數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

佟慶國(guó)

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心江蘇總隊(duì)，江蘇南京 211135）

0 引言

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)已經(jīng)迎來(lái)了全然不同的生活方式，各個(gè)行業(yè)都急切尋求能夠改善行業(yè)現(xiàn)狀的技術(shù)和產(chǎn)品。同樣，工程事業(yè)也在不斷探尋有利于提高工作效率和精準(zhǔn)性的途徑，并對(duì)測(cè)繪技術(shù)予以更高的期望。人工測(cè)繪自然難以企及這一期望值，數(shù)字化測(cè)繪應(yīng)運(yùn)而生，并在實(shí)際應(yīng)用中遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期，協(xié)助相關(guān)行業(yè)取得了一系列重大突破，有力促進(jìn)社會(huì)行業(yè)的革新，徹底顛覆人類(lèi)對(duì)測(cè)繪技術(shù)的看法。

1 數(shù)字化測(cè)繪概念

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)借助計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等工具改善原有的測(cè)繪技術(shù)，其中所指的數(shù)字化側(cè)重于數(shù)據(jù)的采集和整合，再加上如今信息更新機(jī)制更加智能化，控制網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫(kù)等都得到相應(yīng)完善，擴(kuò)充測(cè)繪數(shù)據(jù)體系，使測(cè)繪所的數(shù)據(jù)能夠被及時(shí)獲取、處理、加工，提高工作效率，有利于行業(yè)快捷發(fā)展，極其符合現(xiàn)代社會(huì)需求。另外，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的推廣有利于制定統(tǒng)一的測(cè)繪信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，如地理信息等，進(jìn)一步提升測(cè)繪技術(shù)的實(shí)用性，適用群體也愈發(fā)多樣化。

2 數(shù)字化測(cè)繪應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 自動(dòng)化程度高

現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)大多依賴(lài)于計(jì)算機(jī)設(shè)備，對(duì)人操作要求并不高，許多相關(guān)行業(yè)的機(jī)械操作已經(jīng)大大降低了操作者的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，自動(dòng)化不僅意味著解放人力資源，更多時(shí)候自動(dòng)化還能提升行業(yè)的精確性，減少人為操作造成的誤差，簡(jiǎn)化測(cè)繪流程，提高工程行業(yè)中的測(cè)繪質(zhì)量，是今后測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用上的考慮方向之一。數(shù)據(jù)化測(cè)繪能夠降低工程測(cè)量?jī)?nèi)容中所涉及的人力需求，節(jié)約人才管理資源成本，促進(jìn)工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人聚焦專(zhuān)項(xiàng)人才培養(yǎng)，簡(jiǎn)化工程部門(mén)，便于控制工程中的管理等影響因素。另外，自動(dòng)化程度提升擴(kuò)大了測(cè)繪受眾群體，一改以往在操作人員專(zhuān)業(yè)上的限制，使工程相關(guān)行業(yè)在精準(zhǔn)度上有了更多選擇，對(duì)大多數(shù)行業(yè)產(chǎn)生積極影響。

2.2 信息形式便捷

信息時(shí)代的來(lái)臨讓各個(gè)行業(yè)進(jìn)入前所未有的發(fā)展契機(jī)，測(cè)繪技術(shù)也不例外，以往的畫(huà)板繪圖并不利于保存和計(jì)算，信息形式無(wú)疑可以改善這一局面。相比人工繪畫(huà)，信息形式在精準(zhǔn)度、保存、處理等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的人工測(cè)繪，在繪畫(huà)時(shí)往往會(huì)花費(fèi)大量的人力精力，且最終所得到的繪圖數(shù)據(jù)往往會(huì)存在難以消除的誤差。而信息技術(shù)達(dá)到的精確度并非現(xiàn)階段人類(lèi)所能企及。不僅如此，測(cè)繪獲得的原有數(shù)據(jù)可以反復(fù)多次使用、共享，而這在工程行業(yè)中尤為重要，通一個(gè)項(xiàng)目圖紙經(jīng)過(guò)反復(fù)修改才能定稿的事例不勝枚舉，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)能夠輕易保留，并能夠呈現(xiàn)修改過(guò)程，適用于工程最終驗(yàn)收環(huán)節(jié)。

2.3 測(cè)繪時(shí)間較快

計(jì)算機(jī)采集、處理、分析數(shù)據(jù)能力速度極快，計(jì)算機(jī)處理測(cè)繪技術(shù)所得到的數(shù)據(jù)整個(gè)過(guò)程耗時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人工操作。同時(shí)，其精準(zhǔn)度更具有說(shuō)服力，即便出現(xiàn)些許差錯(cuò)，也能通過(guò)再次核查糾正。工程測(cè)量向來(lái)對(duì)工期要求緊張，涉及工程方案修改的數(shù)據(jù)并沒(méi)有多少時(shí)間可以浪費(fèi)。短時(shí)間內(nèi)擁有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果顯然更能讓人信服，面對(duì)快節(jié)奏的社會(huì)發(fā)展，高效的數(shù)字化處理無(wú)疑是測(cè)繪技術(shù)未來(lái)發(fā)展的必經(jīng)之路。

2.4 測(cè)繪方式靈活

現(xiàn)代測(cè)繪已經(jīng)在諸多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用，這都得益于現(xiàn)代測(cè)繪方式的靈活性。隨著傳統(tǒng)繪圖逐漸被信息形式所代替，人們可以對(duì)測(cè)繪結(jié)果進(jìn)行多樣化處理，使結(jié)果更符合行業(yè)需求，在兼顧規(guī)范性的同時(shí)強(qiáng)化觀感，例如在部分地標(biāo)圖像選取上，數(shù)字化的處理方式能夠保持準(zhǔn)確選點(diǎn)，并能做到美觀，對(duì)測(cè)繪結(jié)果的整合一致也有益處。隨著技術(shù)的逐漸突破，處理流程簡(jiǎn)化，從事測(cè)繪工作的人員有更多空間加工處理數(shù)據(jù)結(jié)果，使其更加具有現(xiàn)實(shí)意義[1]。

3 數(shù)字化測(cè)繪相關(guān)技術(shù)

3.1 數(shù)字化成像技術(shù)

數(shù)字化成像技術(shù)源于測(cè)繪工作所檢測(cè)圖形，經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的精度調(diào)整等細(xì)節(jié)處理，最終呈現(xiàn)人們所看到的各個(gè)比例大小的成圖。原本所使用的數(shù)字化技術(shù)在很大程度上解決圖形錄入問(wèn)題，但并不適用于大比例尺的工程地圖。因此，在已有的數(shù)字化成像基礎(chǔ)上，技術(shù)人員增加了矢量化掃描儀器，并完善其跟蹤設(shè)備，例如手扶式跟蹤，解決當(dāng)下存在的大比例輸入時(shí)的難題，從而達(dá)到處理各個(gè)工程測(cè)量的目的。數(shù)字化成像技術(shù)不僅簡(jiǎn)化測(cè)繪流程，極大調(diào)整了工作效率，也能準(zhǔn)確校對(duì)地圖信息，很少出現(xiàn)失誤現(xiàn)象。

3.2 全球定位技術(shù)

定位技術(shù)的范圍已經(jīng)遍布全球，協(xié)助多種行業(yè)進(jìn)行定位操作，具有十分重要的意義。全球定位技術(shù)在數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)中充當(dāng)優(yōu)化功能的角色，通過(guò)發(fā)散信號(hào)，側(cè)重物品、地點(diǎn)類(lèi)的定位，提升工程測(cè)繪的準(zhǔn)確性。這一技術(shù)在使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境要求并不高，即便在人類(lèi)尚未開(kāi)發(fā)的區(qū)域也可以毫無(wú)阻礙工作探測(cè)，協(xié)助各項(xiàng)勘測(cè)工作，最后通過(guò)反饋數(shù)據(jù)，在缺乏實(shí)際觀察的情況下復(fù)原該地區(qū)地形地貌，便于人類(lèi)后期研究探測(cè)。該技術(shù)得益于互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，如今依然是數(shù)字化測(cè)繪中極具典型的技術(shù)代表。

3.3 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)興起于20 世紀(jì)60 年代，充分利用電磁波特點(diǎn)，通過(guò)向周?chē)鶞y(cè)物體輻射電磁波，根據(jù)接受的反射的電磁波推算該物體信息，最終識(shí)別物體。當(dāng)這一技術(shù)應(yīng)用與測(cè)繪中時(shí)，能夠在短時(shí)間做到某一范圍中物體的特點(diǎn)。這一技術(shù)通常與全球定位技術(shù)協(xié)同合作，大大改善測(cè)繪結(jié)果準(zhǔn)確性。遙感技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中并不會(huì)受到環(huán)境的影響，即便在部分惡劣氣候中也能使用，這一優(yōu)勢(shì)能確保工作人員的工作效率穩(wěn)定，減少不可控因素對(duì)工程項(xiàng)目的拖延影響[2]。

4 數(shù)字化測(cè)繪在工程測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 攝影測(cè)量的應(yīng)用

攝影測(cè)量本身具備極高的清晰度，攝影的清晰度決定著最終成像的清晰度，高清晰的特點(diǎn)有助于提高測(cè)繪圖的精準(zhǔn)程度。攝影測(cè)量并非只是一個(gè)拍攝所測(cè)物體的工具，其還具備攝影處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，協(xié)助攝影圖像展開(kāi)測(cè)繪，大大提高工程效率。同時(shí)，該技術(shù)對(duì)環(huán)境要求較低，不論室外還是室內(nèi)，都能展開(kāi)全面測(cè)繪。目前，攝影測(cè)量技術(shù)大多用于人流量較大的城市測(cè)繪中，能夠兼顧城市工程中各項(xiàng)測(cè)繪工作[3]。

4.2 遙感測(cè)繪的應(yīng)用

我國(guó)城市化建設(shè)步伐加快，建筑工程數(shù)量如雨后春筍，其質(zhì)量也在不斷尋求突破，力圖在精度上有所創(chuàng)新，這也導(dǎo)致現(xiàn)代工程對(duì)測(cè)繪依賴(lài)程度較高，大量物體的結(jié)構(gòu)尺寸等都要經(jīng)過(guò)反復(fù)確認(rèn)后才能進(jìn)行后續(xù)操作。遙感測(cè)繪則能輕易完成地面物體的多元化測(cè)量，優(yōu)化測(cè)繪流程，且能在測(cè)繪中標(biāo)記各個(gè)細(xì)節(jié)處圖標(biāo)。遙感測(cè)繪技術(shù)使用范圍較廣，幾乎不受地面環(huán)境影響，且在使用過(guò)程中能夠靈活多變，針對(duì)不同的需求采取對(duì)應(yīng)方式工作。不僅如此，遙感測(cè)繪技術(shù)具備全天候工作特點(diǎn)，能夠勝任工作量較大的工程測(cè)量。例如，在工程建設(shè)中利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)土地利用變更情況，長(zhǎng)時(shí)間的定期檢測(cè)和圖像處理并不妨礙該技術(shù)的快速、精準(zhǔn)，通常是該類(lèi)工程測(cè)量需求的重要方式。

4.3 全球定位的應(yīng)用

隨著建筑工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善，工程在施工前期都會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐匦蔚孛策M(jìn)行考量，尤其是受地理?xiàng)l件較大的工程項(xiàng)目，例如隧道、公路、橋梁等，需要對(duì)地表層的組成成分加以探究。這種類(lèi)型的工程測(cè)量需要借助坐標(biāo)等標(biāo)記、規(guī)劃，全球定位技術(shù)無(wú)疑可以在上述方面起到積極作用。全球定位技術(shù)能在工程范圍上，根據(jù)導(dǎo)線等基礎(chǔ)測(cè)量確定水準(zhǔn)線和垂直線，進(jìn)行顯性規(guī)劃。這一技術(shù)能夠很好兼顧工程的全面性，適合記錄范圍內(nèi)物體數(shù)據(jù)，在地圖等測(cè)繪中有著不俗的表現(xiàn)，解決現(xiàn)代工程建設(shè)整體規(guī)劃難題。

4.4 數(shù)字化成像技術(shù)應(yīng)用

數(shù)字化成像大多應(yīng)與于大比例尺等地圖測(cè)繪中，通過(guò)空間數(shù)據(jù)的收集、儲(chǔ)存、處理、輸出，打造一體化成像生產(chǎn)線，即可以直接將成像結(jié)果視為最終成品。除了便捷的操作外，數(shù)字化成像技術(shù)能夠適用多種比例的繪制中，符合絕大多數(shù)地圖繪制專(zhuān)業(yè)人員對(duì)測(cè)量工作的期望。顯然，只具備上述特點(diǎn)并不能在眾多測(cè)繪儀器中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，數(shù)字化成像技術(shù)在使用過(guò)程中能夠避免重復(fù)測(cè)量工作，提高測(cè)繪效率。與此同時(shí)，在成像過(guò)程中，部分人為操作產(chǎn)生的誤差也能自動(dòng)識(shí)別消除，大大消除成像結(jié)果的不穩(wěn)定性因素。值得注意的是，數(shù)字化成像技術(shù)對(duì)測(cè)繪環(huán)境中的電磁場(chǎng)較為敏感，在實(shí)際工程測(cè)繪中，操作人員應(yīng)該提前判斷周?chē)艌?chǎng)強(qiáng)度，做出合適選擇。

4.5 原圖數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，原始圖件數(shù)字化的方式通常需要結(jié)合以下三種方式：GPS 輸入、矢量化圖形掃描、手扶跟蹤等，在合理操作上述方式后，所得到的數(shù)字化測(cè)繪圖像清晰度極高，絲毫不會(huì)影響后續(xù)編輯修改工作。隨著工程行業(yè)的發(fā)展，原圖數(shù)字化測(cè)繪需求較大，其數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)并不會(huì)因其涉及轉(zhuǎn)換而降低，相反會(huì)更加嚴(yán)格。為了確保數(shù)字化轉(zhuǎn)換的精準(zhǔn)度，工作人員有必要不斷練習(xí)相關(guān)操作，尤其是矢量的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)[4]。

5 結(jié)束語(yǔ)

如今，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)逐漸深入我國(guó)工程建設(shè)中，并為我國(guó)各個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，減少工程中因數(shù)據(jù)誤差造成的損失。盡管現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)已然具備行業(yè)所需的全面、準(zhǔn)確、實(shí)用等特點(diǎn)，但從事測(cè)繪技術(shù)的研究工作者也不能滿(mǎn)足于此，面對(duì)未來(lái)工程建筑的新局面，測(cè)繪技術(shù)人員必須考慮更多實(shí)際建設(shè)中的測(cè)繪技術(shù)，不斷完善、改進(jìn)，直到真正提高工程質(zhì)量。