測(cè)繪新技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用

黃曉波

摘 要：科技的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了工程測(cè)量技術(shù)的數(shù)字化和自動(dòng)化發(fā)展。在橋梁工程施工過(guò)程中，工程測(cè)量屬于關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)工程質(zhì)量和工程進(jìn)度有著至關(guān)重要的影響。GIS技術(shù)、GPS技術(shù)、RS技術(shù)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)和地面測(cè)量?jī)x器等現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)為橋梁工程的施工提供了可靠的技術(shù)保障，有助于提高工程質(zhì)量以及施工效率?；诖耍疚臄M從測(cè)繪新技術(shù)的基本概況出發(fā)，分析測(cè)繪新技術(shù)在橋梁工程中的具體表現(xiàn)，探究測(cè)繪新技術(shù)在橋梁工程施工中的具體應(yīng)用，旨在推進(jìn)測(cè)繪新技術(shù)在橋梁工程測(cè)量工作的高效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：測(cè)繪新技術(shù)；橋梁工程；施工；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.093

當(dāng)今社會(huì)，隨著測(cè)繪新技術(shù)的日臻完善，工程測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，現(xiàn)代工程的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越數(shù)字化、規(guī)范化和實(shí)時(shí)化，測(cè)量數(shù)據(jù)管理也越來(lái)越科學(xué)化。目前，GPS技術(shù)、GIS技術(shù)、RS技術(shù)等數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中，在工程測(cè)量中扮演著重要角色。這些現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)，一方面大大提升了工程測(cè)量的水平，為施工工程的科學(xué)測(cè)量奠下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，另一方面也為工程測(cè)量數(shù)據(jù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。因此，本文針對(duì)測(cè)繪新技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義與工程價(jià)值。

1 測(cè)繪新技術(shù)的基本概況

（1）測(cè)繪新技術(shù)的內(nèi)涵。測(cè)繪新技術(shù)，是指工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)受到科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的影響而出現(xiàn)的新的測(cè)量手段。新技術(shù)的產(chǎn)生必然會(huì)淘汰一些陳舊的技術(shù)，它可以有效拓寬工程測(cè)量的領(lǐng)域，促使其與其他領(lǐng)域產(chǎn)生更多的交集，地理信息領(lǐng)域就是典型的例子。在測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展背景下，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和遙感測(cè)繪技術(shù)通過(guò)對(duì)建筑工程項(xiàng)目地理位置的具體信息進(jìn)行采集，利用地理方面的信息技術(shù)對(duì)采集的數(shù)據(jù)加以分析，為建筑工程的建設(shè)做出了突出的貢獻(xiàn)。這些行為之中，地理信息數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，完成得當(dāng)便可以采集到更加準(zhǔn)確可靠的信息。在測(cè)繪的新技術(shù)方面，經(jīng)過(guò)多年的鉆研，已形成了一些實(shí)用性較強(qiáng)、效果較好的新技術(shù)，對(duì)橋梁工程的施工測(cè)量有著突出貢獻(xiàn)，便于橋梁工程的實(shí)施和推進(jìn)?？梢?jiàn)，測(cè)繪新技術(shù)在橋梁工程施工當(dāng)中占據(jù)著相當(dāng)重要的地位，測(cè)繪技術(shù)工作的成敗與否對(duì)橋梁工程的測(cè)量成敗有著直接關(guān)系[1]。因此，我們要加強(qiáng)測(cè)繪新技術(shù)在橋梁工程施工中的有效應(yīng)用，不僅能夠提供工程測(cè)量的準(zhǔn)確度和測(cè)量質(zhì)量，同時(shí)還可以減少測(cè)量人員的工作任務(wù)，提高工程測(cè)量的工作效率。

（2）測(cè)繪新技術(shù)的特征。自動(dòng)化。測(cè)繪新技術(shù)主要以計(jì)算機(jī)作為配套設(shè)備，同時(shí)在實(shí)際工程中還會(huì)應(yīng)用到更高技術(shù)含量的計(jì)算機(jī)軟件處理系統(tǒng)，這一系列軟件系統(tǒng)還可自動(dòng)化地將地質(zhì)信息繪制成精準(zhǔn)的圖像，其自動(dòng)化水平較高，降低了人為的影響力，提升了信息的準(zhǔn)確度，最大程度減少了工程施工的失誤率。

精準(zhǔn)化。測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用提升了工程施工的測(cè)量準(zhǔn)確性與精度，譬如，與傳統(tǒng)測(cè)量方式相比，利用遙感測(cè)繪地質(zhì)信息具有顯著優(yōu)勢(shì)，如距離誤差會(huì)控制在三百米以?xún)?nèi)，地理高度測(cè)量的誤差不會(huì)超過(guò)十八米，特點(diǎn)誤差也會(huì)嚴(yán)格控制在兩米范圍內(nèi)。與此同時(shí)，還可以通過(guò)特定的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)對(duì)地質(zhì)信息與測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和后期制作，工作的精確度較高，同測(cè)量地區(qū)的具體情況比較一致，避免了方向誤差與視覺(jué)誤差的出現(xiàn)。

數(shù)字化。測(cè)繪新技術(shù)通過(guò)相匹配的測(cè)繪軟件，可以高效實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的圖形編輯，確保數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確度，即便是發(fā)生任何改動(dòng)也能較為迅速地與實(shí)際尺寸相吻合，進(jìn)而減少誤差，促使圖像更加清晰，修改起來(lái)十分方便，提升相應(yīng)數(shù)據(jù)的參考價(jià)值。在傳統(tǒng)地質(zhì)測(cè)繪中，一般都是使用基本的測(cè)繪技術(shù)，相應(yīng)的測(cè)繪精度極其有限，所得的測(cè)繪結(jié)果的參考價(jià)值也比較低，加之這些測(cè)繪技術(shù)的作業(yè)難度較大，工作時(shí)間較長(zhǎng)，操作人員的實(shí)際工作量大[2]。然而，測(cè)繪新技術(shù)的誕生與廣泛應(yīng)用，卻大大扭轉(zhuǎn)了測(cè)量精度偏低的狀況，應(yīng)用測(cè)繪新技術(shù)得出的數(shù)據(jù)可以更加真實(shí)地反映地質(zhì)條件，操作起來(lái)也極為簡(jiǎn)便，處理圖形的速度也可以顯著提升，能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)測(cè)量的功能最大化。

2 測(cè)繪新技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用表現(xiàn)

在工程測(cè)量中，積極地應(yīng)用現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：平面控制測(cè)量與高程控制測(cè)量。

（1）平面控制測(cè)量。對(duì)平面的控制測(cè)量是整個(gè)工程測(cè)量之中最具代表性的部分，一般采取衛(wèi)星定位測(cè)量和導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量方式確立平面控制網(wǎng)，能夠有效提升工程測(cè)量的精準(zhǔn)度。建立平面控制網(wǎng)就是對(duì)平面控制點(diǎn)的各個(gè)位置進(jìn)行精準(zhǔn)無(wú)誤的測(cè)量，一般要遵循下面三個(gè)基本原則：第一，要因地制宜設(shè)置首級(jí)控制網(wǎng)，在借助國(guó)家坐標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)測(cè)的同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)聯(lián)測(cè)方案的衡量；第二，不同的工程規(guī)模有著不同的等級(jí)控制網(wǎng)，要依據(jù)具體的工程規(guī)模、控制網(wǎng)的用途以及精準(zhǔn)度科學(xué)合理確定首級(jí)控制網(wǎng)的等級(jí)；第三，對(duì)加密控制網(wǎng)，既可以越級(jí)布設(shè)，也可以在同一等級(jí)中加以擴(kuò)展，符合具體的實(shí)際情況即可[3]。平面控制測(cè)量技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用，不僅增強(qiáng)了橋梁工程施工的質(zhì)量保障，而且確保了橋梁工程的施工進(jìn)度。

（2）高程控制測(cè)量。高程控制指的是在進(jìn)行具體的工程測(cè)量過(guò)程中，要依據(jù)一定的間距設(shè)置具體的高程控制點(diǎn)，保證彼此相鄰的高程控制點(diǎn)之間設(shè)置有專(zhuān)門(mén)的水準(zhǔn)路線(xiàn)，以形成由水準(zhǔn)路線(xiàn)構(gòu)成的高程控制網(wǎng)。在布設(shè)高程控制網(wǎng)時(shí)，對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)識(shí)的埋設(shè)一定要符合國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在具體的高程控制測(cè)量中，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用，主要體現(xiàn)三個(gè)方面：采取等外閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)控制的方法，積極建立完整、系統(tǒng)的高程控制網(wǎng)；對(duì)視距和高差積極進(jìn)行計(jì)算；嚴(yán)格控制閉合差，積極進(jìn)行水準(zhǔn)檢核。然而，伴隨著工程施工的進(jìn)行，工作人員越來(lái)越緊缺，為加快施工進(jìn)度，使得電子水準(zhǔn)儀得以出現(xiàn)并得到普及應(yīng)用[4]。數(shù)字水準(zhǔn)儀是當(dāng)前最為先進(jìn)的、精確的水準(zhǔn)儀，其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)配合使用條碼水準(zhǔn)尺，并根據(jù)儀器內(nèi)置數(shù)字成像系統(tǒng)，便可以自動(dòng)獲得水準(zhǔn)尺的實(shí)際條碼讀書(shū)，而不再需要大量的人工進(jìn)行讀數(shù)?？傊叱炭刂茰y(cè)量降低了測(cè)繪作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，在一定程度上杜絕了人為讀數(shù)造成的誤差，強(qiáng)化了測(cè)量的效率與精度。

3 現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用路徑

從二十世紀(jì)八十年代以來(lái)，我國(guó)一直在不斷引進(jìn)各種先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)，測(cè)繪技術(shù)成為工程測(cè)量中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)科技的迅速發(fā)展，我國(guó)的測(cè)繪技術(shù)逐漸走向數(shù)字化和實(shí)時(shí)化?，F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)中的“3S”技術(shù)—GPS、GIS、RS，就是測(cè)繪新技術(shù)的代表。

（1）全球衛(wèi)星定位技術(shù)。全球衛(wèi)星定位技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)GPS，指的是通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)獲得某一空間位置的準(zhǔn)確定位的一種定位導(dǎo)航技術(shù)，功能強(qiáng)大，在諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。GPS技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用，大大推動(dòng)了橋梁測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。傳統(tǒng)意義上的定位，多以地面定位為基礎(chǔ)，而隨著科技的日新月異，更加注重空間測(cè)量和測(cè)繪效果，因此測(cè)繪效率更高的GPS技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并得到廣泛認(rèn)可和一致好評(píng)，逐漸成為定位技術(shù)方面的主導(dǎo)。以往的定位一般局限于陸地和近海，而GPS技術(shù)的運(yùn)用使得測(cè)量范圍更為廣闊，包括宇宙和海洋，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了由靜態(tài)定位到動(dòng)態(tài)定位的轉(zhuǎn)變，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了一個(gè)很好的定位服務(wù)。通過(guò)GPS技術(shù)的運(yùn)用，在多數(shù)橋梁工程的施工過(guò)程中，可以加強(qiáng)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的數(shù)據(jù)采集和高效測(cè)量[5]。在橋梁工程當(dāng)中，GPS技術(shù)的運(yùn)用，主要表現(xiàn)在對(duì)地理信息的采集和利用方面。在現(xiàn)代具體的橋梁技術(shù)施工過(guò)程中，通過(guò)GPS技術(shù)進(jìn)行定位，能夠快速地實(shí)現(xiàn)地理信息相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和運(yùn)用。地理信息系統(tǒng)通過(guò)對(duì)地理信息數(shù)據(jù)的采集，構(gòu)建地理信息模型，為橋梁工程施工提供系統(tǒng)、完整的數(shù)據(jù)庫(kù)資料。

（2）地理信息系統(tǒng)技術(shù)。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)是GIS，是一個(gè)新興的學(xué)科，包含了測(cè)繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種學(xué)科在內(nèi)的綜合技術(shù)。GIS技術(shù)不僅可以采集、管理并存儲(chǔ)橋梁工程的相關(guān)地理數(shù)據(jù)，也會(huì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，進(jìn)行一些輔助決策，增強(qiáng)對(duì)圖形的顯示輸出能力，進(jìn)而建立一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)。在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，要依據(jù)橋梁工程測(cè)量的具體需要加強(qiáng)對(duì)信息的存儲(chǔ)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，既可以大大提供橋梁工程的測(cè)量成圖效率，也可以加快橋梁工程的設(shè)計(jì)進(jìn)度。近些年來(lái)，隨著GIS技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，其操作簡(jiǎn)單便捷、定位準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，使得它在橋梁工程測(cè)量中扮演的重要性越來(lái)越高，為橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量和安全提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

（3）遙感技術(shù)。遙感技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)是RS，是于二十世紀(jì)六十年代產(chǎn)生的一種傳感探測(cè)手段，它是依據(jù)物體的吸收與反射原理，收集并處理傳感儀器所反射的電磁波信息，最后成像，用于工程測(cè)繪的綜合性技術(shù)。遙感技術(shù)的主要指標(biāo)是相關(guān)的物理位置、特性和幾何形態(tài)。在橋梁工程中，加強(qiáng)對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行遠(yuǎn)距離識(shí)別，統(tǒng)一收集地面的各種景象與地形信息，了解到工作界面的實(shí)際情況，為工程建設(shè)提供足夠的數(shù)據(jù)支撐[6]。遙感技術(shù)的特點(diǎn)主要在于可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程進(jìn)度的實(shí)時(shí)有效采集，提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，在橋梁工程的施工設(shè)計(jì)當(dāng)中能夠有效進(jìn)行工程工時(shí)的及時(shí)控制和把握。由于RS技術(shù)所使用的全色光譜分辨率是非常高的，因此測(cè)量出來(lái)的結(jié)果也較為清晰。同時(shí)，也正是RS技術(shù)本身的這些優(yōu)勢(shì)使得它的重要性越來(lái)越高，成為橋梁工程測(cè)繪當(dāng)中不可缺少的一個(gè)新技術(shù)。

（4）地圖數(shù)字化技術(shù)。測(cè)繪技術(shù)主要是以數(shù)字信息技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)，地理信息測(cè)繪則是建立在原有測(cè)繪數(shù)據(jù)上的模擬化處理，根據(jù)數(shù)據(jù)資源庫(kù)的創(chuàng)建，可以有效提升橋梁工程測(cè)量信息的可靠性與真實(shí)性，進(jìn)而大大節(jié)約人力資源與物力資源，降低測(cè)量成本。橋梁施工前應(yīng)用地圖數(shù)字化技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)就是測(cè)量的精確度高、勞動(dòng)強(qiáng)度較小。從當(dāng)前我國(guó)橋梁工程施工過(guò)程中的地圖數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，電子平板測(cè)量模式為主要的數(shù)字化技術(shù)，應(yīng)用效果十分突出。在橋梁工程施工應(yīng)用地圖數(shù)字化技術(shù)的實(shí)際操作中，需要構(gòu)建多元化的數(shù)字信息技術(shù)系統(tǒng)，對(duì)原本數(shù)據(jù)實(shí)施數(shù)字化的處理。當(dāng)然，由于創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)的工作量較大，因而需要測(cè)繪部門(mén)投入較多的時(shí)間與精力，以此確保橋梁工程施工的高質(zhì)量、高效率推進(jìn)。

（5）攝影測(cè)量技術(shù)。攝影測(cè)量技術(shù)是指通過(guò)攝影方式采集目標(biāo)物的各種信息的一種技術(shù)。伴隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，當(dāng)今的攝影測(cè)量測(cè)繪技術(shù)已步入到了數(shù)字化攝影測(cè)量階段，其主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與影像處理技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪，把大量測(cè)量工作從室外作業(yè)轉(zhuǎn)到了室內(nèi)作業(yè)，不但精確度較高，而且速度較快，尤其是在人口密集地區(qū)，應(yīng)用攝影測(cè)量技術(shù)還可以高效率構(gòu)建大面積的成圖，從而為城市規(guī)劃與城市建筑工程等提供正確指南。[7]攝影測(cè)量技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用，還能大幅提升工程測(cè)量的速度與精確度，有效節(jié)約人力與物力成本，壓縮工程的成本開(kāi)支，為工程建設(shè)的持續(xù)健康發(fā)展提供強(qiáng)大的支持。

總而言之，測(cè)繪工作一直以來(lái)都是各類(lèi)工程的基礎(chǔ)任務(wù)或先行兵，測(cè)繪的精準(zhǔn)性以及測(cè)繪工作的水平高低，直接影響著包括橋梁工程在內(nèi)的各項(xiàng)工程的正常推進(jìn)。這是由于一橋梁工程從開(kāi)始立項(xiàng)——分析研究——整體設(shè)計(jì)與方案制定——施工，都需要測(cè)繪工作的支持。所以，測(cè)繪工作的精度與效率，以及實(shí)地狀況反映的精確度等，都對(duì)橋梁工程的具體施工起著至關(guān)重要的功能，甚至在一定程度上決定著橋梁工程的施工進(jìn)度與施工質(zhì)量，因而科學(xué)的測(cè)繪方法、先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)、完善的測(cè)繪儀器等都是橋梁工程施工的重要支撐力量。

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