測繪技術(shù)在公路建設(shè)前期工作中的應(yīng)用分析

李東好

江西中煤建設(shè)集團有限公司 江西 南昌 330001

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，測繪工程在國家建設(shè)、制造、規(guī)劃等項目中越來越受到重視，許多測繪技術(shù)都有自己的運行計劃和應(yīng)用，測繪技術(shù)在公路建設(shè)前期工作中的應(yīng)用原則如下。

1 項目的工程概況

本文研究的工程項目，是肯尼亞RWC538的公路，項目測區(qū)大致呈南北走向，地理經(jīng)度范圍為E36°39′～E36°20′，地理緯度范圍為S1°21′～S1°03′。測區(qū)屬于山地丘陵地帶，地勢起伏較大，平均海拔高度約1700米，屬熱帶季風(fēng)氣候，全年最高溫度為22～26℃，最低溫度為10～14℃，氣候涼爽、雨量較多，每年3至5月為長雨季，雨水非常大、11至12月為短雨季，雨水相對較少，其余為旱季。由于該路線為連接肯尼亞首都西邊郊區(qū)的城鎮(zhèn)Ngong（恩貢）和肯尼亞北邊Nakuru(納庫魯）州郡Suswa(蘇斯瓦)的主要干道，車流量較少，此條道路極大地緩解了西北地區(qū)通往首都只一條道路的交通，這些都給野外測繪工作帶來一定的難度，下圖為項目所在地。

圖1 項目所在地（圖中中線）

2 公路工程勘察

（1）初期測量工作。初步設(shè)計是根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)文件和初步調(diào)查數(shù)據(jù)制定的，擬定了主要的施工原理。選擇設(shè)計計劃以計算關(guān)鍵項目數(shù)量，提出施工計劃，創(chuàng)建設(shè)計預(yù)算并提供計劃說明和圖表。提供了平面，高程控件，地形圖，控制文件和特殊剖面的輪廓和剖面數(shù)據(jù)。

（2）施工圖階段勘察。根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計文件，從1∶2000圖紙中比較和選擇施工圖設(shè)計，確定路線圖，并對施工圖進行詳細(xì)測量。放樣中心線，測量垂直截面，測量橫截面，測量關(guān)鍵作業(yè)現(xiàn)場的地形圖，測量高級特征的關(guān)鍵控制。

（3）地籍測繪。設(shè)計土地面積的地籍測量和制圖是根據(jù)經(jīng)批準(zhǔn)的建筑圖紙設(shè)計文件進行的。屬性邊界站點測量，收集和編輯其他地籍元素數(shù)據(jù)，基于地形圖繪制地籍圖以及測量土地面積。

3 應(yīng)用方法

（1）控制測量目的。受控測量通常是指將一系列控制網(wǎng)絡(luò)點放置在項目建筑區(qū)域的地面上，并準(zhǔn)確確定這些網(wǎng)絡(luò)點的位置，以便為以后的地形圖和各種工程建設(shè)測量奠定良好的基礎(chǔ)。測量控制是所有后續(xù)測量操作的基礎(chǔ)，沒有控制測量就無法執(zhí)行映射和放樣操作。

（2）控制點的布設(shè)原則。要滿足方便施工要求，易測量、易保護、易發(fā)現(xiàn)、不易被破壞。①沿著道路的方向前進選點，并在路基清表的范圍以外，或便道范圍以外，避免以后施工中遭到破壞，為了施工但不宜太遠(yuǎn)。②選擇土質(zhì)堅固穩(wěn)定與安全的僻靜之處，點位應(yīng)便于尋找、長期保存和引測。③不宜選在低濕、淹沒之處，不良地質(zhì)條件（如土崩、滑坡等）以及地下管線之上，地勢隱蔽不便于觀測之處。④如果用GPS接收機測量時，應(yīng)選在視野開闊障礙物較少的地方，遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源，避開大面積水域。⑤如果用全站儀導(dǎo)線測量時，要保證兩控制點之間通視，避免視線從兩課樹之間，或大型結(jié)構(gòu)物邊緣通過，以免產(chǎn)生視線的折射。⑥兩控制點之間的距離如有要求按照設(shè)計進行，如無要求按照方便施工原則，一般200～300m之間埋設(shè)，但是在地形復(fù)雜或者大型結(jié)構(gòu)物的地方適當(dāng)加密。

（3）坐標(biāo)系選擇。地球外表面是一個非常復(fù)雜的物體表面，起伏不平，數(shù)據(jù)不能在這張表上計算，但它是一個波浪形的外表面，用簡單的數(shù)學(xué)和物理公式很難指出。因此，幾何圖形的其他問題也就產(chǎn)生了?？捎脜⒖紮E球體是一個國家（或其他地區(qū)）直接測量地球上所有物體的參考面，橢球體上各點與地球水平面上相應(yīng)點的平臺高差平方和較小，每個人的服務(wù)中心和參考橢球體的中心相互重疊[1]。自轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量與行星的自轉(zhuǎn)軸重合，赤道附近的投影圖也重合。兩個體積大小相同，總質(zhì)量相當(dāng)于地球的總質(zhì)量。

（4）獨立的高層控制。一級控制網(wǎng)絡(luò)通常用于公路工程中，GPS執(zhí)行四階段控制測量，為了輕松構(gòu)建和重復(fù)使用現(xiàn)有的加密第一階段導(dǎo)線的方法，一階段控制網(wǎng)絡(luò)通常采用國家點測量和次逆變換來從地面獲取任意坐標(biāo)系以獲得完整的坐標(biāo)系，控制與系統(tǒng)的現(xiàn)有連接。如果有一條連接線，主要控制這條線，例如天橋，長隧道等。

4 航空攝影測量方法

航空攝影可以準(zhǔn)確地捕獲地面的實際情況，但是，它不能直接用作地形圖，因為航空攝影是中心投影，而地形圖是垂直（或正射）投影。航空攝影倍率：航空攝影倍率的分母不能超過繪圖倍率的4倍。航空攝影領(lǐng)域：圖像控制點的布局。圖像控制點滿足要求，確定平面和高程三維坐標(biāo)，確定在野外繪制時的相對位置，并具有清晰的邊緣和角（在航空攝影中清晰且可變）以校正航空攝影。它是從分支中選擇的，要進行圖片修改。需要在航空攝影中繪制不清楚或缺失的物品，例如地上，地下和高架管道，路堤，陡峭的山脊，農(nóng)田，植被等。

5 數(shù)字地面模型

數(shù)字地面模型在公路測繪和設(shè)計中的應(yīng)用，數(shù)字地形模型是一種數(shù)字仿真過程，其中根據(jù)特定的精度要求收集用于模擬地形的采樣點的三維坐標(biāo)，并且地形表面表示為一系列數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)[2]。如果需要有關(guān)數(shù)字模型圖面上不同位置的屬性信息，則可以使用插值處理從組中收集的巖土數(shù)據(jù)，并且可以根據(jù)DTM使用插值來獲取任何位置的巖土屬性值，根據(jù)當(dāng)前數(shù)字地面模型的準(zhǔn)確性，它可以用于高速公路的初步設(shè)計。

數(shù)字地面模型的原理：DEM是地形形態(tài)的語言或圖形模型結(jié)構(gòu)，這種方法可以根據(jù)各種數(shù)據(jù)進行綜合收集分析處理。常用的方法可以用一個或多個數(shù)學(xué)物理表達式來表達。這些物理和數(shù)學(xué)函數(shù)調(diào)用通常被視為要執(zhí)行的插值函數(shù)定義。這些直接處理方法也可以是曲面重建或雙曲面造型，利用多項式的零階項構(gòu)造DEM曲面模型，并初步確定所有數(shù)據(jù)點的水平位置，然后進行后續(xù)建模工作。例如，如果從多個訓(xùn)練集建立相關(guān)的平面投影，直接聚焦在一個小區(qū)域的點上，那么人體的體表也可以由多個階段組成，基本結(jié)構(gòu)與外表面相鄰，不相連[3]。曲面設(shè)計建模主要是基于矩形進行分析，多項式的前三項（兩個一階項和零階項）也可以合成兩個二維平面，并且至少可以使用三個點一個二維平面在生成過程中變成一個三角形。由于正方形在形狀和尺寸上都具有很大的靈活性，因此這四種造型方法可以方便、完美地將虛線、明顯的地形特征線或其他數(shù)據(jù)集成起來，成為一種曲面造型方法[4]。

選擇建模方法：上面提到的四種主要建模方法對應(yīng)于特定的特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這是因為在實際應(yīng)用中，不應(yīng)用基于點的建模，并且混合曲面通常會轉(zhuǎn)換為基于三角形和網(wǎng)格的三角形網(wǎng)絡(luò)。建模方法是兩種基本的建模方法，確定道路橋梁工程的位置，放樣軸線，檢查高程，測量總高度，測量并建造建筑物的垂直方向沉積物觀測結(jié)果應(yīng)在現(xiàn)場進行審查。

專業(yè)的測繪監(jiān)理工程師要定期檢查測繪數(shù)據(jù)，建設(shè)單位必須積極配合。每次測量的測量計劃不僅應(yīng)由負(fù)責(zé)的技術(shù)人員檢查，而且還應(yīng)負(fù)責(zé)運行直尺，觀察鏡子，校準(zhǔn)，在測量后進行檢查和檢查。審核負(fù)責(zé)人必須簽字。原始記錄和基于原始記錄分類的測量結(jié)果是測量技術(shù)數(shù)據(jù)。在施工測量檢查員每次復(fù)查測量結(jié)果時，如果判斷建筑物的垂直度或沉降異常，則負(fù)責(zé)將其報告給專業(yè)主管，如果未報告隱藏信息，則由負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)。

6 結(jié)束語

工程施工勘察控制是施工前控制的基本操作，在施工準(zhǔn)備階段很重要，監(jiān)理工程師應(yīng)將其作為確保工程質(zhì)量的重要監(jiān)測手段。參與施工測量監(jiān)督實踐的監(jiān)理工程師，其施工測量控制的主要任務(wù)包括測量控制網(wǎng)絡(luò)審查，施工線控制和現(xiàn)場測量與測量，并為這些環(huán)節(jié)提供監(jiān)督方法。