淺談數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

明新山

摘要：隨著不斷建設(shè)工程項目，數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量的作用越來越重要。該技術(shù)具有測量速度快，測量精準(zhǔn)度高等特點，為整個工程項目的系統(tǒng)勘測提供數(shù)據(jù)支持，保證工程項目的順利進(jìn)行。本文分析了數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)勢，探討了數(shù)字化測繪技術(shù)在的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化測繪技術(shù)；工程測量；應(yīng)用

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn)，工程項目建設(shè)也越來越多，同時其面臨的工程測量問題也相應(yīng)的增多。這些問題不僅來源于復(fù)雜多變的氣候環(huán)境因素，同時也來源于復(fù)雜的地理環(huán)境等因素。因此，在工程項目開展之前，準(zhǔn)確而有效的進(jìn)行相關(guān)工程參數(shù)的測量并獲得可靠的工程設(shè)計項目參考數(shù)據(jù)則顯得尤為關(guān)鍵。這些數(shù)據(jù)不僅直接影響整個建設(shè)項目的合理設(shè)計和如期開展，同時也是整個工程項目順利完成的有效保障。而這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲得往往是需要依靠較為先進(jìn)的測量設(shè)備和測量技術(shù)才能完成。其中，數(shù)字化測繪技術(shù)作為一種先進(jìn)的測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工程項目測量過程中。它不僅可以使工程項目測量工作方便、快捷，同時也可獲得更加真實和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。因此，數(shù)字化測繪技術(shù)在工程項目測量中具有非常重要的作用[1、2]。下面筆者首先對數(shù)字化測繪技術(shù)進(jìn)行了認(rèn)識，然后分析了數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量的重要優(yōu)勢，最后進(jìn)一步探討了數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的具體應(yīng)用。

1.認(rèn)識數(shù)字化測繪技術(shù)

數(shù)字化測繪技術(shù)是一種利用計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代測圖技術(shù)，主要使用的測量工具包括全球定位儀、數(shù)字化攝影儀以及全站控制系統(tǒng)等。通過這些設(shè)備，可對測量范圍的地理狀況、地貌信息等有效測量，并進(jìn)行地圖和地形等數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確采集，并最終繪制出全面而完整的測繪圖。在數(shù)字化測繪技術(shù)的廣泛應(yīng)用下，工程測量的工作不僅得到了有效的提升，而且逐漸向自動化測定的水平邁進(jìn)。

數(shù)字化測繪技術(shù)主要有全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）以及遙感技術(shù)（RS）等組成。其中，GPS是一種衛(wèi)星空間導(dǎo)航定位系統(tǒng)，其主要由地面控制系統(tǒng)、空間定位衛(wèi)星以及信息接收設(shè)備三大部分構(gòu)成。GPS最早在美國實現(xiàn)，其具有定位范圍廣、多層次實時導(dǎo)航以及空間定位等典型功能。在工程測量過程中，可利用該定位系統(tǒng)實現(xiàn)距離和時間的測定。隨著測量技術(shù)的發(fā)展，工程測量研究者們進(jìn)一步在此技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)了實時動態(tài)差分技術(shù)（RTK），該技術(shù)相比于GPS，具有更高的測量精度，其可達(dá)厘米級。與GPS相對應(yīng)的另一種重要數(shù)字化測繪技術(shù)是地理信息系統(tǒng)，即GIS。該測量技術(shù)是一種能夠?qū)Φ乩砜臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析以及綜合性處理的技術(shù)，主要包括地圖作圖、管理以及電網(wǎng)分析等功能模塊。由于該測量技術(shù)主要通過三維空間矢量坐標(biāo)軸來對所測量的空間目標(biāo)進(jìn)行定位，同時該技術(shù)具有可操作性強(qiáng)、三維仿真和可視化等特點，所以被廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘測工作中。另外，現(xiàn)代遙感技術(shù)（RS）也是數(shù)字化測繪技術(shù)中一種非常重要的技術(shù)。該技術(shù)主要通過對來自目標(biāo)物體的電磁場信息進(jìn)行傳感器探測和接收獲得測量數(shù)據(jù)。RS按其信息獲取類型可分為物理場遙感、聲學(xué)遙感以及電磁波遙感三大技術(shù)，同時隨著技術(shù)的進(jìn)步，測量研究工作者們還開發(fā)出了可見光、微波以及紅外遙感技術(shù)。由于以上三種測繪技術(shù)各具特點和優(yōu)勢，所以在數(shù)字化測繪工作中綜合性的利用，才能發(fā)揮出最大效用[3]。

2.數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中體現(xiàn)出了非常明顯的優(yōu)勢。其主要體現(xiàn)在如下幾方面：1.測量和繪圖精度相對高。在工程測量過程中，現(xiàn)場測繪工作人員可以根據(jù)所測定的地理環(huán)境特點，選擇特殊的數(shù)據(jù)采集模式以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集。例如，通過選擇全站式的自動采集模式，可對所測定的地理環(huán)境進(jìn)行三維定位，從而獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。同時由于這種模式的便捷性，所以大大降低了現(xiàn)場測繪工作者的工作量。2.自動化采集功能強(qiáng)大。由于數(shù)字化測繪技術(shù)是在自動化技術(shù)、電子信息技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展而來，所以其相比于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，其自動化采集功能相當(dāng)強(qiáng)大。例如，通過利用自動化操作軟件，可以對所勘測的地質(zhì)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)以及氣候數(shù)據(jù)等進(jìn)行全自動化的實時分析，同時根據(jù)當(dāng)時的測定條件，自動的選取與該條件相匹配的測繪符號、圖形顏色等工具，從而充分的保證測量繪圖的精確性和規(guī)范性。3.測量的圖形屬性信息相當(dāng)豐富。在工程測量過程中，通過數(shù)字化的測繪技術(shù)，不僅可以對所測量的地理位置進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，而且可以將所測位置的地形特點用豐富的圖形屬性信息呈現(xiàn)出來。這些圖形屬性，不僅包含所測位置的基本信息，同時也包含了一些測量學(xué)上特殊的屬性符號。通過這些符號，可以有效的將所測的地貌、地質(zhì)狀況真實的還原，從而極大的提高了勘測結(jié)構(gòu)圖的顯示效果。4.信息存儲更加簡便快捷。在工程測量過程中，大量的現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)會隨時產(chǎn)生，數(shù)據(jù)不僅復(fù)雜多樣，而且在測量儀器中所占的存儲空間非常大。如果使用傳統(tǒng)的測量方法，很難滿足這一要求，而使用數(shù)字化的測繪技術(shù)恰恰能有效克服這一劣勢。通過數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用，可以將所測量的數(shù)據(jù)有效的轉(zhuǎn)化數(shù)字符號，從而具有所占介質(zhì)體積小，存儲容量大等優(yōu)勢[4]。

3.數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的具體應(yīng)用

3.1數(shù)字化測繪中原圖數(shù)字化處理技術(shù)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的工程測繪原圖的數(shù)據(jù)處理過程中，很容易受到來自測繪人員操作以及設(shè)備等多方面因素的影響，從而導(dǎo)致原圖失真。但是，通過數(shù)字化測繪技術(shù)的運(yùn)用，可有效的克服這些問題。當(dāng)工程測量工作人員在獲得了測繪原圖數(shù)據(jù)后，可通過數(shù)字化測繪和數(shù)據(jù)處理軟件的使用對這些原圖進(jìn)行分層存儲的方式進(jìn)行處理，從而有效的減少矢量化處理方式所帶來的問題。同時，在數(shù)字化測繪技術(shù)對原圖進(jìn)行處理過程中，可以根據(jù)原圖中各種圖形的自有屬性，再進(jìn)行數(shù)據(jù)比對的方式快速找到具有相同屬性的圖形信息。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步對原圖的顏色、形狀等進(jìn)行修改，從而獲得更加準(zhǔn)確的圖形數(shù)據(jù)信息。另外，工程測量工作人員在對原圖進(jìn)行完善的過程中，可以對數(shù)字化測繪工具中已有的圖形數(shù)據(jù)符號庫進(jìn)行進(jìn)一步完善，從而為后續(xù)的工程測量原圖處理工作提供更加豐富和準(zhǔn)確的圖形數(shù)據(jù)符號庫。

3.2數(shù)字化測繪技術(shù)中數(shù)字化地球技術(shù)和航測成圖技術(shù)的應(yīng)用

在工程測量過程中，數(shù)字化地球技術(shù)與航測成圖技術(shù)作為兩種重要的數(shù)字化測繪技術(shù)被廣泛應(yīng)用。通過數(shù)字化地球技術(shù)，可對工程測量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合處理，從而建立起一套統(tǒng)一的坐標(biāo)系。在此基礎(chǔ)上，再結(jié)合計算機(jī)的數(shù)字化技術(shù)將大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效整合，從何獲得較為滿意的繪圖數(shù)據(jù)。例如，谷歌地球就是目前在工程測量中被測量工作人員使用較多的一種技術(shù)。通過在測量工作中結(jié)合這一技術(shù)，工程測量人員可對所測的地理環(huán)境和地質(zhì)地貌進(jìn)行有效測量。另外，航測成圖技術(shù)也是工程測量中應(yīng)用的較為廣泛的一種技術(shù)。通過這一技術(shù)的運(yùn)用，可以對工程測量的地面模型以及航空攝影信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效提取和參數(shù)構(gòu)建，從而形成完整的區(qū)域測量數(shù)字圖。同時，這一技術(shù)在工程測量過程中完全不會受到天氣、地形等因素的限制。

3.3數(shù)字化測繪技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用

隨著我國建筑工程的快速發(fā)展，數(shù)字化測繪技術(shù)得到了充分的應(yīng)用。這些應(yīng)用主要包括建筑工程現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，建筑工程地面的測繪，建筑工程土質(zhì)的測繪以及建筑工程的定位測量等方面。在建筑工程現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集上，利用數(shù)字化測繪技術(shù)，首先可以對建筑主體的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，從而方便后期工程各項數(shù)據(jù)的使用。其次，利用該技術(shù)可以對建筑墻面的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，特別是建筑的每一個墻體，都可以利用該技術(shù)實現(xiàn)測繪分析，包括墻體具體的承重參數(shù)等信息。再次，利用該技術(shù)還可對建筑吊板的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，從而繪制出吊板的高度，以方便后續(xù)施工。在建筑工程地面的測繪方面，利用數(shù)字化測會技術(shù)可以極大的提高地面測繪的精確度，其測量誤差可控制在3cm的范圍內(nèi)。同時，通過該測繪技術(shù)，可以提供更為高效的測圖手段，并形成大比例尺寸的地形圖。在建筑土質(zhì)的測繪方面，通過配置數(shù)字化的測量儀器和繪圖軟件，可有效構(gòu)建出土質(zhì)測繪的完整體系，從而降低土質(zhì)測繪數(shù)據(jù)的誤差。在建筑工程的定位測量方面，利用數(shù)字化測繪中的GPS技術(shù)，可準(zhǔn)確的定位建筑工程中的建筑物，從而為整個建筑施工提供可靠的定位數(shù)據(jù)。

3.4數(shù)字化測繪技術(shù)在礦山工程勘測中的應(yīng)用

在礦山工程的測量過程中，通過數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用可在很大程度上改善礦山工程采礦作業(yè)的精確性和效率。其主要包括如下幾方面的應(yīng)用：1.利用數(shù)字化測繪技術(shù)的數(shù)字柵格來有效繪制地形圖。通過該技術(shù)與計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)結(jié)合，可以將礦山工程測定的地形圖實現(xiàn)數(shù)字柵格化，從而幫助礦山工程的施工人員進(jìn)行精準(zhǔn)的定位和目標(biāo)標(biāo)定。2.利用該技術(shù)對礦山采集數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。在礦山工程的測量過程中，利用該技術(shù)不僅可以提升測量的精確度，而且可以將所測定的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的存儲和處理，從而實現(xiàn)礦山工程項目的相關(guān)風(fēng)險因素的預(yù)測和分析，最終保證施工安全。3.利用該技術(shù)實現(xiàn)對礦山工程作業(yè)人員的快速救援。通過利用該技術(shù)對整個礦山工程建設(shè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集和分析之后，礦山工程作業(yè)和管理人員就對礦山工程的作業(yè)進(jìn)度有較為全面的掌握。一旦礦山突發(fā)安全事故，相關(guān)救援人員就可以利用這些已經(jīng)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確定位和及時救援，從而最大限度的減少人員和財產(chǎn)的損失。

3.5數(shù)字化測繪技術(shù)在地質(zhì)工程勘測中的應(yīng)用

在地質(zhì)工程的勘測中，工程技術(shù)人員或研究者往往對地質(zhì)狀況的測繪結(jié)果有較高的要求，這樣才能有效保證后續(xù)工作的開展。因此，利用數(shù)字化測繪技術(shù)能有效的滿足這類工程的勘測。通過數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用，可以對復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)獲取和圖形繪制。例如，在這一技術(shù)的幫助下，可以進(jìn)行地質(zhì)頂線、帶狀地形圖以及大尺寸地形圖的有效測量。同時，由于地質(zhì)工程勘察往往處于一些較為惡劣的野外工作環(huán)境中，所以只有攜帶較為方便，且操作流程較為簡單的測量設(shè)備才能滿足他們的需要，而數(shù)字化測繪設(shè)備恰恰能滿足這些要求。另外，在野外地質(zhì)勘測過程中，利用數(shù)字化測繪技術(shù)的GIS系統(tǒng)，可有效對所測定的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合和快速保存，從而幫助勘測人員順利完成工作。

3.6數(shù)字化測繪技術(shù)在水利工程勘測中的應(yīng)用

測繪工作在水利工程建設(shè)中具有非常重要的作用，它可以說是整個水利工程順利完成的前提和保障。因此，在水利工程建設(shè)中，數(shù)字化測繪技術(shù)則被廣泛應(yīng)用。水利工程勘測工作者們通過利用這一技術(shù)，可以有效的對測定的原圖實現(xiàn)數(shù)字化。同時，在水利工程勘測過程中，地面數(shù)字測圖也是應(yīng)用較多的一種典型數(shù)字化測繪技術(shù)。通過該技術(shù)，可以獲得測量精度較高、比例尺寸較大的地圖。另外，在水利工程測量中，數(shù)字地球技術(shù)也是一種較為常用的技術(shù)。該技術(shù)由于科技含量很高，所以特別適用于復(fù)雜而龐大的水利工程項目。

4.今后數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用發(fā)展趨勢

隨著數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量的廣泛應(yīng)用，其將迎來前所未有的發(fā)展空間。在工程測量過程中，通過有效的融入人工智能的相關(guān)技術(shù)能有效的提高測繪工作的效率。同時，隨著人們對工程測量的更高要求，有效的提升測繪設(shè)備的智能化操作精度以及改善測繪設(shè)備的易攜帶性，將成為數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的重點開發(fā)方向。另外，在數(shù)字化測繪技術(shù)中，如何開發(fā)出更加先進(jìn)的測繪配套軟件對所測數(shù)據(jù)的實時傳輸以及整合分析，也將成為廣大測繪研究工作者深入探討的問題。因此，可以預(yù)見，在未來的工程測量中數(shù)字化測繪技術(shù)將朝著自動化、智能化和簡便化的方向發(fā)展。

5.結(jié)語

綜上所述，數(shù)字化測繪技術(shù)作為一種先進(jìn)的工程測繪技術(shù)在現(xiàn)代工程項目測量中具有舉足輕重的作用。通過對這一測繪技術(shù)的有效應(yīng)用，不僅能夠克服傳統(tǒng)測量技術(shù)上的劣勢和缺陷，而且可以使測量數(shù)據(jù)更加真實、可靠。因此，作為現(xiàn)代工程項目的測繪技術(shù)工作者，一定要充分認(rèn)識這一測繪技術(shù)在現(xiàn)代工程項目測量過程中所起到的巨大作用。只有熟練的對數(shù)字化測量的相關(guān)理論知識和測量技術(shù)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的掌握，并把這些理論知識和測量技術(shù)在平時的工作中有效結(jié)合，才能使整個工程測量工作更加準(zhǔn)確、高效。

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