數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量的應(yīng)用

姜超

摘要：地質(zhì)測(cè)量是工程設(shè)計(jì)與施工的前提和依據(jù)。近年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)不斷運(yùn)用于測(cè)繪工程，測(cè)量技術(shù)從傳統(tǒng)方法向數(shù)字化發(fā)展邁出了重要的一步，在地質(zhì)工程測(cè)繪中運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，可以高效地獲得更為精確的數(shù)據(jù)。本文簡(jiǎn)要介紹了數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)，闡述了地質(zhì)工程測(cè)量中具體應(yīng)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的方向，以期促進(jìn)測(cè)繪技術(shù)和地質(zhì)工程的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;測(cè)繪技術(shù);地質(zhì)工程測(cè)量;應(yīng)用

隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)被廣泛應(yīng)用在建筑、地質(zhì)、礦山、水利、煤礦等工程上。近年來(lái)，以計(jì)算機(jī)、信息科學(xué)為代表的數(shù)字化技術(shù)不斷運(yùn)用于地質(zhì)工程測(cè)量，極大地提高了測(cè)量的質(zhì)量和效率，測(cè)量數(shù)據(jù)更加精確化，促進(jìn)了測(cè)繪和地質(zhì)行業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展水平。

一、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)簡(jiǎn)介

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是隨著測(cè)量?jī)x器的智能化、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的興起與廣泛運(yùn)用而發(fā)展起來(lái)的新的測(cè)繪技術(shù)，是以SCAN、CASS、全球定位系統(tǒng)軟件、全站儀、GNSS接收機(jī)、掃描儀、工程繪圖儀等智能化測(cè)量軟硬件為工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的收集、采集、處理和導(dǎo)出。其原理是將原圖用數(shù)字化儀或掃描矢量化儀掃描，然后通過(guò)數(shù)字化軟件對(duì)掃描圖進(jìn)行處理并生成新的數(shù)字化地圖?？梢杂行У亟鉀Q大比例尺測(cè)圖中野外作業(yè)量大的難題，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化程度高、工作效率高、成圖質(zhì)量高、保真性高，同時(shí)能有效地節(jié)省勞動(dòng)力、降低成本。

二、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（一）增加勘測(cè)繪圖的準(zhǔn)確率。傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)存在測(cè)量過(guò)程中效率不高，測(cè)量不夠準(zhǔn)確、且與實(shí)際的數(shù)據(jù)偏差較大等弊病。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)通過(guò)信息收集，把采集到的數(shù)字或文字轉(zhuǎn)為數(shù)字化信息，并在此基礎(chǔ)上建成三維模型。這樣運(yùn)用數(shù)字化處理的測(cè)繪技術(shù)，極大地降低了誤差率，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率。另外，在實(shí)際測(cè)繪工作中，使用數(shù)字化測(cè)繪不需要測(cè)繪人員對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行多次核查與糾正，保障準(zhǔn)確的同時(shí)極大了節(jié)省了人力成本，也節(jié)約了工作時(shí)間。

（二）促進(jìn)點(diǎn)位精度的提升。傳統(tǒng)的測(cè)繪方法在把測(cè)量到的圖像標(biāo)記在圖紙上，這種把圖像繪制在圖紙上的方式，必定會(huì)造成測(cè)量結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)之間形成誤差，從而降低數(shù)據(jù)點(diǎn)位的精準(zhǔn)度。而且，隨著測(cè)量工作的推進(jìn)，圖像的增多必然會(huì)使圖紙上產(chǎn)生越來(lái)越多的圖形，圖形的疊加會(huì)使誤差進(jìn)一步加大。與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)不同，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)主要運(yùn)用經(jīng)度與緯度的特性來(lái)進(jìn)行測(cè)量處理，具有極高的點(diǎn)位精度，其誤差范圍一般在±0.5mm之間。所以，數(shù)字化的測(cè)繪技術(shù)具有極高的精準(zhǔn)度。

（三）推動(dòng)地質(zhì)工程的發(fā)展。在傳統(tǒng)測(cè)繪過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量需要測(cè)繪人員對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)做統(tǒng)一整理與記錄，再用人工繪制的方法實(shí)現(xiàn)繪圖，人工繪圖的效率不高，也容易出錯(cuò)。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的繪圖，則不需要工作人員再次核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)得到的測(cè)量記錄，只需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的定位及坐標(biāo)點(diǎn)，測(cè)繪系統(tǒng)借助經(jīng)緯點(diǎn)和有關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)繪圖。所以，地質(zhì)工程測(cè)量中借助數(shù)字化信息技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)繪的自動(dòng)化。也就是說(shuō)，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)能提高地質(zhì)工程測(cè)量的自動(dòng)化水平，從而推動(dòng)地質(zhì)工程的發(fā)展。

（四）提高數(shù)字化圖形的存取效率。由于數(shù)字化資源具有精確、高效、迅速的特征，所以應(yīng)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)可以把繪圖保存為文字、數(shù)字、符號(hào)等，能極大地提高文件的傳輸速度，節(jié)約傳輸時(shí)間。同時(shí)，數(shù)字信息的可復(fù)制性，能讓多個(gè)用戶(hù)同時(shí)便捷地使用相同的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)能及時(shí)地把現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，提高了數(shù)字化圖形的保存和讀取效率，為后期進(jìn)行繪圖奠定了良好的基礎(chǔ)。

三、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用

（一）地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用。使用地理信息技術(shù)是為了讓勘測(cè)工人正確地把握測(cè)量范圍內(nèi)的信息，從而做更精確的推斷。測(cè)量工作人員能通過(guò)地理信息系統(tǒng)對(duì)各種信息做出選擇，篩選最適合的測(cè)量信息，規(guī)避無(wú)關(guān)信息的干預(yù)。這種技術(shù)把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)完美結(jié)合，使獲得的數(shù)據(jù)更系統(tǒng)化與精準(zhǔn)化。近年來(lái)，地理信息系統(tǒng)明顯地向智能化、自動(dòng)化、多樣化發(fā)展，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍與市場(chǎng)價(jià)值，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于資源、林業(yè)、電信、國(guó)防、交通、電力、環(huán)保等多個(gè)行業(yè)。地理信息系統(tǒng)還能與先進(jìn)的科技組合，如與遙感技術(shù)結(jié)合，將遙感技術(shù)中的功能與距離較遠(yuǎn)的通信設(shè)備統(tǒng)一為一體，用科學(xué)、合理的方法來(lái)處理定位問(wèn)題、勘測(cè)問(wèn)題，不僅完成了動(dòng)態(tài)化的地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)任務(wù)，信息資源的準(zhǔn)確性也得到了較大提高，為地質(zhì)工程測(cè)量獲得了更多的時(shí)間與空間。

（二）影像定位技術(shù)的應(yīng)用如果要對(duì)巖石類(lèi)的地質(zhì)環(huán)境做勘測(cè)，需要借助影像定位技術(shù)。其原理是對(duì)地質(zhì)環(huán)境取得的勘測(cè)數(shù)據(jù)做圖像化與數(shù)字化處理，最終形成勘測(cè)結(jié)果。這種技術(shù)還能配合使用遙感影像定位等其他技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)影像的有效定位，并能展現(xiàn)出現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的地質(zhì)情況和周?chē)膶?shí)景。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，影像定位更具體與便捷，有助于工作人員更加深入了解實(shí)際地質(zhì)情況。

（三）數(shù)字柵格測(cè)繪地形圖。對(duì)地質(zhì)資源做勘測(cè)時(shí)，數(shù)字化柵格軟件借助電腦，充分利用數(shù)字化測(cè)繪工程儀器繪制地圖，把地質(zhì)資源和經(jīng)濟(jì)等發(fā)展內(nèi)容做組合，從而實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資源、地形和位置坐標(biāo)相統(tǒng)一，形成完善的構(gòu)架，能利用計(jì)算機(jī)快速查找并獲得想要的各種信息與數(shù)據(jù)。和傳統(tǒng)繪制的地圖比較，運(yùn)用數(shù)字化柵格軟件在測(cè)繪工程地形、地質(zhì)圖件時(shí)有諸多的優(yōu)點(diǎn)，比如繪制圖件數(shù)字化、處理數(shù)據(jù)快、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存空間大等。數(shù)字柵格測(cè)繪是地質(zhì)學(xué)與信息學(xué)的其中一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容，在地質(zhì)和地形工程測(cè)量、繪制圖件、礦山采礦設(shè)施和礦產(chǎn)資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立中有著十分重要作用。

（四）GPS測(cè)繪技術(shù)。就地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在應(yīng)用較多的是GPS技術(shù)，GPS全稱(chēng)是全球定位系統(tǒng)，這種測(cè)繪的方法是在全球定位技術(shù)上發(fā)展的，首先應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。在礦山工廠(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，全球定位技術(shù)能滿(mǎn)足各種條件下地質(zhì)過(guò)程測(cè)繪的即時(shí)觀測(cè)，因?yàn)閷?shí)行了24小時(shí)全面監(jiān)控，為礦山的各種建設(shè)提供了精確的測(cè)量數(shù)據(jù)。另外，在對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪過(guò)程中，全球定位技術(shù)能實(shí)時(shí)地將地質(zhì)測(cè)量工程項(xiàng)目進(jìn)行全面囊括，做到360度測(cè)繪，能把測(cè)繪到的數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到電腦終端，技術(shù)人員則可以使用專(zhuān)用計(jì)算軟件算出測(cè)繪的結(jié)果，這就大大加快了測(cè)繪工程測(cè)量的速度，同時(shí)提高了測(cè)量結(jié)果的精度。GPS技術(shù)不但具有精確性與及時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)，還能對(duì)地質(zhì)工程目標(biāo)進(jìn)行迅速定位，即時(shí)采集并保存數(shù)據(jù)。在實(shí)際的工程測(cè)量項(xiàng)目中，用GPS技術(shù)能較大地提高施工的效率，加快工程施工的進(jìn)度，減少工程開(kāi)支。

（五）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。地質(zhì)工程測(cè)量工作中關(guān)鍵因素之一是實(shí)時(shí)控制地質(zhì)面積，它在我國(guó)各類(lèi)等級(jí)控制中是第一控制要求，此時(shí)，數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)就展示出其強(qiáng)大的功能。假如測(cè)量范圍比較小，可調(diào)節(jié)數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控低級(jí)別的操作點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)有關(guān)礦產(chǎn)和地質(zhì)工程測(cè)繪的工作。在實(shí)際勘測(cè)中，當(dāng)面臨的環(huán)境與情況更復(fù)雜多變，影響到測(cè)繪的準(zhǔn)確性時(shí)，用數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，可以規(guī)避在視覺(jué)條件差的情況下進(jìn)行遠(yuǎn)距離勘測(cè)，在最短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)定位。

四、結(jié)束語(yǔ)

地質(zhì)工程在很多領(lǐng)域都能運(yùn)用，如水利、礦山、建筑等領(lǐng)域，因此在工程中不可或缺，特別重要。由于社會(huì)科技和信息技術(shù)的發(fā)展與變化，地質(zhì)工程是否能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展而改革創(chuàng)新，這是目前需要深入討論的話(huà)題。數(shù)字化測(cè)繪工程技術(shù)系統(tǒng)能夠廣泛地用于地質(zhì)工程測(cè)量，不僅能大幅度地提升測(cè)繪的效率、提高施工的速度，還能確保測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

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