現(xiàn)代公路測(cè)量領(lǐng)域中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

文/馬騰 山東通達(dá)路橋規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 山東煙臺(tái) 264003

測(cè)量工作是保證我國(guó)國(guó)防建設(shè)安全、國(guó)名企業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要施工技術(shù)，在道路工程建設(shè)過(guò)程中，更是發(fā)揮著不容小覷的作用。測(cè)量技術(shù)通常伴隨公路工程施工的始終，從地質(zhì)勘探到竣工，每個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)測(cè)量的支撐。隨著科技日新月異，測(cè)量技術(shù)在不斷的現(xiàn)代化發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了許多精密的測(cè)量?jī)x器，如平板儀、羅盤儀、鋼尺、經(jīng)緯儀等，使得測(cè)量技術(shù)更加精湛，涉及領(lǐng)域更廣泛，成為眾多技術(shù)發(fā)展的重要依據(jù)。

1、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 自動(dòng)化程度高

在進(jìn)行數(shù)字化施工時(shí)，其識(shí)別、計(jì)算與連同需要以計(jì)算機(jī)為媒介進(jìn)行自動(dòng)化的作業(yè)，比通過(guò)計(jì)算機(jī)模式的調(diào)圖、調(diào)符號(hào)等，使得地圖繪制可由自動(dòng)處理技術(shù)來(lái)完成，并在此過(guò)程中利用自動(dòng)化的方式提取需要檢測(cè)的信息，可見(jiàn)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)有較高的自動(dòng)化水平。

1.2 測(cè)圖精度高

與其他技術(shù)存在最大的差別就是數(shù)字化測(cè)圖具備更加精確的測(cè)圖優(yōu)勢(shì)，可通過(guò)電子格式自動(dòng)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行記載、存儲(chǔ)、傳送與映射，同時(shí)突破傳統(tǒng)測(cè)圖方式中誤差較大的缺陷，在保留測(cè)量期間的原始數(shù)據(jù)同時(shí)，還保持原始數(shù)據(jù)的初始狀態(tài)

1.3 圖形屬性信息豐富

在使用數(shù)字化制圖軟件時(shí)，可以對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并明確此點(diǎn)的屬性狀態(tài)。在進(jìn)行測(cè)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其對(duì)應(yīng)信息的編連接。因此，在繪制地圖時(shí)，僅需將編碼進(jìn)行輸入，便可在制圖時(shí)調(diào)用圖庫(kù)中的準(zhǔn)確測(cè)繪信息。

2、數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代公路測(cè)量領(lǐng)域中的過(guò)應(yīng)用

2.1 AutoCAD

在進(jìn)行公路施工的過(guò)程中，存在諸多需要測(cè)量的工程如路面、路基、橋涵等構(gòu)筑物，這就使得公路建設(shè)的過(guò)程中測(cè)量工作量加大，測(cè)量的難度增加，尤其是對(duì)在復(fù)雜環(huán)境中的公路建設(shè)，需要測(cè)量大量復(fù)雜的構(gòu)筑物，這就給公路施工增加了前所未有的難度。當(dāng)繼續(xù)應(yīng)用一般傳統(tǒng)施工測(cè)量方式時(shí)，由于人工投入較多導(dǎo)致，測(cè)量耗時(shí)被延長(zhǎng)，存在較大的測(cè)量誤差，缺乏測(cè)量的精準(zhǔn)度，導(dǎo)致測(cè)量速度慢，影響工程進(jìn)度。而AutoCAD軟件的應(yīng)用則有效的解決了此方面不足，使得難過(guò)坐標(biāo)定位更精準(zhǔn)，減少測(cè)量出現(xiàn)的誤差，有較大的應(yīng)用空間，通過(guò)此現(xiàn)代化軟件，提升了公路施工的效率，增加測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，在測(cè)量構(gòu)筑物時(shí)更能對(duì)其結(jié)構(gòu)空間進(jìn)行迅速的確定，縮減工作環(huán)節(jié)，減少工作量，保證高效精準(zhǔn)的測(cè)量。

此外，AutoCAD軟件在使用時(shí)可精確計(jì)算，以計(jì)算機(jī)運(yùn)行為技術(shù)依拖，縮減了人為誤差，降低計(jì)算錯(cuò)誤的概率，保證更加精準(zhǔn)的公路施工與測(cè)量與數(shù)據(jù)計(jì)算。

2.2 GPS技術(shù)

一般情況下，公路成帶狀路線，以此在平面控制測(cè)量中多以導(dǎo)線形式進(jìn)行測(cè)量，在復(fù)雜公路工程中更為常見(jiàn)如橋梁、大型橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)導(dǎo)線式測(cè)量，以三角網(wǎng)格、線形鎖等形式進(jìn)行輔助測(cè)量。

傳統(tǒng)測(cè)量方式中存在諸多測(cè)量問(wèn)題，如，對(duì)較嚴(yán)格的附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線等長(zhǎng)度要求難以在實(shí)際工作中能落實(shí)，因此測(cè)量過(guò)程中經(jīng)常超范圍作業(yè)；在進(jìn)行線點(diǎn)的收集、控制時(shí)，難以控制測(cè)量系統(tǒng)的相通性，尤其是控制點(diǎn)存在參雜的情況，當(dāng)計(jì)算不兼容的起點(diǎn)時(shí)，測(cè)量的質(zhì)量難以保證；在進(jìn)行常規(guī)測(cè)量時(shí)，地面通視情況嚴(yán)重影響著測(cè)量結(jié)果等。對(duì)以上此類問(wèn)題，利用GPS技術(shù)可以全方面的系統(tǒng)解決，在GPS的應(yīng)用過(guò)程中，不需進(jìn)行測(cè)站間的通視，此優(yōu)勢(shì)使得GPS系統(tǒng)操作更便捷、靈敏度更高。

GPS技術(shù)在現(xiàn)代公路測(cè)量中被越來(lái)越多的使用，其比傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)具有更多的優(yōu)勢(shì)。GPS技術(shù)可以發(fā)揮其定位系統(tǒng)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精確的測(cè)量，常規(guī)測(cè)量中，控制線計(jì)數(shù)點(diǎn)與測(cè)量之間很難做到相同性，在加上軍測(cè)、城市等控制點(diǎn)相互摻雜起來(lái)之后，整個(gè)測(cè)量過(guò)程就會(huì)變得很難精確，最終測(cè)量結(jié)果也會(huì)變得不準(zhǔn)確。GPS技術(shù)可以將以上這種問(wèn)題進(jìn)行解決，并且GPS技術(shù)可以無(wú)需通視，就可以準(zhǔn)確的測(cè)量出結(jié)果。GPS技術(shù)靈活便捷的這個(gè)特點(diǎn)使其在公路測(cè)量工作中被廣泛的應(yīng)用。

2.3 TPS技術(shù)

TPS技術(shù)又稱為全站儀定位系統(tǒng)，是集合計(jì)算機(jī)與全站儀相統(tǒng)一的定位功能，測(cè)量程序復(fù)雜多樣，可保證測(cè)量的高效精準(zhǔn)性。應(yīng)用TPS技術(shù)的主要是全站儀，是對(duì)電子計(jì)算機(jī)、光學(xué)經(jīng)緯儀、電子測(cè)距儀的統(tǒng)一，因此在測(cè)量時(shí)可收獲更精準(zhǔn)的角度、高度、距離數(shù)據(jù)。

通常一臺(tái)儀器可同時(shí)測(cè)量三方面元素的數(shù)據(jù)并進(jìn)行自動(dòng)化的記載、存貯、轉(zhuǎn)化與計(jì)算，并且可自動(dòng)執(zhí)行后續(xù)功能。通過(guò)大屏幕液晶顯示器將數(shù)據(jù)精確顯示在用戶眼前。利用鍵盤和功能鍵輔助理解和輸入。通過(guò)記錄卡、大容量電池與內(nèi)置應(yīng)用程序組成整體劃一的結(jié)構(gòu)。全站儀的應(yīng)用可連接電子計(jì)算機(jī)接口，使得數(shù)據(jù)、程序在全站儀與計(jì)算機(jī)之間自由交換，提供了便利的輔助設(shè)計(jì)功能。利用此儀器可進(jìn)行定向、高程傳遞、已知點(diǎn)放樣等功能，使得公路測(cè)量更加精準(zhǔn)便捷。

這個(gè)系統(tǒng)在將測(cè)量元素測(cè)量之后，可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄，可以將所有記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為以后的程序開(kāi)發(fā)提供信息。這個(gè)系統(tǒng)的信息可以通過(guò)大屏幕展示出來(lái)，使得用戶更加清晰的看見(jiàn)數(shù)據(jù)。這個(gè)系統(tǒng)利用記錄卡、電池和應(yīng)用程序組成一個(gè)整體。全站儀可以保計(jì)算機(jī)的接口相連接，使得兩個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能夠相互自由轉(zhuǎn)換，使得計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)具有一定的前提基礎(chǔ)。全站儀定位系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)定向和高程傳遞，在對(duì)公路施工中，這個(gè)系統(tǒng)可以發(fā)揮良好的作用，確保公路的施工質(zhì)量。

2.4 三維實(shí)體建模技術(shù)

三維實(shí)體建模技術(shù)可準(zhǔn)確模擬公路工程的設(shè)計(jì)流程，有效的加強(qiáng)施工實(shí)效性，通過(guò)仿真模擬全流程使公路工程的相關(guān)人員可直觀清晰地掌握公路施工全過(guò)程，進(jìn)而提升了工程的審批速度、保證規(guī)劃的科學(xué)性，加速了工程的施工進(jìn)展。通過(guò)三維實(shí)體建模技術(shù)，以剖切獲得施工的二維模擬圖，使得圖紙更便于保存與利用。

在對(duì)公路施工工程設(shè)計(jì)進(jìn)行反復(fù)比后選取最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。利用三維實(shí)體模型，可實(shí)時(shí)、直觀的觀察與調(diào)整公路工程方案。如，對(duì)工程土方量過(guò)大、不合理橫斷面、失衡挖填方、邊坡較高、或需要不斷地調(diào)整平面中心線、縱坡等情況時(shí)，利用三維模擬技術(shù)關(guān)聯(lián)優(yōu)化功能，可模擬對(duì)比公路調(diào)整前后的形狀，并及時(shí)進(jìn)行整改，以保證用最小的調(diào)整工作量實(shí)現(xiàn)對(duì)施工方案的不斷優(yōu)化。

公路工程施工中需要消耗較多的土房用量，這就使得此部分的消耗比在整個(gè)工程中過(guò)大，使用三維實(shí)體模擬技術(shù)，更精準(zhǔn)測(cè)量計(jì)算土方使用量并控制相關(guān)費(fèi)用消耗，及時(shí)調(diào)整不合理的用量費(fèi)用，可見(jiàn)，三維實(shí)體模擬技術(shù)的應(yīng)用可有效降低施工成本。

結(jié)語(yǔ)：

現(xiàn)代公路建設(shè)中，一些公路因?yàn)榄h(huán)境的原因，存在很多的路基和橋涵等建筑物，這使得測(cè)量公路的難度逐漸增大，公路測(cè)量工作的量也就變大了，尤其是在一些復(fù)雜的環(huán)境中，構(gòu)建物數(shù)據(jù)比較多，使得公路測(cè)量工作開(kāi)展難度更大，傳統(tǒng)的測(cè)量方法，不僅會(huì)使得測(cè)量時(shí)間延長(zhǎng)，還會(huì)使得測(cè)量誤差逐漸增大，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性也就不具有科學(xué)性和有效性。