數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用研究

張龍洲

（贛州市國(guó)土空間調(diào)查規(guī)劃研究中心，江西 贛州 341000）

1 測(cè)繪技術(shù)的重要性

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展推動(dòng)著各行各業(yè)的優(yōu)化與改革，在這樣的時(shí)代背景之下，地質(zhì)工程測(cè)繪的重要性逐步凸顯出來(lái)。一方面，各行業(yè)的發(fā)展對(duì)能源的需求與日俱增，無(wú)論是電力資源、礦山資源還是煤礦資源，都需要在地質(zhì)工程前期進(jìn)行測(cè)繪，才能夠?yàn)楹罄m(xù)的開(kāi)采與挖掘提供基礎(chǔ)和信息支持。另一方面，無(wú)論是建筑工程施工還是水利工程施工，都需要應(yīng)用測(cè)繪技術(shù)對(duì)地質(zhì)條件和地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行探查，這樣才能夠保證建筑工程設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性，不會(huì)因?qū)Φ刭|(zhì)條件勘測(cè)不明而導(dǎo)致設(shè)計(jì)上的失誤，從而誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故。由此可見(jiàn)，測(cè)繪技術(shù)對(duì)于我國(guó)的社會(huì)發(fā)展來(lái)說(shuō)有著不可替代的重要作用，因此必須將信息化技術(shù)、智能化技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)工程測(cè)量之中，提高測(cè)量的工作效率和工作質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)和實(shí)效性，這樣才能夠?yàn)檎麄€(gè)行業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)概況

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是近些年來(lái)新興的一種數(shù)字測(cè)量技術(shù)，這種技術(shù)應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析和大數(shù)據(jù)收集與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，通過(guò)利用GPS 等系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)收集，覆蓋以工程測(cè)繪儀掃描儀等智能化測(cè)量硬件為工具，保證工作效率，無(wú)論是信息的收集采集還是計(jì)算處理，都更加高效精準(zhǔn)[1]。工作原理基本上是先利用數(shù)字化儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描，然后再利用數(shù)字軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，形成圖形和地圖，這樣就能夠從根源上解決傳統(tǒng)測(cè)量過(guò)程中野外作業(yè)量較大、工作壓力較大等等諸多的問(wèn)題，既保障了工作效率，又保證了工作質(zhì)量，能夠有效地降低勞動(dòng)力需求，節(jié)約施工成本是測(cè)繪工程發(fā)展的必然方向。

3 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)

3.1 增加準(zhǔn)確率

傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)在測(cè)量的過(guò)程中需要應(yīng)用大量的人力物力資源，將儀器送至指定位置之后，由人工進(jìn)行搬運(yùn)，大部分的測(cè)量工作都是以人力為主進(jìn)行，因此測(cè)量的最終結(jié)果、精準(zhǔn)度不僅要受當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的干擾，還可能受自然條件因素的影響，與工作人員自身的工作素養(yǎng)也有著直接的關(guān)系，所以傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的數(shù)據(jù)存在著偏差較大、實(shí)效性較低等等諸多的弊病，而數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)有效地突破了傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的束縛，利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，再通過(guò)數(shù)據(jù)軟件將其翻譯成文字信息形成地圖圖紙，還能夠利用大數(shù)據(jù)建模技術(shù)，形成三維數(shù)據(jù)模型，這種數(shù)據(jù)處理的測(cè)繪技術(shù)極大地降低了出現(xiàn)誤差的可能性，使工作流程有跡可循，哪怕出現(xiàn)問(wèn)題也能夠第一時(shí)間進(jìn)行糾正，保證工作質(zhì)量[2]。

3.2 促進(jìn)點(diǎn)位精度

傳統(tǒng)的測(cè)繪方法就是將測(cè)量到的數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)記在圖紙之上，這就對(duì)工作人員的自身職業(yè)素養(yǎng)有著較高的要求，但是這種繪制方法哪怕數(shù)據(jù)再為精準(zhǔn)，也有可能因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地形與測(cè)量結(jié)果不符造成一定的誤差，從而使得點(diǎn)位的精準(zhǔn)度大幅度下降，為后續(xù)數(shù)據(jù)體系的準(zhǔn)確性帶來(lái)不必要的影響，而且隨著工作的推進(jìn)，圖像必然大量增多，圖紙上可以形成的圖形也會(huì)進(jìn)一步疊加使誤差進(jìn)一步加大。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)則是利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，將這些點(diǎn)位形成立體式多層次的表達(dá)方式，例如利用經(jīng)度和緯度的特性進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的表達(dá)，這種數(shù)據(jù)處理方法實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)位的高精度表達(dá)，誤差范圍在行業(yè)的允許值之內(nèi)，而且不會(huì)因?yàn)閳D形的疊加造成干擾，反而會(huì)構(gòu)建一個(gè)新型的數(shù)據(jù)模型，形成更加直觀的表達(dá)[3]。

3.3 推動(dòng)地質(zhì)工程的發(fā)展

雖然近些年來(lái)傳統(tǒng)的測(cè)繪工作為地質(zhì)工程的發(fā)展帶來(lái)了諸多的優(yōu)勢(shì)，但是傳統(tǒng)的測(cè)繪方法要求工作人員首先要實(shí)地進(jìn)行測(cè)量，再利用人工繪制的方法繪制成圖，使得工作效率始終不高，而且出現(xiàn)錯(cuò)誤的幾率較大。因此地質(zhì)工程的發(fā)展速度一直不盡如人意，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的繪圖依托新型的繪圖軟件將數(shù)據(jù)輸入軟件之后，就可以自動(dòng)進(jìn)行定位和標(biāo)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化繪圖這種高效率的繪圖方法，能夠?yàn)槲覈?guó)地質(zhì)工程測(cè)繪減少許多不必要的工作，因此數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)能夠有效地提高地質(zhì)工程測(cè)繪的工作效率，為整個(gè)地質(zhì)工程的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 提高圖形的存取效率

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)，不僅精度更準(zhǔn)，而且效率更高，無(wú)論是文字圖形還是數(shù)字符號(hào)都能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)誤差的保存。同時(shí)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，能夠有效克服紙質(zhì)文件易損害易丟失的問(wèn)題，在傳輸時(shí)節(jié)約傳輸時(shí)間，并且保證文件傳輸?shù)耐暾院途珳?zhǔn)性。另外就是數(shù)字信息的可復(fù)制性，能夠讓多個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用到該數(shù)字技術(shù)，將信息資源的利用效率達(dá)到最大化，這也是提高行業(yè)發(fā)展的重中之重，可以說(shuō)數(shù)字化圖形的保存和讀取效率是地質(zhì)工程測(cè)繪工作發(fā)展的主要助力。

4 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用體系

4.1 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

地理信息技術(shù)為了讓工人能夠準(zhǔn)確地把握自身負(fù)責(zé)范圍內(nèi)的信息，必須要對(duì)測(cè)繪點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷，工人能夠通過(guò)地理信息系統(tǒng)對(duì)信息做出全面的查詢(xún)和篩選，選擇最適宜自身的測(cè)量信息，有效地規(guī)避其他因素的干擾，同時(shí)地理信息系統(tǒng)能夠與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有機(jī)地融合到一起，保證整個(gè)工作的高效率進(jìn)行，例如遙感技術(shù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)都能夠?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)的構(gòu)建增添力量。無(wú)論是在進(jìn)行定位、測(cè)量還是勘探方面都能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)化的工作推進(jìn)，精準(zhǔn)度也有了大幅度的提高（見(jiàn)圖1）。

圖1 地理信息系統(tǒng)作用

4.2 影像定位技術(shù)應(yīng)用

在進(jìn)行歷史勘探的過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)勘測(cè)到巖石層的狀況，對(duì)這類(lèi)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行探測(cè)時(shí)，就需要借助影像定位技術(shù)。該種技術(shù)的主要原理就是對(duì)地質(zhì)環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行探測(cè)，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，再利用圖像化技術(shù)進(jìn)行處理，得到完整的地下情況概括圖。該種技術(shù)同時(shí)還可以輔助無(wú)線(xiàn)電波探測(cè)技術(shù)、遙感影像定位技術(shù)等同時(shí)使用，得到的影像更加真實(shí)全面，并且具有三維屬性，能夠?qū)⒌叵聨r石層的地質(zhì)情況和周?chē)沫h(huán)境因素全面多角度地表達(dá)出來(lái)，而且實(shí)際使用起來(lái)更加便捷，有助于工作人員互相探討，深入了解地下情況。

4.3 數(shù)字柵格測(cè)繪地形圖

在進(jìn)行地下資源探測(cè)的時(shí)候，通過(guò)數(shù)字化柵格軟件進(jìn)行分析，能夠直觀地反映地下資源的儲(chǔ)藏情況以及所處位置，將這些基本信息加以整理，輔助經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況進(jìn)行組合分析，能夠形成完整的框架。該種技術(shù)具有著位置簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存空間大等諸多的優(yōu)勢(shì)，而且還能夠?yàn)楹罄m(xù)資源的開(kāi)發(fā)與利用構(gòu)建數(shù)字化平臺(tái)和數(shù)據(jù)框架，為后續(xù)開(kāi)發(fā)減少工作壓力。

4.4 GPS 測(cè)繪技術(shù)

GPS 全球衛(wèi)星定位測(cè)繪技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛的一種新型測(cè)繪技術(shù)（見(jiàn)圖2），能夠與衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接，在礦山開(kāi)發(fā)以及相應(yīng)交通工程建設(shè)時(shí)起到了不可替代的重要作用，該種技術(shù)不僅能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還能夠?qū)崿F(xiàn)24 小時(shí)監(jiān)控保障數(shù)據(jù)的可靠性和實(shí)效性。同時(shí)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)還能夠做到360 度無(wú)死角測(cè)繪，保證測(cè)繪數(shù)據(jù)的真實(shí)性，為后續(xù)測(cè)繪圖紙的繪制打下堅(jiān)實(shí)的信息基礎(chǔ)，測(cè)繪的精度越高，后續(xù)工作的難度就越小。

圖2 GPS 測(cè)繪原理

4.5 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)

地質(zhì)工程測(cè)量工作需要對(duì)地質(zhì)的面積進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，但是這一屬性處于微妙變動(dòng)的階段，所以我國(guó)必須要進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)的構(gòu)建，應(yīng)用數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)全范圍的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，保證在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中有效地排除環(huán)境和自然氣候的影響，保證測(cè)繪的精準(zhǔn)性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于我國(guó)社會(huì)的建設(shè)來(lái)說(shuō)，地質(zhì)工程的重要性不言而喻，在各領(lǐng)域中都有著極為廣泛的推動(dòng)作用，因此必須加強(qiáng)地質(zhì)工程測(cè)繪工作的完善，應(yīng)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，并且不斷進(jìn)行革新，只有這樣才能夠有效地提高測(cè)繪的工作效率，保障數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和實(shí)效性，為后續(xù)工程建設(shè)以及資源開(kāi)發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的信息基礎(chǔ)。