高鐵竣工用地驗(yàn)收測(cè)量的方法分析

李 磊

(遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110034)

鐵路行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，為了保證高鐵沿線經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步提高，強(qiáng)化高鐵竣工用地驗(yàn)收質(zhì)量成為了每一名測(cè)繪人員都需要面對(duì)的重要工作。因此，有必要對(duì)高鐵竣工用地驗(yàn)收測(cè)量的方法進(jìn)行研究。

1 哈大高鐵綜述

高速鐵路指的是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)高，并且能夠保證列車(chē)在高速下安全運(yùn)行的鐵路系統(tǒng)，高速鐵路本身并不限制于軌道，也不特指列車(chē)。哈大鐵路客運(yùn)專線是我國(guó)“十一五”規(guī)劃中的一項(xiàng)重點(diǎn)鐵路工程，其工程建設(shè)目的就是為了提高東北的經(jīng)濟(jì)水平，實(shí)現(xiàn)東北經(jīng)濟(jì)一體化。作為連接?xùn)|三省的一條主要交通樞紐，哈大高鐵是我國(guó)目前北部在寒冷地區(qū)擁有最高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的一條鐵路。哈大高鐵于2012年12月正式開(kāi)始運(yùn)行，全長(zhǎng)921km的高鐵成為了帶動(dòng)?xùn)|三省高速發(fā)展的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，在鐵路區(qū)域內(nèi)，高架大約占據(jù)了60%，而路基則占據(jù)了約40%，因此用地測(cè)量難度相對(duì)較高。相較于我國(guó)其他的高速鐵路而言，由于哈大高鐵自身處于我國(guó)最為寒冷的北方地區(qū)，所以構(gòu)建哈大高鐵所采用的技術(shù)也是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)先進(jìn)的尖端技術(shù)。而且因?yàn)檎麄€(gè)高速鐵路沿途經(jīng)過(guò)大量城鎮(zhèn)，所以出于多方面考量，在高鐵沿線城市全部設(shè)置了站臺(tái)，以求利用哈大高鐵的便利來(lái)帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。哈大高鐵其時(shí)速在夏季和冬季分別能夠達(dá)到300km、200km，因此可以滿足各位旅客對(duì)于出現(xiàn)時(shí)間的需求，而且為了保證高鐵具有足夠的安全系數(shù)，還專門(mén)在高鐵沿線每間隔3km加設(shè)了消防通道，并為消防通道安排了專人進(jìn)行日常巡查，避免突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的降臨。圖1為哈大高鐵路線圖。

圖1 哈大高鐵路線圖

2 高鐵竣工用地驗(yàn)收測(cè)量方法研究

哈大高鐵用地的驗(yàn)收測(cè)量工作非常關(guān)鍵，因此必須制定出行之有效的測(cè)量方法來(lái)保證測(cè)量質(zhì)量。例如，在某市開(kāi)展實(shí)地外業(yè)測(cè)量時(shí)，就是通過(guò)多人經(jīng)過(guò)數(shù)日的試驗(yàn)與研究，才最終敲定的用地測(cè)量方案，只有測(cè)量方案中的測(cè)量方法真正得到順利落實(shí)，才能夠使測(cè)量效果滿足實(shí)際測(cè)量需求。高鐵用地驗(yàn)收作為提高土地利用率的一項(xiàng)重要內(nèi)容，能夠有效帶動(dòng)高鐵沿途區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以必須加強(qiáng)對(duì)于用地測(cè)量方法的分析。

2.1 RTK定位測(cè)量

2.1.1 RTK測(cè)量技術(shù)與優(yōu)勢(shì)

在開(kāi)展用地驗(yàn)收測(cè)量時(shí)，RTK定位測(cè)量成為了測(cè)量時(shí)的重中之重。通過(guò)RTK定位能夠成功實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，在測(cè)量期間，基準(zhǔn)站可以利用數(shù)據(jù)鏈將觀測(cè)值和各種測(cè)量參數(shù)傳遞至流動(dòng)站，通過(guò)流動(dòng)站來(lái)完成對(duì)各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，這種測(cè)量方式在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中彌補(bǔ)了傳統(tǒng)GPS技術(shù)無(wú)法完成實(shí)時(shí)解算的不足之處，因此即便哈大高鐵的高架較多，能夠遮擋住部分信號(hào)，卻依然可以發(fā)揮出非常好的測(cè)量效果。而且通過(guò)RTK定位進(jìn)行測(cè)量時(shí)，還可以結(jié)合待測(cè)區(qū)域的預(yù)期精度來(lái)完成對(duì)待測(cè)點(diǎn)位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，若觀測(cè)精度符合測(cè)量要求，就可以通過(guò)結(jié)束觀測(cè)的方式來(lái)降低冗余數(shù)據(jù)，提高測(cè)量時(shí)的總體效率。相較于傳統(tǒng)測(cè)量方式而言，RTK定位在使用過(guò)程中具有如下優(yōu)勢(shì)：第一，傳統(tǒng)控制測(cè)量會(huì)利用邊角網(wǎng)、三角網(wǎng)的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量，而這種方法不僅需要花費(fèi)大量時(shí)間，還需要完成通視，而如果使用GPS靜態(tài)測(cè)量的方式，則在高鐵外業(yè)測(cè)量時(shí)就無(wú)法及時(shí)得到定位時(shí)的精度情況，因此需要在測(cè)量過(guò)程中經(jīng)常性反測(cè)，從而影響到測(cè)量效果。而利用RTK定位來(lái)開(kāi)展控制測(cè)量，則可以實(shí)時(shí)掌握定位點(diǎn)位的精度情況，從而提高測(cè)量效率，第二，在測(cè)量過(guò)程中，傳統(tǒng)測(cè)量通常需要專門(mén)構(gòu)建圖根控制點(diǎn)，然后結(jié)合經(jīng)緯儀等設(shè)備來(lái)完成地形檢測(cè)，如果利用這種測(cè)量方法，則測(cè)量難度就會(huì)出現(xiàn)大幅提高，而且對(duì)于測(cè)量人數(shù)有一定要求。而在利用RTK定位時(shí)，則只需要將儀器在測(cè)量點(diǎn)位處輸入特征編碼，因?yàn)闊o(wú)需點(diǎn)間通視，所以測(cè)量效率將會(huì)有所提高。

2.1.2 RTK定位測(cè)量誤差處理

RTK定位在測(cè)量期間需要著重注意誤差問(wèn)題，若誤差問(wèn)題無(wú)法解決，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度下降，影響到最終測(cè)量質(zhì)量。對(duì)于哈大高鐵而言，由于沿線具有較多的鐵路高架橋，而且鐵路高架距離地面相對(duì)較遠(yuǎn)，所以在測(cè)量期間會(huì)對(duì)設(shè)備儀器的信號(hào)造成特別嚴(yán)重的影響。而且由于測(cè)量區(qū)域內(nèi)個(gè)別位置的高架高度達(dá)到了20m，在測(cè)量時(shí)需要將高架橋的邊線當(dāng)作界址定位時(shí)的重要參考地物，其精度要求控制在7.5cm的范圍內(nèi)，所以對(duì)測(cè)量工作造成了非常大的困難。高架的高度問(wèn)題導(dǎo)致采用傳統(tǒng)常規(guī)設(shè)備無(wú)法完成測(cè)量，所以專門(mén)引進(jìn)了垂準(zhǔn)儀，垂準(zhǔn)儀可以利用可見(jiàn)激光形成垂線，從而輔助RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)量，通過(guò)將垂準(zhǔn)儀與RTK定位技術(shù)相結(jié)合，能夠在測(cè)量時(shí)將精度控制到1cm的范圍內(nèi)，避免測(cè)量期間出現(xiàn)大規(guī)模誤差的情況。但是在實(shí)際使用中，因?yàn)樾枰么箿?zhǔn)儀進(jìn)行激光投射，但是在高架自身的遮擋下，RTK信號(hào)同樣會(huì)干擾，因此在測(cè)量時(shí)又利用了海星達(dá)三星H32 GPS儀器(圖2)，通過(guò)這種方式保證了測(cè)量時(shí)RTK設(shè)備的信號(hào)穩(wěn)定性，對(duì)設(shè)備的定位能力作出了進(jìn)一步優(yōu)化。

圖2 海星達(dá)三星H32 GPS儀器測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)

2.2 全野外數(shù)字測(cè)圖

全野外數(shù)字測(cè)圖是哈大高鐵開(kāi)展測(cè)繪工作時(shí)所用的一種方式，在測(cè)量過(guò)程中會(huì)結(jié)合征地紅線圖的范圍對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行合理規(guī)劃，全野外數(shù)字測(cè)圖的測(cè)區(qū)范圍最終確定為高鐵外邊線左右方向各100m的距離。在測(cè)量的過(guò)程中，需要通過(guò)測(cè)量精度足夠的全站儀來(lái)保證測(cè)量效果，經(jīng)過(guò)測(cè)量得出的高鐵竣工用地信息也將存入到全站儀中，在利用全野外數(shù)字測(cè)圖的測(cè)量方法時(shí)，需要結(jié)合測(cè)區(qū)的實(shí)際情況來(lái)選擇測(cè)量方式。通常情況下，全野外數(shù)字測(cè)圖的常見(jiàn)測(cè)量方式可以分為兩類。第一類為測(cè)記法，在測(cè)量過(guò)程中利用采集到的坐標(biāo)高程等多種數(shù)據(jù)，然后結(jié)合草圖編輯成為圖像。例如利用全站儀對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，然后將碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息傳入計(jì)算機(jī)并與外業(yè)草圖相結(jié)合，以此來(lái)完成最終成圖，測(cè)記法在實(shí)際使用中通常能夠獲得相對(duì)較高的采點(diǎn)精度，而且并不需要在使用期間配置外業(yè)是計(jì)算機(jī)；第二類方法則是內(nèi)外業(yè)一體化。使用時(shí)可以在測(cè)站采集數(shù)據(jù)信息的過(guò)程中利用便攜計(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)成圖。這種測(cè)圖方式與平板儀測(cè)圖的使用過(guò)程非常相似。在成圖過(guò)程中為了保證精度效果，必須遵循看不清楚不繪的原則，以免成圖質(zhì)量受到影響。這種測(cè)圖方式相較于測(cè)記法而言，能夠有效降低內(nèi)頁(yè)的整體工作量，并減少測(cè)量碎部點(diǎn)的總體數(shù)量。即便是在面對(duì)哈大高鐵相對(duì)較為復(fù)雜的地物關(guān)系時(shí)，依然能夠保證測(cè)圖效果。利用全野外數(shù)字測(cè)圖對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行測(cè)量之后，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，然后采用修補(bǔ)測(cè)的方式便可以保證測(cè)區(qū)的成圖質(zhì)量。質(zhì)檢部門(mén)在對(duì)高鐵高架橋和柵欄界址點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，能夠保證測(cè)量誤差滿足測(cè)量的實(shí)際需求，保證測(cè)量效果。

2.3 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展下的產(chǎn)物，在我國(guó)工程測(cè)繪領(lǐng)域中發(fā)揮出了非常重要的作用。由于哈大高鐵用地的測(cè)繪難度相對(duì)較高，因此在測(cè)量過(guò)程中采用了數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的方式進(jìn)行了輔助測(cè)量。在測(cè)量期間，采用測(cè)量設(shè)備對(duì)整個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行環(huán)境和溫度的參數(shù)測(cè)量，然后通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行整合來(lái)保證測(cè)量效果。在此期間，必須嚴(yán)格遵循測(cè)量流程，根據(jù)既定順序進(jìn)行測(cè)量，以此來(lái)保證測(cè)量精度。在采集到測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)之后，利用計(jì)算機(jī)可以完成分析成像，從而使整個(gè)測(cè)量變得更加立體。相較于其他測(cè)量方式而言，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量由于攝影設(shè)備能夠完成對(duì)測(cè)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的拍攝，所以能夠更加直觀地掌握地形、高架遮擋物的特點(diǎn)，避免單純由數(shù)據(jù)組成的參數(shù)對(duì)給測(cè)量工作帶來(lái)的不便，這種測(cè)量方式作為高鐵竣工用地驗(yàn)收測(cè)量中的輔助技術(shù)能夠很好地保證測(cè)量結(jié)果。而且在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量過(guò)程中，還能夠采用航拍的方式對(duì)測(cè)區(qū)的細(xì)節(jié)位置進(jìn)行針對(duì)性處理，從而避免測(cè)量精度受到影響。

哈大高鐵的出現(xiàn)帶動(dòng)了我國(guó)東北地區(qū)的整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在交通的作用下拉近了東北主要城市相互之間的距離，通過(guò)乘坐高鐵便能夠在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)其他城市，大幅增加了出現(xiàn)效率與質(zhì)量。而且哈大高鐵作為寒冷地區(qū)的高速鐵路，對(duì)于國(guó)家而言，哈大高鐵不但保證了東北地區(qū)群眾對(duì)于生活的需求，而且更是對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

3 結(jié) 論

總而言之，高鐵竣工用地驗(yàn)收測(cè)量的重要性毋庸置疑，通過(guò)高質(zhì)量的高鐵竣工用地驗(yàn)收測(cè)量不僅能夠保證高鐵沿線地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且還能夠保證高鐵安全穩(wěn)定地順利運(yùn)行。相信隨著更多人了解到高鐵竣工用地驗(yàn)收測(cè)量的重要性，我國(guó)的高鐵竣工用地驗(yàn)收測(cè)量方法一定會(huì)變得更加完善。