3s技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

文/馬騰 山東通達(dá)路橋規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 山東煙臺(tái) 264003

為了強(qiáng)化我國(guó)公路工程測(cè)量管控，使其更好的為公路工程施工服務(wù)，積極引入先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)是非常必要的。3s技術(shù)具有集成、高速、精確、便捷等眾多優(yōu)勢(shì)，其在公路測(cè)量中的應(yīng)用，使公路測(cè)量更加符合新時(shí)期公路施工建設(shè)對(duì)公路測(cè)量的要求，促進(jìn)了公路工程整體發(fā)展。下文就針對(duì)3s技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行具體分析。

1、現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)(3S技術(shù))

1.1 RS與GPS的集成

在GPS技術(shù)中其具備定位系統(tǒng)功能，并將相關(guān)RS采集的數(shù)據(jù)傳輸給GIS系統(tǒng)，進(jìn)而增加了兩項(xiàng)技術(shù)所獲數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)一致性，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，再將RS結(jié)合進(jìn)行分析，可獲得準(zhǔn)確的GPS定位信息。

1.2 GIS與RS的集成

再將GIS與RS技術(shù)相結(jié)合時(shí)，主要體現(xiàn)在利用RS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取相關(guān)GIS信息；GIS則是建立在空間管理的基礎(chǔ)上進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)。當(dāng)進(jìn)行GIS與RS的集成時(shí)，就需要注意接口數(shù)據(jù)需要柵格控制矢量的問(wèn)題。兩者的集成以柵格格式記錄遙感信息系統(tǒng)，利用像元存儲(chǔ)記錄作為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式。一般利用點(diǎn)線面為表現(xiàn)形式的圖形矢量GIS為存儲(chǔ)形式記載信息。兩者之間最大的差異性在于，在不通過(guò)的空間領(lǐng)域內(nèi)以其獨(dú)自的方式對(duì)現(xiàn)實(shí)中的部分信息以影像、制圖數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行展現(xiàn)。

1.3 GIS與GPS的集成

將GPS和GIS兩者進(jìn)行集成，有助于兩者更好的發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，并促進(jìn)兩項(xiàng)技術(shù)都有所發(fā)展與提升，保證功能的先進(jìn)性。地圖上的GPS信息可以通過(guò)GIS技術(shù)進(jìn)行顯現(xiàn)，使得結(jié)果更直觀，查詢更便捷，可供漫游使用。

1.4 GIS、GPS和RS的集成

將3S技術(shù)進(jìn)行集成，主要的結(jié)合方式有兩種，一種是將GPS和RS視為中心技術(shù)支撐，另一種是以GIS為集成中心。第一種方式則便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理，以RS、GPS技術(shù)獲取的信息數(shù)據(jù)為核心，通過(guò)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)并在其本身所具備的分析功能下，總結(jié)出可靠的數(shù)據(jù)信息，供相關(guān)部門(mén)作為動(dòng)態(tài)管理的參考、與決策的依據(jù)。

2、3S技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 GPS在公路測(cè)量中的應(yīng)用

GPS技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)相比于傳統(tǒng)測(cè)量方式主要表現(xiàn)為：定位更加精準(zhǔn)，檢測(cè)速率更快，建立三維坐標(biāo)圖，數(shù)據(jù)分析簡(jiǎn)單，便于利用，不需通視等。由此可知，在公路建設(shè)階段GPS是不可或缺的現(xiàn)代化科技，在公路測(cè)量時(shí)進(jìn)行應(yīng)用可以，更嚴(yán)密的控制國(guó)家部分控制點(diǎn)；有益于隧道觀看；有利于測(cè)量特大橋；有利于進(jìn)行室外控制點(diǎn)的測(cè)量與攝影；便于監(jiān)測(cè)密林、密灌的地域的線路等等。隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，GPS技術(shù)在不斷的完善，對(duì)此在進(jìn)行工程放樣時(shí)的應(yīng)用取得了顯著的成效，將放樣階段進(jìn)行了步驟簡(jiǎn)化，使得外觀操作、室外計(jì)算等都增加實(shí)效性，進(jìn)而大幅提升了測(cè)量作業(yè)的有效率。

2.2 RS在公路建設(shè)中的應(yīng)用

隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，其在空間領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著效果。遙感圖像的使用使得公路選址評(píng)估、工程監(jiān)測(cè)評(píng)估、公路最優(yōu)選線等動(dòng)有所優(yōu)化。利用遙感技術(shù)更好的將視為圖像轉(zhuǎn)移到室內(nèi)視線可視化觀察，有助于推動(dòng)線路的優(yōu)選，促進(jìn)線路質(zhì)量的改善，并保證勘測(cè)環(huán)節(jié)進(jìn)展更加順利，有效的降低與節(jié)約了勘測(cè)設(shè)計(jì)花銷。不僅如此，RS技術(shù)有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，因此信息儲(chǔ)備量豐富可提準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)為線路設(shè)計(jì)作為參考，有效的降低了勘探投資。此外，RS技術(shù)為研發(fā)設(shè)計(jì)人員提供了充分的地貌實(shí)際狀況資料，可為設(shè)計(jì)人員提供準(zhǔn)確的參考資料。

2.3 GIS在公路建設(shè)中的應(yīng)用

近些年GIS技術(shù)廣發(fā)流傳在公路建設(shè)領(lǐng)域中，其有高效的信息采集、分析功能，并可進(jìn)行數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，在環(huán)境管理、資源管理、政府決策等領(lǐng)域都有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。對(duì)此可利用工建設(shè)領(lǐng)域?yàn)槠脚_(tái)進(jìn)行GIS的普及化與社會(huì)化。對(duì)此可在工程施工階段通過(guò)平臺(tái)、模型的構(gòu)建，使工程信息以GIS為技術(shù)依托，建立可視化專業(yè)模型，將勘探檢測(cè)、設(shè)計(jì)施工等向現(xiàn)代化電子技術(shù)轉(zhuǎn)型。

當(dāng)前，應(yīng)用GIS在公路建設(shè)領(lǐng)域的主要前景為，集成與公路建設(shè)有管理的幾何圖形、多功能屬性數(shù)據(jù)等；通過(guò)使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理等方式實(shí)現(xiàn)利用比例尺與投影儀進(jìn)行數(shù)據(jù)的比對(duì)，以選擇最優(yōu)公路建設(shè)方案，并在此基礎(chǔ)上，提供必要的公路設(shè)計(jì)圖、施工方案的輔助服務(wù)；通過(guò)GIS所具備的統(tǒng)計(jì)功能、信息處理功能等更好的落實(shí)公路拆遷活動(dòng)等?？偟脕?lái)說(shuō)，在公路建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用GIS技術(shù)，可保證信息的數(shù)據(jù)化、規(guī)范化、方便化、有利于提升公路建設(shè)等有效率。

3、3S技術(shù)在公路測(cè)量應(yīng)用中存在的問(wèn)題

GPS技術(shù)在平面控制測(cè)量領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)是不容小覷的，但是其在發(fā)展階段仍存在諸多的不足。

3.1 坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)用轉(zhuǎn)換

當(dāng)前GPS技術(shù)主要建立在WGS-84大地坐標(biāo)系中，但國(guó)內(nèi)將控制點(diǎn)的應(yīng)用主要集中在兩種坐標(biāo)內(nèi)，一種是954北京坐標(biāo)系，另一種1980國(guó)家大地坐標(biāo)系。通常在實(shí)際測(cè)量時(shí)，需要完成兩種坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，根據(jù)軟件計(jì)算后，才可應(yīng)用GPS技術(shù)。

3.2 投影面選擇的不同

在設(shè)計(jì)和施工單位存在投影面選擇標(biāo)準(zhǔn)不同的問(wèn)題，使得GPS技術(shù)轉(zhuǎn)化存在偏差。根據(jù)GPS(JTJ/T066-98)的相關(guān)規(guī)定可知：當(dāng)WGS-84大地坐標(biāo)系統(tǒng)和平面坐標(biāo)兩者轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，不超過(guò)2.5cm/km為標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)區(qū)內(nèi)投影長(zhǎng)變形值以內(nèi)。而不同測(cè)區(qū)自身的地理位置、高程都有所不同，選取坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí)則可采用的方法為：

3.2.1 長(zhǎng)度不超過(guò)2.5cm/km的變形值，以高斯正形投影3°坐標(biāo)系(有平面直角)為最佳選擇。

3.2.2 變形值超過(guò)2.5cm/km，可選擇公路抵償坐標(biāo)系：

①1954年北京、1980國(guó)家坐標(biāo)系中所對(duì)應(yīng)的；

②對(duì)應(yīng)在抵償高程面上的坐標(biāo)系；

綜合上述可定，在進(jìn)行投影面的選擇時(shí)，可以投影長(zhǎng)度的變形值來(lái)確定，并根據(jù)投影面適當(dāng)?shù)臏p少變性值。但根據(jù)實(shí)踐工作可知，即使是不投影也是可以的。這也有利于后續(xù)步驟中的施工放樣操作更順利。

在進(jìn)行施工建設(shè)的過(guò)程中，大部分施工單位更希望獲得的數(shù)據(jù)是沒(méi)有進(jìn)行投影的，這樣的數(shù)據(jù)更據(jù)直觀價(jià)值，保證施工的便捷性。

但選擇不投影則難保證GPS數(shù)據(jù)的可靠性。對(duì)此，最佳選擇方式是以傳統(tǒng)方法處理坐標(biāo)成果。在保證數(shù)據(jù)正確的前提下，可結(jié)合并未投影的數(shù)據(jù)進(jìn)行成果的優(yōu)化并加以施工。

結(jié)語(yǔ)：

3S技術(shù)是遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，它以其精確、方便和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于資源管理、道路設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。隨著20世紀(jì)90年代初期衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)的民用化，推動(dòng)了3S技術(shù)在道路測(cè)量中的應(yīng)用。當(dāng)前，該技術(shù)主要應(yīng)用于遠(yuǎn)離目標(biāo)、大面積地面信息獲取，大范圍的工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及方案可行性選擇等方面。本文針對(duì)3s技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)槲覈?guó)公路工程項(xiàng)目發(fā)展提供助力。