探究數(shù)字化技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王 磊

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

探究數(shù)字化技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王 磊

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

首先總結(jié)了高速公路勘察設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，然后闡述了當(dāng)前公路勘察設(shè)計(jì)工作的常見數(shù)字化技術(shù)，最后就其具體應(yīng)用對策進(jìn)行了分析，供相關(guān)人士參考。

數(shù)字化技術(shù)；高速公路；勘察設(shè)計(jì)

1 高速公路勘察設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

由于高速公路施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，且區(qū)域差異較大，為了保證工程建設(shè)工作的順利開展，需要深入施工現(xiàn)場廣泛開展勘察工作，收集地質(zhì)環(huán)境等相關(guān)數(shù)據(jù)，便于設(shè)計(jì)方案的編制與選擇。如某些高速公路在平原地帶，重要建筑物較多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，其中貫穿著較多的電力、通訊與交通管線，這些復(fù)雜因素的協(xié)調(diào)與處理成為了高速工程建設(shè)前期規(guī)劃的難點(diǎn)。又如在丘陵山區(qū)布設(shè)高線路，溝壑縱橫，樹木生長雜亂，通視條件較差，若采用傳統(tǒng)的勘察工作技術(shù)，勘測點(diǎn)布設(shè)難度較高，且勘察信息不全面，存在滯后性，后期數(shù)據(jù)處理工作量較大，易出錯。經(jīng)過對相關(guān)工程的調(diào)查總結(jié)發(fā)現(xiàn)我國公路勘察設(shè)計(jì)工作開展過程中，傳統(tǒng)勘察模式的實(shí)時存在著準(zhǔn)確性低、效率低等缺點(diǎn)，且采集的數(shù)據(jù)較為雜亂，難于整理，對于公路建設(shè)信息化與自動化建設(shè)十分不利。

2 高速公路勘察設(shè)計(jì)中的數(shù)字化技術(shù)

2.1 高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)

我國高速公路建設(shè)多以新建工程為主，這就意味著需要進(jìn)行大面積的走廊帶選擇，全面且深入了解項(xiàng)目控制點(diǎn)周邊的地形、地貌與路網(wǎng)分布。衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用可獲得較為全面的地表信息，且可直接生成清晰的圖像，因此在路線歐走廊帶與路線方案優(yōu)化等方面可采用遙感技術(shù)。目前遙感技術(shù)圖像定位十分準(zhǔn)確，空間分辨率逐漸提高，衛(wèi)星遙感技術(shù)可以更加高效、準(zhǔn)確和詳細(xì)地獲取地表信息，對于高速公路勘察十分有利。遙感技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：第一，衛(wèi)星不會受到地面障礙物的影響，可獲得全球任一區(qū)域的實(shí)時立體影像；第二，高分辨率全色與多波段影響可對地區(qū)地表的自然經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)解譯，且可以通過多時段多波段遙感信息獲得有關(guān)地質(zhì)條件、水文變化、自然災(zāi)害等先關(guān)信息；第三，IKONOS圖像的定位較為精確，有時無需進(jìn)行野外考察就可直接生成1∶10 000的數(shù)字地形圖，對于較為偏遠(yuǎn)地區(qū)的勘察工作提供了便利。

2.2 數(shù)字?jǐn)z影測量

數(shù)字?jǐn)z影測量是新型技術(shù)類型，近些年來被廣泛應(yīng)用于高速公路以及二級公路的勘察設(shè)計(jì)工作中，實(shí)現(xiàn)了自動測圖與數(shù)字測圖。數(shù)字?jǐn)z影測量與傳統(tǒng)攝影測量有著本質(zhì)的區(qū)別，主要為其可對數(shù)字化影響按照用戶需求進(jìn)行自動化處理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化處理過程，且可為公路勘察設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。首先，采用航攝像片可以與外業(yè)測量相互配合，提供像片平面圖與大比例尺地形圖，可以用于高速公路選線和紙上定線；其次，制作大比例尺正攝影像地形圖，通過跟蹤觀察與實(shí)地勘察等工作，參考航片的影像信息進(jìn)行公路設(shè)計(jì)規(guī)劃；然后，采用數(shù)字?jǐn)z影測量可直接生成所需的地表三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

2.3 高精GPS-RTK三維測量

GPS-RTK三維測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各類工程測量工作中，其避免了很多傳統(tǒng)測量工作的缺陷，有效解決了當(dāng)前勘測工作的常見問題，使得工程勘察設(shè)計(jì)工作的進(jìn)展更加順利，縮短了工程勘察工作周期，加快了工程建設(shè)的整體進(jìn)度，有利于工程綜合效益的提高。

2.4 三維數(shù)字地面模型與數(shù)字路基模型

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和CAD技術(shù)的發(fā)展為工程建設(shè)提供了很大便利，數(shù)字地面模型可以應(yīng)用不同工程建設(shè)活動中。在現(xiàn)代化高速公路勘察設(shè)計(jì)中，可將數(shù)字地面模型應(yīng)用作為搶占市場份額的有利途徑。如今數(shù)字地面模型研究已經(jīng)從數(shù)據(jù)源、模型建立與數(shù)據(jù)處理等各個環(huán)節(jié)發(fā)展至多模型疊加與特殊模型優(yōu)化等多個方面。在公路線型設(shè)計(jì)中可以應(yīng)用數(shù)字地面模型，模擬公路平面、縱面與橫斷面設(shè)計(jì)效果，也可以通過工程量計(jì)算進(jìn)行方案比選。

3 高速公路數(shù)字化勘察設(shè)計(jì)應(yīng)用對策

3.1 高速公路線路總體設(shè)計(jì)優(yōu)化

高速公路線路設(shè)計(jì)需要對各影響因素進(jìn)行綜合考量，因線路設(shè)計(jì)決定了高速公路建設(shè)進(jìn)度與質(zhì)量。所以，在線路設(shè)計(jì)前需深入高速公路建設(shè)場地進(jìn)行實(shí)地勘察，選擇最佳的線路設(shè)計(jì)方案，對現(xiàn)場的地質(zhì)地形、水文地貌以及氣候條件等進(jìn)行全面了解，制定最佳的施工線路，對現(xiàn)有施工資源進(jìn)行優(yōu)化配置。若地質(zhì)條件較差，尤其是隧道工程施工，可以采用現(xiàn)代遙感技術(shù)或者是航測數(shù)模技術(shù)進(jìn)行線路勘探。需注意的是，在線路設(shè)計(jì)工作中需要依據(jù)設(shè)計(jì)需求化整為零，全面且準(zhǔn)確掌握地形情況后制定最佳的線路，并對線路之間的連貫性、安全性設(shè)計(jì)處理等進(jìn)行優(yōu)化，使得線路設(shè)計(jì)更加符合行車人的視覺習(xí)慣，保證工程運(yùn)行安全，且不對周邊環(huán)境造成過多擾動。

3.2 建立專業(yè)的勘察設(shè)計(jì)隊(duì)伍

為保證最終的勘察質(zhì)量，需建立高素質(zhì)高效率的組織管理機(jī)構(gòu)，并明確質(zhì)量管理規(guī)范，配備高科技的勘察工具。同時，需細(xì)化勘察管理責(zé)任，合理規(guī)劃勘察工作內(nèi)容，并設(shè)立項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，各項(xiàng)目部需相互配合和協(xié)調(diào)，在設(shè)計(jì)人員有疑問時，勘察人員需及時解答，輔助設(shè)計(jì)范圍優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，高速公路建設(shè)不斷向山區(qū)延伸，工程勘察設(shè)計(jì)難度增加，而工程建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大以及施工工藝的進(jìn)步均對工程勘察設(shè)計(jì)工作提出了嚴(yán)格的要求。為此，需要注重勘察設(shè)計(jì)工作的開展，積極采用新型勘察技術(shù)提高勘察效率與質(zhì)量，為設(shè)計(jì)工作提供參考依據(jù)，推進(jìn)工程設(shè)計(jì)方案比選工作，保證工程建設(shè)質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)公路建設(shè)工程的發(fā)展。

[1] 盧勤秀.機(jī)載LiDAR技術(shù)在高速公路勘測中的應(yīng)用[J].紅水河，2011，30(6)：154-157.

[2] 童蓬超.提升高速公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量的要素分析[J].黑龍江交通科技，2016，39(8)：42-42.

[3] 袁從華，吳振君，陳從新，等.山區(qū)高速公路邊坡勘察設(shè)計(jì)常見問題分析[J].巖土力學(xué)，2010，31(s1)：271-278.

U412.2

C

1008-3383(2017)09-0070-01

2017-06-07

王磊(1988-)，男，浙江東陽人，助理工程師，研究方向：公路勘察與路基設(shè)計(jì)。