現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪新技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用

田鑫雨

（河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì) 河北 石家莊 050000）

土地工程測(cè)量中地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，傳統(tǒng)測(cè)量方法精確性低，影響了土地工程測(cè)量的準(zhǔn)確性及質(zhì)量水平。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)提高了工程測(cè)量的精確性，促進(jìn)了工程建設(shè)的發(fā)展。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)通過(guò)采集、測(cè)量、觀測(cè)等方法，利用計(jì)算機(jī)及輔助軟件進(jìn)行輸入、分析處理、轉(zhuǎn)化為數(shù)字化數(shù)據(jù)，模擬實(shí)際地理信息、通過(guò)地圖、圖形等直觀形式顯示，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)、建模形成空間數(shù)據(jù)模型，提高了土地工程測(cè)量精度和效率。

1 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1 測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化高。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是將測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)利用相關(guān)軟件對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，完成自動(dòng)化測(cè)量，輸出達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和圖形。

1.2 測(cè)繪結(jié)果精確度高。傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)多利用人工測(cè)量，而測(cè)繪地形復(fù)雜，危險(xiǎn)性高，這樣不可避免的會(huì)出現(xiàn)人工誤差，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)估測(cè)的誤差，更加導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性。而數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算分析，減低了誤差，提高了測(cè)繪的精確性。

1.3 測(cè)繪過(guò)程效率高。由于以前多用人工測(cè)量，工作時(shí)間長(zhǎng)，人工計(jì)算結(jié)果，效率很低，而數(shù)字化測(cè)量利用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量、存儲(chǔ)和分析處理生成數(shù)據(jù)及圖形，大大縮短了工作時(shí)間，提高了工作效率。

1.4 測(cè)繪圖形豐富。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)可以選取長(zhǎng)度、高度、角度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行分析處理，高效繪制生成三維圖形。不管地形多復(fù)雜，都可以利用數(shù)字化技術(shù)模擬展現(xiàn)其地物及地形地貌，使圖形信息更完整豐富。

1.5 存儲(chǔ)安全便利。數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)信息和計(jì)算機(jī)連接自動(dòng)保存，不同的數(shù)據(jù)類型通過(guò)整合、納新、匯總，數(shù)據(jù)結(jié)果分類存儲(chǔ)，科學(xué)和規(guī)范管理不同類型的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)上，安全性高，方便隨時(shí)查閱、編輯、輸出。

2 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)種類及在土地工程測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 3S 集成技術(shù)。3S 集成技術(shù)即全球定位系統(tǒng)技術(shù)(GPS)、遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)三項(xiàng)技術(shù)有效集成，對(duì)土地工程進(jìn)行測(cè)繪的一項(xiàng)技術(shù)，工作原理是利用GPS 快速實(shí)時(shí)定位目標(biāo)空間位置，利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)環(huán)境信息，使用GIS 技術(shù)對(duì)各種信息進(jìn)行綜合處理、存儲(chǔ)、集成、分析、加工后形成數(shù)據(jù)和圖形，還可以及時(shí)提取變化數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)及時(shí)更新和分析輸出，便于清晰觀察目標(biāo)，具有精確度高、時(shí)效性強(qiáng)等特點(diǎn)。

2.2 無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)是以無(wú)人遙感飛機(jī)為飛行平臺(tái)，通過(guò)智能控制系統(tǒng)設(shè)置無(wú)人機(jī)飛行拍攝區(qū)域，搭載高清數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍攝，通過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、篩選、處理，形成高清晰度的三維數(shù)據(jù)模型和影像。無(wú)人機(jī)由于無(wú)人駕駛，安全性能較高，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積小，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低，利用軟件設(shè)置無(wú)人機(jī)飛行路線及高度，操作簡(jiǎn)單、靈活性高、測(cè)量時(shí)間短、效率高。

2.3 GPS-RTK 測(cè)繪技術(shù)。GPS-RTK 測(cè)繪系統(tǒng)即全球定位系統(tǒng)技術(shù)(GPS)和實(shí)時(shí)差分定位技術(shù)(RTK)有機(jī)結(jié)合，對(duì)土地工程進(jìn)行實(shí)時(shí)精確測(cè)繪的一項(xiàng)技術(shù)。RTK 通過(guò)基站以載波相位為傳播介質(zhì)將觀測(cè)信息現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算分析，傳送給流動(dòng)信息處理站，流動(dòng)信息處理站同時(shí)接收GPS 數(shù)據(jù)，將二者數(shù)據(jù)匯總分析，確定測(cè)繪目標(biāo)的三維坐標(biāo)定位，精確可達(dá)到厘米級(jí)甚至毫米級(jí)。使用該測(cè)繪技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是定位精確度高，可以實(shí)時(shí)修正數(shù)據(jù)，完成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，提高測(cè)繪質(zhì)量。

2.4 數(shù)字化地球技術(shù)。數(shù)字化地球技術(shù)是將采集的地球地理空間信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行信息的傳輸、存儲(chǔ)、分析、處理，做成數(shù)字模型，通過(guò)圖像形式展現(xiàn)出來(lái)。數(shù)字化地球技術(shù)綜合性強(qiáng)，方便隨時(shí)調(diào)取查閱信息，繪制圖形。但此技術(shù)要求操作人員具備專業(yè)知識(shí)，信息的更新維護(hù)需要大量的資金。

2.5 原圖數(shù)字化技術(shù)。原圖數(shù)字化技術(shù)是將以前傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)采集繪制的地籍原圖掃描錄入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行數(shù)字化處理，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)軟件編輯、分析、糾錯(cuò)，輸出高精度的數(shù)據(jù)及圖像，并根據(jù)采集補(bǔ)充數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新。原圖數(shù)字化技術(shù)解決了傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)由于人工測(cè)量，受設(shè)備和技術(shù)手段的影響，測(cè)量數(shù)據(jù)誤差大、地籍原圖精確度低的問(wèn)題。

2.6 GPS 技術(shù)。GPS 即全球定位系統(tǒng)。GPS 技術(shù)是衛(wèi)星根據(jù)用戶需求采集地面信息，通過(guò)地面信號(hào)接收器傳輸給用戶的三維定位技術(shù)。該技術(shù)設(shè)備小，攜帶方便，靈活性強(qiáng)，不受地形、天氣影響，可以全天候作業(yè)，覆蓋面積廣，測(cè)繪效率高，定位精度高。

3 現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪新技術(shù)在工程測(cè)量中的具體應(yīng)用

3.1 現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在地籍測(cè)量工程中的應(yīng)用。通過(guò)地籍測(cè)量可以準(zhǔn)確采集土地資源信息，獲得精確的土地?cái)?shù)據(jù)，構(gòu)建豐富的地籍圖，為國(guó)土資源管理提供強(qiáng)有力的支持。利用現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，采集地籍?dāng)?shù)據(jù)，并通過(guò)軟件進(jìn)行整合、分析、篩選、處理，制作出精確、豐富的地形和地籍圖，并實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管，及時(shí)更新。

3.2 現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用。現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)利用GPS 和RS 技術(shù)對(duì)整體水利施工工地水位和周邊環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，通過(guò)不斷搜集水利工程各個(gè)階段的數(shù)據(jù)信息，從而建立水利基礎(chǔ)信息平臺(tái)，為提高水利工程質(zhì)量提供保障。工程數(shù)據(jù)通過(guò)相關(guān)軟件進(jìn)行技術(shù)處理，制作成數(shù)字地圖，可精確、直觀、全方位的體現(xiàn)水利工程特點(diǎn)，為水利工程建設(shè)提供數(shù)字化支撐，便于水利工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)管、建設(shè)，提升工程質(zhì)量，保證其水利工程的長(zhǎng)久穩(wěn)定。

3.3 現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用。利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)建筑工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行航拍，使用GPS-RTK 技術(shù)采集施工地形分布的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，勘察施工周?chē)h(huán)境及地質(zhì)數(shù)據(jù)，對(duì)已有圖紙進(jìn)行掃描，利用數(shù)字原圖技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理，有效消除測(cè)量誤差，為合理設(shè)計(jì)施工圖紙、制定實(shí)施方案提供數(shù)字依據(jù)。建筑過(guò)程中合理布設(shè)測(cè)量控制網(wǎng)，在特定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行建筑物位移、沉降和傾斜監(jiān)測(cè)，并將得到的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)字化整合，確保建筑物處于安全范圍內(nèi)，保證建筑工程質(zhì)量。

3.4 現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在礦山工程測(cè)量中的應(yīng)用。現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)使用RS 和GIS 技術(shù)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，對(duì)礦山開(kāi)采區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，采集數(shù)據(jù)，搭建地質(zhì)模型，制作礦山數(shù)據(jù)及地形圖，布設(shè)工程控制網(wǎng)，幫助施工人員精確定位地形，可提高采礦的精確度，提高施工效率，還可根據(jù)測(cè)繪數(shù)據(jù)預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)程度，幫助施工人員及早采取應(yīng)對(duì)措施，有效規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)礦山開(kāi)采安全性。同時(shí)，利用現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，對(duì)礦山環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以預(yù)防礦山被過(guò)度開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)礦山的可持續(xù)開(kāi)采。

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)具有自動(dòng)化程度高，精確度高，儲(chǔ)存安全性高，測(cè)繪數(shù)據(jù)圖形豐富，節(jié)省成本，工作效率高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量的各個(gè)領(lǐng)域并取得了良好成效，其技術(shù)不僅應(yīng)用在地籍、水利、建筑、礦山領(lǐng)域，還應(yīng)用在通訊、市政、公路等其它領(lǐng)域，滿足了現(xiàn)代工程測(cè)量的需要，推進(jìn)了工程建設(shè)的發(fā)展。