地形測(cè)量技術(shù)在工程中的應(yīng)用

文/李曉東 天津市薊縣測(cè)繪隊(duì) 天津 301900

?

地形測(cè)量技術(shù)在工程中的應(yīng)用

文/李曉東 天津市薊縣測(cè)繪隊(duì) 天津 301900

為了對(duì)工程所在地的水文、巖石、地層、地貌及構(gòu)造等地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查，需要進(jìn)行地形測(cè)量。工程建設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)劃與建設(shè)工作也需要借助這些測(cè)量參數(shù)來(lái)開(kāi)展工作。本文對(duì)勘探區(qū)的測(cè)量作業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)地形測(cè)量過(guò)程控制及質(zhì)量檢查重點(diǎn)進(jìn)行論述。

地形測(cè)量；GPS定位；控制

1、地形測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介

地形測(cè)量技術(shù)是指按特定的程序及方法，借助特定的測(cè)量注記、符號(hào)及等高線(xiàn)，把測(cè)定并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理后的地物特征點(diǎn)、地表高低起伏狀態(tài)、平面位置和高程進(jìn)行正射投影，采用一定的比例尺，繪制于地圖上。傳統(tǒng)的地形測(cè)量技術(shù)主要以實(shí)地測(cè)量為主，這種測(cè)量方法受到限制約束較多，且因地形測(cè)量設(shè)備較重，測(cè)量人員視距長(zhǎng)度短，所以工作強(qiáng)度較大，工作效率不高，且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性也不高，采用的主要設(shè)備包括平板儀配合小經(jīng)緯儀、大經(jīng)緯儀及平板儀等?，F(xiàn)代測(cè)量技術(shù)普遍采用全站儀與RTK測(cè)量技術(shù)，通過(guò)輸入碎部點(diǎn)信息，邊測(cè)量邊繪制詳細(xì)草圖，測(cè)量完成后再把草圖輸入電腦，生成地形圖。相比傳統(tǒng)的測(cè)繪方法，這種測(cè)量方法精確性明細(xì)提高，一個(gè)測(cè)量工作組僅1～2人，工作效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低。

2、勘探區(qū)的地形測(cè)量

2.1布置測(cè)量控制網(wǎng)

地形測(cè)量的主要任務(wù)是完成測(cè)量線(xiàn)和基線(xiàn)的布測(cè)、測(cè)量線(xiàn)剖面測(cè)量、定位測(cè)量線(xiàn)基點(diǎn)端點(diǎn)、探井探槽測(cè)量等環(huán)節(jié)的工作。如果要順利完成地形測(cè)量工作，就要依據(jù)測(cè)量區(qū)的自然地理、水文氣候和交通等因素合理建立控制網(wǎng)，并確?？刂凭W(wǎng)的精確性、可靠性、靈敏性以及經(jīng)濟(jì)性。

傳統(tǒng)的控制網(wǎng)建設(shè)方法都是以國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，根據(jù)地形條件、勘探網(wǎng)密度和勘探面積，采用邊角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、測(cè)角網(wǎng)以及線(xiàn)型鎖等方法建設(shè)，這種測(cè)量方法受氣象和時(shí)間等條件的限制較多，以DS3級(jí)水準(zhǔn)儀和J2級(jí)經(jīng)緯儀為主，實(shí)際測(cè)量過(guò)程中費(fèi)用高，耗時(shí)久，精度低。而隨著科技的發(fā)展，地形測(cè)繪領(lǐng)域引入了現(xiàn)代科學(xué)的測(cè)量方法，采用GPS技術(shù)。這種技術(shù)具有全天候、高精度、速度快、抗干擾性好、觀(guān)測(cè)點(diǎn)間無(wú)需通視等優(yōu)點(diǎn)?？刂凭W(wǎng)的控制點(diǎn)效果通常由靜態(tài)GPS收集數(shù)據(jù)并經(jīng)過(guò)計(jì)算求得，加密點(diǎn)可用全站儀或動(dòng)態(tài)GPS測(cè)得。根據(jù)測(cè)區(qū)面積和測(cè)圖比例尺，工程四等控制網(wǎng)或E級(jí)GPS網(wǎng)在10平方公里以?xún)?nèi)設(shè)置。高程控制分成光電測(cè)距離和三四等水準(zhǔn)的高程導(dǎo)線(xiàn)，面積如果太小，高程控制則由三角高程測(cè)量高差改成靜態(tài)GPS。

2.2布置測(cè)量基線(xiàn)及基點(diǎn)

傳統(tǒng)的基線(xiàn)和基點(diǎn)的布置通常是由測(cè)量人員在確定的起點(diǎn)處埋設(shè)標(biāo)石，通過(guò)控制點(diǎn)用經(jīng)緯儀對(duì)起點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，將經(jīng)緯儀架設(shè)在起點(diǎn)并設(shè)置測(cè)量基線(xiàn)方位角，再在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)依據(jù)測(cè)量方向線(xiàn)和基線(xiàn)長(zhǎng)度測(cè)出另一端坐標(biāo)。還可以用經(jīng)緯儀確定另一端的定向，根據(jù)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度用紅外測(cè)距儀測(cè)量各個(gè)基點(diǎn)，再采用正倒鏡法取中點(diǎn)定向，保障點(diǎn)位的準(zhǔn)確性。在地形測(cè)量領(lǐng)域引進(jìn)GPS定位技術(shù)后，對(duì)地形的測(cè)量則運(yùn)用動(dòng)態(tài)GPS來(lái)測(cè)起點(diǎn)坐標(biāo)，再聯(lián)系基線(xiàn)長(zhǎng)度和勘探線(xiàn)方位，算出另一個(gè)基線(xiàn)端點(diǎn)的坐標(biāo)，并根據(jù)線(xiàn)放樣和點(diǎn)放樣的方法，確定另一端點(diǎn)的位置，埋沒(méi)標(biāo)石。也可以采用GPS技術(shù)，采用線(xiàn)放樣法對(duì)基線(xiàn)上的基點(diǎn)進(jìn)行精確實(shí)測(cè)，按基點(diǎn)到起點(diǎn)的距離，確定基點(diǎn)位置再埋設(shè)標(biāo)石。在選擇坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí)，要充分結(jié)合已經(jīng)存在的控制資料和圖件，建立的GPS控制網(wǎng)，其相鄰點(diǎn)位誤差要小于0.1m，投影長(zhǎng)度的變形值要小于2.5cm/km。

2.3測(cè)量線(xiàn)的剖面測(cè)量

測(cè)量線(xiàn)的剖面要與基線(xiàn)垂直，剖面的測(cè)量首先要在基線(xiàn)端點(diǎn)進(jìn)行放樣埋石工作，然后向兩邊開(kāi)展施測(cè)。傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀和全站儀測(cè)量法，都只能靠手工記錄再經(jīng)過(guò)計(jì)算后繪制成圖。而當(dāng)前測(cè)繪技術(shù)，只需將全站儀架在基點(diǎn)上，極限定向旋轉(zhuǎn)90度后，其正對(duì)的方向就是剖面線(xiàn)的方向。全站儀測(cè)量法對(duì)起點(diǎn)端點(diǎn)的高程進(jìn)行全信息的記錄，并畫(huà)出草圖，測(cè)量結(jié)束后再將采集的數(shù)據(jù)傳到電腦，用制圖軟件把草圖繪制成剖面圖。當(dāng)用動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量時(shí)，則采用線(xiàn)放樣的方法，沿線(xiàn)采集剖面上地形點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，直到剖面兩端的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，后將數(shù)據(jù)傳至電腦，用制圖軟件繪制成剖面圖。

2.4測(cè)量地形填圖

地形填圖是以地形圖為底圖，描繪出巖層和礦體界限，填繪地層符號(hào)。傳統(tǒng)的測(cè)量方法，在測(cè)定地質(zhì)點(diǎn)前，要先采用經(jīng)緯儀對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，程序比較繁瑣。而采用動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪，其作業(yè)環(huán)節(jié)則相對(duì)很簡(jiǎn)單，例如當(dāng)比例尺相對(duì)較小時(shí)，只需手持GPS測(cè)定并可以自動(dòng)記錄，再轉(zhuǎn)到地形地質(zhì)圖上。在采用新技術(shù)后，地形測(cè)量技術(shù)中的全站儀和動(dòng)態(tài)GPS取長(zhǎng)補(bǔ)短，節(jié)省了人力、物力和財(cái)力的消耗，增加了工作效率。

2.5測(cè)量鉆孔和探槽端點(diǎn)

當(dāng)進(jìn)行地形測(cè)量未布設(shè)鉆孔和探槽的端點(diǎn)時(shí)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)坐標(biāo)在測(cè)量實(shí)地把鉆孔和探槽的端點(diǎn)位置進(jìn)行放樣，施工后再聯(lián)測(cè)鉆孔和探槽，測(cè)出坐標(biāo)的高程。已經(jīng)存在鉆孔和探槽端點(diǎn)的地形，只需對(duì)鉆空和探槽的坐標(biāo)高程進(jìn)行聯(lián)測(cè)。傳統(tǒng)的測(cè)量方法，采用經(jīng)緯儀測(cè)量時(shí)，都采用的是支導(dǎo)線(xiàn)和前方交會(huì)等方法，距離地點(diǎn)較近時(shí)，采用測(cè)地形點(diǎn)的方法。而現(xiàn)在則多采用全站儀或動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)，直接采用碎部點(diǎn)的方法進(jìn)行測(cè)量。

另外，地質(zhì)技術(shù)人員已經(jīng)派發(fā)完工的工程點(diǎn)，在測(cè)圖過(guò)程中要根據(jù)工程情況共同實(shí)測(cè)，以便將已完工程的實(shí)況更加直接地反應(yīng)。

3、地形測(cè)量的過(guò)程管理及控制措施

在進(jìn)行選點(diǎn)并埋設(shè)標(biāo)石過(guò)程中，要檢查控制網(wǎng)分布的合理性、點(diǎn)位選址的通視情況，確定埋石滿(mǎn)足技術(shù)要求，并保證埋石可以長(zhǎng)久保存；觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和起算數(shù)據(jù)要確保正確并有效，平差的過(guò)程和結(jié)果要滿(mǎn)足技術(shù)要求的規(guī)定；成形后的圖件，其圖面要整潔，記錄數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確。在對(duì)勘察區(qū)進(jìn)行測(cè)量以前，要對(duì)所有的資料進(jìn)行正確地分析和驗(yàn)證，并確保儀器設(shè)備的可靠性和有效性。測(cè)量過(guò)程中的各作業(yè)環(huán)節(jié)和工期的質(zhì)量控制，要嚴(yán)格按照測(cè)量規(guī)范的要求執(zhí)行，生產(chǎn)計(jì)劃部門(mén)要保障本測(cè)區(qū)技術(shù)方案的執(zhí)行和有效性。同時(shí)，質(zhì)量檢驗(yàn)部門(mén)要認(rèn)真檢查、監(jiān)督本測(cè)區(qū)的測(cè)量過(guò)程和最終結(jié)果。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著我國(guó)建筑工程質(zhì)量的總體水平不斷提高，測(cè)繪新技術(shù)新設(shè)備不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的地形測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足地形測(cè)量的需求。在地形測(cè)量過(guò)程中，要綜合性的、靈活地將新技術(shù)新設(shè)備與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)中的設(shè)備相互結(jié)合，組織并協(xié)調(diào)人員的分工與環(huán)境的利用，保證地形測(cè)量的精度，共同努力，提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)地質(zhì)行業(yè)的更好發(fā)展。

［1］趙節(jié)霞.工程地形圖測(cè)量技術(shù)應(yīng)用［J］.測(cè)繪通報(bào).2013（S1）.

作者介紹：

李曉東（1978年5月）女，漢族，大學(xué)本科，助理工程師，從事測(cè)繪工程技術(shù)工作。