GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的運(yùn)用研究

陳 浩

（承德市五洲地質(zhì)測繪有限公司 河北·承德 067000）

在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，諸多工程項(xiàng)目如火如荼的開展，而新時(shí)期也對工程項(xiàng)目質(zhì)量提出更高要求。測繪作為項(xiàng)目建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，以往的工程測量容易受自然環(huán)境以及地形條件的影響，導(dǎo)致測量精確性無法得到保證，時(shí)效性不足，所以工程測量期間需要積極利用先進(jìn)的技術(shù)，以此提升工作效率，節(jié)約建設(shè)成本。

1 工程測量的內(nèi)涵

在建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中，工程測量是不可或缺的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，而設(shè)計(jì)方案需要結(jié)合實(shí)際施工情況不斷優(yōu)化，并將其貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要求確保測量的準(zhǔn)確性和精確度，以此為項(xiàng)目后續(xù)施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。近年來諸多新興的技術(shù)與方法被用于工程建設(shè)當(dāng)中，顯著的提升了項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量，保證了施工進(jìn)度。工程測量的具體作用如下：其一，在施工前期測量人員結(jié)合施工計(jì)劃確定項(xiàng)目建設(shè)位置，深入了解項(xiàng)目以及周邊環(huán)境情況，并搜集與整合有關(guān)數(shù)據(jù)；其二，在基礎(chǔ)施工過程中測量人員需要分析基礎(chǔ)坡位，確保施工過程滿足設(shè)計(jì)方案；最后，在項(xiàng)目工程主體施工環(huán)節(jié)，測量人員需要做好測量工作，確保工程主體和設(shè)計(jì)方案偏差度得到控制，避免對建筑整體質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

2 GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 GIS技術(shù)的優(yōu)勢

在我國工程測量領(lǐng)域，GIS技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，該技術(shù)被稱為地理信息系統(tǒng)，可以分析與匯集參數(shù)，進(jìn)而形成數(shù)字化系統(tǒng)，讓施工技術(shù)與相關(guān)參數(shù)有效結(jié)合。GIS技術(shù)的優(yōu)勢如下：其一，能夠根據(jù)地理環(huán)境變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，以此降低工程設(shè)計(jì)難度；其二，GIS技術(shù)與測繪工程的其它技術(shù)結(jié)合能夠合理進(jìn)行項(xiàng)目施工用地劃分，提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性；最后，GIS技術(shù)與數(shù)字化測繪技術(shù)的結(jié)合利用可以把數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字形式，在結(jié)合數(shù)字化數(shù)據(jù)的過程中能夠生成圖片。

2.2 GIS技術(shù)發(fā)展

GIS技術(shù)融合了多學(xué)科，其中涵蓋了地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、地圖學(xué)、信息管理學(xué)。上世紀(jì)50-60年代GIS技術(shù)開始飛速發(fā)展，如今可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享?；趯?shí)測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)有效管理，能夠達(dá)到良好的數(shù)字制圖效果，同時(shí)還可以進(jìn)行空間查詢。當(dāng)前GIS技術(shù)利用范圍逐漸擴(kuò)大，不斷推動(dòng)著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.3 數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)勢

數(shù)字化測繪技術(shù)同樣在工程測量中得到了有效利用，主要價(jià)值在于工程項(xiàng)目建設(shè)期間繪制地質(zhì)圖形和工程圖，數(shù)字化測繪技術(shù)利用了電子信息技術(shù)，并且與計(jì)算機(jī)技術(shù)深入融合，其優(yōu)勢如下：其一，數(shù)字化測繪技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的過程中，通過相關(guān)軟件可以自動(dòng)化完成工程測量任務(wù)，然后將數(shù)據(jù)縮放比例并顯示在電腦中，進(jìn)而為項(xiàng)目管理人員了解建設(shè)情況提供支持；其二，具備實(shí)時(shí)編輯能力，通過在計(jì)算機(jī)內(nèi)輸入比例數(shù)據(jù)，在相關(guān)軟件的處理和編輯下改變測繪內(nèi)容；最后，數(shù)據(jù)更加精確，數(shù)字化測繪技術(shù)借助衛(wèi)星定位、GPS技術(shù)、TRK技術(shù)，有效提升了工程測量效率。

3 GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的利用

3.1 GIS技術(shù)在工程測量中的利用

相較于傳統(tǒng)工程測量技術(shù)，GIS技術(shù)擁有計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)能力、影像處理能力，精確的對現(xiàn)場測量，其中測量人員根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況能夠有效提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和測量效率，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并且能夠借助GIS技術(shù)建立三維模型，進(jìn)而校驗(yàn)工程測量數(shù)據(jù)，比如篩選核實(shí)相關(guān)信息之后能夠確定道路以及河流位置，利用SQL篩選功能自動(dòng)完成篩選工作，并且對要素分類，其具體利用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1.1 在測繪和數(shù)據(jù)查詢中的利用

在GIS技術(shù)處理下數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)化成為空間數(shù)據(jù)，在存儲(chǔ)過程中需要重視投影變換，所以在繪制的過程中要根據(jù)不同的地圖采取特殊投影方式，以此設(shè)定要素。傳統(tǒng)測繪過程中需要利用自身經(jīng)驗(yàn)和定位數(shù)據(jù)，而現(xiàn)代地圖對數(shù)據(jù)要求更高，利用GIS技術(shù)可以高質(zhì)量完成測繪與分析工作，借助網(wǎng)絡(luò)搜索的方法完成測繪任務(wù)。技術(shù)人員在工程測量過程中需要整理大量數(shù)據(jù)，得到的數(shù)據(jù)質(zhì)量會(huì)直接影響工程效果，而GIS技術(shù)能夠降低工作量，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，比如結(jié)合矢量、混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)確定不同方位的空間數(shù)據(jù)。在利用GIS技術(shù)的過程中，要求測量人員搜集地理和空間數(shù)據(jù)信息，之后利用GIS技術(shù)在空間角度延伸測繪范圍，最終減少人力和物力投入，之后利用SQL語句查詢降低查詢難度。

3.1.2 在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用

利用GIS技術(shù)的過程中，需要根據(jù)測繪項(xiàng)目周邊自然條件、建筑分布情況進(jìn)行深入考察，利用統(tǒng)計(jì)制圖查詢軟件可以進(jìn)行比例縮放以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，然后生成為表格，便于測繪人員確認(rèn)結(jié)果，完成測繪工作之后借助虛擬技術(shù)和3D技術(shù)能夠立體化的呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，而遙感技術(shù)的加入可以讓測繪人員詳細(xì)了解現(xiàn)場情況。此外，GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換COREL-DRAW過程中要重視以下兩點(diǎn)：在數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換的過程中，利用VBA轉(zhuǎn)換編寫程序有效提升GIF數(shù)據(jù)處理效率。在中間數(shù)據(jù)方位處理上，借助DXF以及DWG中間數(shù)據(jù)格式可以在GIS數(shù)據(jù)平臺中轉(zhuǎn)換中間數(shù)據(jù)格式，形成MIF文件，優(yōu)勢在于操作更加便捷。

3.2 數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的利用

相較于測圖技術(shù)，數(shù)字化測繪技術(shù)功能更為強(qiáng)大，能夠?qū)崿F(xiàn)測繪過程自動(dòng)化，提升測繪精確度，并且可以編輯圖形，操作十分便捷，尤其是TRK技術(shù)支持下可以進(jìn)一步提升測繪范圍。

3.2.1 對原圖數(shù)字化處理

在工程測量期間將傳統(tǒng)測繪圖紙數(shù)字化處理，可以幫助設(shè)計(jì)人員快速了解數(shù)據(jù)信息，轉(zhuǎn)換原圖的過程中需要采取掃描矢量化的方法和手扶跟蹤數(shù)字化方法，不過獲取的圖紙模型精確度不足，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，要求測繪人員利用不同方法得到更加及時(shí)更加精確的數(shù)據(jù)信息，數(shù)字化測繪技術(shù)可以解決這一問題。

3.2.2 地面測圖數(shù)字化

一些工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中對數(shù)字精確度要求極大，相較于傳統(tǒng)的模擬測圖環(huán)節(jié)，數(shù)字化測圖有著顯著優(yōu)勢，無需測量人員大量現(xiàn)場勘察，借助GPS和全站儀就能夠有效提升測量效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.3.3 在數(shù)字地球中的運(yùn)用

通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對不同地點(diǎn)信息整合，然后在同一地點(diǎn)集中呈現(xiàn)信息，這一過程利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠隨時(shí)搜索、增加、下載數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享。數(shù)字地球結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要多個(gè)部門共同構(gòu)建，將其用于工程測量當(dāng)中可以提供更多的數(shù)據(jù)信息，為設(shè)計(jì)人員優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提供幫助。

3.3.4 數(shù)字化成圖技術(shù)

數(shù)字化成圖技術(shù)的利用可以節(jié)約成圖時(shí)間，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)業(yè)和外業(yè)的動(dòng)態(tài)化結(jié)合，這一過程主要利用全站儀和手持終端在實(shí)際測量過程中繪制圖形，如果測量期間遇到惡劣天氣并且距離較大時(shí)無法通視，而數(shù)字化成圖技術(shù)的利用可以對圖形編輯，目前全站儀與PDA的融合進(jìn)一步提升了城市工程測繪效率。

3.3.5 數(shù)字化技術(shù)

相較于測圖技術(shù)，數(shù)字化測繪技術(shù)的功能更為強(qiáng)大，可以準(zhǔn)確的體現(xiàn)出外測量情況，可以達(dá)到現(xiàn)代社會(huì)測量要求。數(shù)字化技術(shù)特征如下：其一，能夠滿足測量自動(dòng)化。現(xiàn)在社會(huì)的飛速發(fā)展帶動(dòng)了數(shù)字化技術(shù)的進(jìn)步，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠顯著提升測繪精度，獲取高質(zhì)量信息；其二，可以進(jìn)行地圖編輯。當(dāng)前數(shù)字化技術(shù)不僅有操作便捷性，還能夠進(jìn)行圖形編輯，確保圖形的完整性；其三，TRK技術(shù)的利用可以讓測量范圍進(jìn)一步擴(kuò)大提升測繪效果。比如在水利勘測作業(yè)中，利用該技術(shù)能夠?qū)?fù)雜的水利測量環(huán)節(jié)分析，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的結(jié)合，在水利勘測中靜態(tài)作業(yè)主要是借助GPS建立基礎(chǔ)控制網(wǎng)，以此打造高精度框架，通過參數(shù)轉(zhuǎn)換提供動(dòng)態(tài)作業(yè)；對于動(dòng)態(tài)作業(yè)方式來說，主要是借助流動(dòng)站中的RTK接收機(jī)分段測量。

3.3.6 RS技術(shù)

RS技術(shù)也被稱為遙感技術(shù)，這種技術(shù)可以對目標(biāo)區(qū)域地形地貌分析生成圖像精確度極高，在現(xiàn)代社會(huì)飛速發(fā)展的背景下遙感技術(shù)的利用范圍開始擴(kuò)大，并且智能化程度不斷提升，可以動(dòng)態(tài)化的監(jiān)測大氣變化、植被生長、水文變化。以無人機(jī)數(shù)據(jù)采集利用為例，在項(xiàng)目建設(shè)中依賴于數(shù)據(jù)測量，為了保證數(shù)據(jù)精確性可以對無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行利用，以此為工程項(xiàng)目建設(shè)提供保障。在具體數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，無人機(jī)遙感技術(shù)利用范圍逐漸擴(kuò)大，可以搜集不同類型的數(shù)據(jù)并且進(jìn)行分析和匯總，具有數(shù)據(jù)收集速度快、準(zhǔn)確性高的優(yōu)勢，在特定任務(wù)下技術(shù)人員向計(jì)算機(jī)輸入指令，能夠劃分測繪的區(qū)域，然后由無人機(jī)按照預(yù)定航線飛行。在該過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集，之后生成工程圖。目前該技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，結(jié)合坐標(biāo)系可以確保在相關(guān)區(qū)域的圖形測量能力，還能夠?qū)ζ渌鼣?shù)據(jù)補(bǔ)充。

3.3.7 GPS技術(shù)

GPS技術(shù)也叫全球定位系統(tǒng)，主要依賴于衛(wèi)星定位技術(shù)，精確定位目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)海陸空全方位測距。相較于傳統(tǒng)的測量技術(shù)，GPS技術(shù)利用更加便捷，可以自動(dòng)測量目標(biāo)，并且不會(huì)受惡劣天氣條件和通視條件的影響，精確度可以達(dá)到厘米級。目前GPS技術(shù)主要通過動(dòng)態(tài)測量和靜態(tài)測量實(shí)現(xiàn)，其中靜態(tài)測量需要兩臺以上的GPS接收機(jī)接收數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)傳遞轉(zhuǎn)換下測量目標(biāo)，比如在隧道工程建設(shè)和水利大壩項(xiàng)目測量當(dāng)中都發(fā)揮出了巨大作用。以點(diǎn)位選擇中的運(yùn)用為例，在點(diǎn)位中利用GPS技術(shù)可以減少多路徑誤差，測量人員在視野較廣泛的區(qū)域選定一個(gè)穩(wěn)定的測量點(diǎn)，這樣不會(huì)受到電磁波和磁場的影響。今后需要解決GPS技術(shù)層面問題以及工作人員層面問題，進(jìn)而繼續(xù)提升測量質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，新時(shí)期GIS技術(shù)以及數(shù)字化測繪技術(shù)開始更多的用于工程測量領(lǐng)域，不僅創(chuàng)新了測繪方法，還有效節(jié)約了人力和物力的投入，最終提升了測繪的精確性。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，這兩項(xiàng)技術(shù)的利用領(lǐng)域?qū)?huì)更加廣泛，繼續(xù)推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。