航道工程施工測量探討

陳發家

摘要：隨著交通運輸的大力發展，航道工程的基礎設施施工也日益普及，然而測量在航道工程施工中的先導地位，日漸顯高。文章鑒于數字化測繪技術，闡述了其在航道工程中的應用，基于其存在相關問題，探討了數字化測繪技術發展前景。

關鍵詞：航道工程；施工；測量；數字化測繪

縱觀我國交通發展史，水運交通在中國歷史上的地位一直都是龍頭，當前我國水運事業蒸蒸日上，作為水運基礎設施的航道必將有新的發展。為滿足水運工程規劃、設計、施工、驗收和船舶安全航行的需要，必須定期和不定期地對現行航道工程進行常規性的維護測量。當前測量技術的飛速發展，我國工程測量界在計算機成圖方面已取得了較大的發展，尤其在港航工程中的應用日益廣泛。

1 數字化測繪技術應用分析

當前，交通部第一、三、四航務工程勘察設計院、長江航運規劃設計院等曾以MV/8000II超級小型計算機系統為依托都不同程度地開展了大比例尺計算機成圖的研究，重點在解決港區大比例尺計算機成圖上進行卓有成效的探索和交流，在MV/8000Ⅱ的消化吸收和利用上取得進展，其成果已在生產實際中應用；武漢測繪科技大學與長江航道局共同研制的內河航道自動化成圖系統、廣州水運工程設計研究院完成的甚小型導航和測量系統及廣西交通規劃設計院研制的微型水深系統等都反映了航道測量部門在數字化測繪技術方面的代表成績，特別是水深測量與導航方面引進計算機技術和光電技術，一改過去采用前(后)方交會進行水深點平面定位的傳統方法，而運用電子速測儀極坐標法取而代之，成功地實現測深數據與水平定位數據同步存貯同-記錄器中，即時平差計算顯示圖形和輔助導航．大大減少了人力和提高了成圖質量，尤其在通視良好的水域進行中小比例尺的水深測量上更能顯示其性能優勢。

早在八十年代后期到九十年代初，新一代便攜式PC機在測繪技術上的應用，使我們能夠把過去只限于室內繪圖的軟件"搬"到野外，它不但可以完成數據記錄、平差計算，而且可以實現瞬時顯示草圖。因此，出現了以便攜式PC機為主體的高起點電子平板野外測圖系統(EPS)等的最新研究成果。通過與功能完善的全站式電子速測儀聯機，組成具有便攜式流動圖形工作站性能的大比例尺計算機成圖系統。如果在電子速測儀上配以自動跟蹤系統和自動應答設備，那么這種系統完全可以成為智能化的全自動測地機器人，其開發前景相當樂觀此外，對計算機成圖系統中專題軟件的研制也呈現出水平更高的開發熱潮，如DEM的建立，符號的繪制和配置、編碼設計及轉換等在算法，數據結構上顯示了豐碩的研究成果，并且就一種數據生成多種比例尺地形圖的研究也已提到議事日程，意味著計算機成圖系統趨向成熟和全面普及的階段即將出現。

如今，特別在航道上的應用，航道大比例尺水深測量，在洪水期的水深測量，受高位躉船、停港船舶和其它各種水工構筑物對通視的影響．常常會出現極坐標法和前方交會法難以前定的盲區。隨著GPS技術的廣泛應用，采用GPS動態差分技術進行水深測量的水平定位，由于此項技術對水平方向的通視條件要求不高，因此，運用這一新技術可望根本解決測不到的盲區屏障，并通過用數字式測深儀、GPS接收機與計算機聯機，可實現水深測量的自動化和現代化， 數字化水深測量應當成為港航工程測量的最終發展方向。

2 數字化測繪相關技術問題分析

施工測量是港航工程施工的一項基礎工作，在實際的工程施工中，由于基建管理水平、工程規模大小不同，以及數字化技術等其它客觀條件的限制，因此存在或多或少的問題。

2.1 航道數字化規范標準老化問題

在航道測量工程中，數字化測繪技術是對傳統測繪技術的繼承和發展，它需要摒棄傳統測繪規范、規程和標準中已不再適應數字化測繪技術發展的內容。現行圖式國家標準中就有過分強調美學效果，在手工繪圖時增加其隨意性，如崩崖，陡崖、獨立石、不規則面狀符號、變化繁多的漢字字體注記等。當然，計算機成圖不等于要求地形圖中藝術屬性的消失和美學價值的降低，而應當是放棄傳統手工制圖中相對比較含糊和粗略的帶繪畫色彩的方式，代之以更精確和具有嚴謹邏輯且適合計算機處理的特點。對港行工程測量規范，應當在執行國標的前提下，補充完善國標中所沒有涉及到的港口專業圖式標準。此外，如舊規范中圖根點密度、碎部地形測量時采用電磁波測距的視線長度等都已不能滿足計算機成圖新的要求，宜作適時修訂。

2.2 GIS地形圖數據庫問題

眾所周知，地形圖的測量，是港航工程起決定性工程。對已有地形圖的數字化是數字化測繪技術中經常用到的技術途徑，而實現這-途徑的設備便是數字化儀。數字化儀有手扶跟蹤式、掃描式和激光跟蹤式等。地形圖通過手扶跟蹤式數字化儀輸入一直是制約成圖精度和速度的瓶頸，盡管人們尋找出許多措施力求保證數據精度需要，但仍難以解決速度慢，勞動強度大等根本性問題。因此，國內外許多學者正致力用掃描式或激光跟蹤等方法來加以徹底解決。由于沒有統一的標準，因此數字化地形圖的成圖數據格式便顯得各不相同。因為未來測繪成果的提供最終會用軟盤來替換現時的圖件，為保證這些軟盤數據的通用性，便迫切期待能擁有統一數據格式標準。

2.3 港航工程數字化測量軟件技術問題

如今，在大比例尺計算機成圖系統的軟件研制基礎必須建立在有一定數量的設備資源上。由于多種條件的限制。各單位擁有的設備不盡相同。基于設備的特定配置，往往其開發的針對性極強：遵循一定的規范、標準，面向硬件本身和單位行業特點及傳統習慣。此外，鑒于測繪市場的劇烈競爭，導致軟件開發成為技術保密和封鎖的重點對象。這樣勢必形成軟件應用面單一和低起點重復性開發，其商品化律自然不高，造成了有限開發經費的浪費。要使軟件商品化的程度提高，必須解決好以下幾方面問題。

充分發揮測繪行政主管部門的職能作用．在廣泛調研的基礎上，制定出一定范圍的外業崗位規程．推行科學簡便、高工效的新操作標準。充分發揮測繪學會，信息網組等學術團體的優勢，引導成立若干個高水平的開發隊伍．集中人才資金優勢．以市場需求為基礎，進行高起點的開發。軟件操作應具有簡便易用，價格應能被廣大單位所接受，并有良好的售后服務體系。政府應在一定范圍內予以政策性傾斜和扶持。

3 數字化測繪技術發展前景

在港航工程方面，水系航運整治開發、航運規劃、港口選址和建設等都可以利用GIS作出更加科學的分析。GIS(Geographic Information System)即地理信息系統，它是-種在計算機硬，軟件支持下的空間數據輸入、貯存、檢索、運算、顯示和綜合分析應用的技術系統。對自然資源、環境管理、交通運輸等方面的規劃和決策制定提供重要的支持，并發揮重大作用。GIS的核心是建立數據庫．其研究的熱點是數據模型、數據結構和數據格式之間的轉換，數字化測繪技術的成果將是建立數據庫的基礎資料之一。以全國水運系統港、航、設、管等部門掌握的數字化地形圖、自然資源環保特征、經濟運量、人文特點、區位特征等綜合空間數據為依托，建立一套水運工程信息系統來進行評估、預測和決策，對水系規劃、開發及港口投資合理配置，為實現辦公現代化和更加科學化提供廣闊的應用天地。

隨著科學技術的飛速發展，我們相信，數字化在港航工程中的應用，會日益成熟，并將以此作為主要測量手段，相信在不久的將來，數字化成熟應用于港航工程，會給港航工程帶來巨大的財富。

4 結語

整個航道施工過程的先導必須是精確的測量技術，誠然，數字化測量技術在某些方面仍然存在不足，但是隨著地理信息系統（GIS）的日益完善以及規范的日漸成熟，相信在未來的航道工程施工中，其應用會更上一層樓。

參考文獻

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