術(shù)具有快速獲取地理信息的功能，時(shí)效性非常強(qiáng)。在3S集成技術(shù)中［5］，GPS能實(shí)時(shí)、快速提供目標(biāo)事物的空間位置，RS則可以快速地提供地表物體的地理信息，GIS則是一個(gè)綜合處理與分析的平臺(tái)。因此，3S技術(shù)在測繪過程中是一個(gè)有機(jī)的結(jié)合體，GPS和RS技術(shù)向GIS提供最新的區(qū)域信息和空間定位，GIS則進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，并通過處理、分析，以提取有用的信息，為相關(guān)部門提供科學(xué)的決策依據(jù)。

在工程測量方面，3S技術(shù)為各類大型工程，如三峽工程、青藏鐵路工程、南水北調(diào)工程等提供了最有效的交換和數(shù)據(jù)采集、處理、分析和統(tǒng)計(jì)的功能，為工程測量提供了一個(gè)新的技術(shù)亮點(diǎn)。

2.5 數(shù)字化技術(shù)

數(shù)字化技術(shù)［6］在工程測量中應(yīng)用比較廣泛，例如在建立GIS系統(tǒng)時(shí)，需要對各類地圖進(jìn)行數(shù)字化處理，這是一項(xiàng)工作量非常巨大的任務(wù)，需要投入較多的人力和物力，以保證數(shù)字化工作的順利進(jìn)行。對于各類地質(zhì)圖，可以采用先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)備對圖形進(jìn)行數(shù)字化，并通過編輯與有效的修補(bǔ)，形成一幅完整的數(shù)字地圖，以方便測繪工作者的使用。隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字化成圖處理技術(shù)在繪制數(shù)字地圖的工作中發(fā)揮著重要的作用，它具有精度高、效率快、操作簡單、易于保管與應(yīng)用等特點(diǎn)，必將在工程測量中起到非常積極的效果。

3 測繪新技術(shù)在工程測量中的前景

隨著社會(huì)科技的發(fā)展，工程測量的要求必將越來越高，與之相應(yīng)的測繪技術(shù)也會(huì)發(fā)生著日新月異的變化。在現(xiàn)代和未來工程測量中，測繪新技術(shù)將具有以下兩個(gè)特點(diǎn)和功能:

(1)工程測量技術(shù)將會(huì)更加智能化、數(shù)字化、可視化，并且具有高度數(shù)據(jù)共享和傳輸?shù)墓δ?

(2)內(nèi)、外業(yè)工作將更加簡單、快捷，且內(nèi)外業(yè)工作結(jié)合更加緊密，成一體化發(fā)展趨勢，將大大提高作業(yè)效率。

工程測量中的測繪技術(shù)不斷提高，也將會(huì)給施工企業(yè)帶來許多機(jī)遇與挑戰(zhàn)。首先為了提高測量工作效率和測量精度，必須不斷培養(yǎng)員工的綜合技能，并加大投資，加快新測繪技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，以保進(jìn)工程測量工作向更高臺(tái)階進(jìn)步。

4 結(jié)論

隨著社會(huì)的發(fā)展，工程測量技術(shù)也將得到快速的發(fā)展。針對現(xiàn)代工程測量的特點(diǎn)，本文從地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)、3S集成技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)的原理、技術(shù)特點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并指出了測繪新技術(shù)在工程測量中的優(yōu)勢和發(fā)展前景。

［1］賴?yán)^文.GPS測量技術(shù)及其在工程測量中的應(yīng)用［J］.地礦測繪，2006，22(3):11 ～13.

［2］燕松.淺議現(xiàn)代GIS技術(shù)及其在工程測量中的應(yīng)用［J］.城市建筑，2009，14∶124，137.

［3］孟培培.基于3S的土地督察信息系統(tǒng)研究［D］.山東科技大學(xué)，2011.

［4］韓志剛.測繪新技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用與展望［J］.廣東科技，2010，(237):171～172.

［5］昊忠勇，程承旗.3S技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用初探［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，1997，13(1):2～6.

［6］任勇.工程測量中測繪新技術(shù)應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013，6∶115.