航測遙感技術在鐵路勘測設計中的作用

■樊之旭

（河南省煤田地質局物探測量隊 河南鄭州 450009）

航測遙感技術在鐵路勘測設計中的作用

■樊之旭

（河南省煤田地質局物探測量隊 河南鄭州 450009）

本文主要是介紹航測遙感技術的優勢，以及應用于鐵路勘測建設中的必要性，并詳細分析了其發展現狀和在鐵路勘測設計中的應用范圍，肯定了航測遙感技術對鐵路建設起到的作用。

航測遙感技術鐵路勘測設計應用作用

1 引言

我國鐵路建設隨著生產技術水平的快速發展，其建設水平也得到極大提高。鐵路的施工與勘測設計都是減少鐵路建設投資，提高鐵路質量的決定性環節?，F在鐵路勘測設計的硬件與軟件設施都有跨越性提高。地形、水文、天氣等復雜的自然環境很難通過對數表、量角尺、手搖計算機等傳統的測量工具完成精確勘測。用新型的網絡軟件和硬件設施勘測設計不僅能減少勞動成本，還可以簡化設計的程序。利用網絡虛擬現實設計、優化及智能化勘測設計的方式可以對自然環境進行技術勘測?，F代的鐵路勘測設計就是以計算機技術為依托，利用各種高科技手段進行協同設計。傳統測量設備如水準儀、繩尺、經緯儀等被新型測量設備如GPS定位、光電儀、航空遙感系統等取代，地形、水文等環境資料能迅速，精確收集，提高鐵路建設質量。我國鐵道下達明確文件，鐵道勘測設計必須充分利用航測遙感等技術，實現其設計一體化。

2 鐵路勘測設計中航測遙感技術的運用現狀

我國的鐵路建設在二十世紀五十年代開始使用航側遙感技術，在信息技術時代的推動下，它在鐵路建設中快速推廣普及。結合我國鐵路勘測設計實情，航測遙感技術不斷改進，使得航測從最開始只能測量制作1:1萬比例尺地形圖變為現在可以測量制作各種比例的地形與視像圖；遙感判釋也將簡單的黑白航片發展為彩色、紅外等多種航片，光學處理圖像變為計算機數字技術處理圖像，航空遙感也被航天遙感所代替等；線路、路基、隧道等專業也開始使用衛、航片，不再局限于水文、地質等專業；該技術應用到勘測設計全程及建設施工中，不再只是應用于線路可行性研究過程；有線勘測、損害調查和復測等都將該技術應用于其中，而不再簡單的用于新線勘測。

3 航測遙感技術在鐵路勘測中的應用

3.1 利用正射影像圖

航空攝影片被高像素的掃描儀掃描存入計算機，處理后相片就變成以像元為基礎的數據，航攝相片因地形變化和傾斜產生的投影差異，可以將其數據與地面模型數字分析、整合來調整這些差異，最后在經過系列分幅、嵌合就會得到數字正射影像圖這種數字測繪產物。該技術取代光學機械制作圖像的方式，它使用計算機的模式、視覺識別與影像處理技術來測繪圖像。這種正射影像圖能通過多樣的色彩，直觀、形象的呈現出地表狀況，這種圖像能幫助相關人員了解大量的地面信息，同時降低相關人員的工作強度和成圖周期，加強工作效率，有很大的發展空間。

影像就有以下特點：第一，將數據數字化，圖像的分辨率、比例和數據量都可以隨意調節，方便數據傳遞、共享及印刷，為工程人員提供數據支持。第二，豐富地表信息。影像包含著實地勘測所不能得到的數據和資料，且能清晰明了的獲取信息，減少外出勘測時間，提升工作效率。第三，具有遙感技術所有的功能。影像包含著遙感專業信息，專業信息可以利用計算機技術提煉、分析。如：鐵路周圍環境污染情況、水質情況；地域、鐵路所占面積統計等。傳統勘測圖設計都缺乏立體感，不真切，主要就是沒有影像作支撐。在進行選線線路設計時，可以與各種環境、地理因素相結合，給線路設計人員提供了強有力的方案論證依據。

3.2 數字地形圖能繪制出各種比例

以現代機助技術為依托，將信息化數字地圖轉變成數字的表達，這也就利用全數字地形測圖技術。形成地形圖包括數據接收、處理和圖片整理等環節。該技術就是將獲取的地形數據信息存儲于計算機上，再根據需要用人機結合的方式修改圖片繪制專題圖與地形圖，測制的地形圖帶有數字化與智能化特性，地形圖可以在數據一次性收集完成后，制作成不同比例尺，并且會有初始的地形數據提供。數字地形圖的基礎資料可以作為設計與定位大型工點、優化鐵路平縱斷面設計的輔助設計材料，且它在計算機自動選線時也是必不可少的?，F在我國鐵路勘測設計院具有完備的航測遙感內外業設備，以及數字信息、圖像、地圖編輯處理軟件平臺。具備繪制各種比例尺的全數字地形圖能力，其為勘測設計的方方面面提供了數據支持。

3.3 確定鐵路的橫縱截面圖

施工圖和線路方案設計很大程度上取決于勘測設計中線路橫斷面圖表。在原始的勘測設計中，繪制橫斷面圖前要先要一個長期的勘測，受到自然環境和人力限制會拖慢勘測設計的進度，而新型的橫斷面圖是采用航測技術繪制，這種方式經過具體實踐并得到大量推廣。

數字地面模型量測與直接量測都是斷面產生法，前者是先產生地模，然后在其中切割繪制；后者是直接在數字攝影測量站所測出的模型上直接測量。將獲取的勘測數據資料利用計算機轉化為數字儲存就能實現勘測設計智能化與一體化。航測技術的應用就是數字化獲取斷面，使用計算機操作能提高斷面的精準度，降低勘測設計成本和提高工作效率。

3.4 數字地面模型（DTM)被建立

地形屬性特點利用空間位排列，再通過數字對其進行描述，數據組根據某種特定結構集合在一起就形成了數字地面模型。平面坐標系統就是模型的空間，平面上的高程地面點代表的就是地形屬性特點，數字說明了地形的起伏變化，地理信息系統各個層次的建立也需要相關的地形資料。DTM是勘測設計的核心部分，只有將其作為工作開展的基礎才能實現勘測設計一體化。在勘測設計中通過相互交換數據銜接勘測的各個階段，DTM將所有信息收納，它作為勘測設計系統建立的中心紐帶。

DTM選擇最好的線路方案就是依據數字化對平面線形優化，對線路方案自動篩選，由線路CAD建立的平面坐標內標記橫、縱斷面的坐標，這坐標也由DTM插值出的地面線決定，橫縱斷面圖就形成。如果在復雜地形下要進行勘測設計就要繪制出全景透視圖，在橋梁和隧道設計中，大多數都采用三維動畫技術對工程進行預測，體現工程竣工后的效果和周圍環境所受到的影響，并繪制成圖，能直觀、形象的表現工程設計的不科學和不完善之處，能更好的優化線路設計方案。

3.5 工程信息通過遙感信息解譯

遙感技術作為一門快速興起的綜合性探測學科，應用于地理、生物各個學科。航空遙感也隨著航空攝影測量的需要發展成航天遙感，航天遙感技術能將地球資源和環境進行立體監測，擴大人們的觀測范圍，現在這種技術也被應用鐵道建設部門采用，將鐵道勘測設計程序簡單化，在室內就如同現場勘測一樣，能減少勘測投資同時優化線路方案，提高鐵路建設部門的經濟效益，從施工勘測準備前期到施工階段都可以使用航測遙感技術。

遙感技術可以將工程建設項目的各種方案進行優化、選擇及論證，航、衛片的合理使用將勘測設計的各專業聯系在一起，能觀測到線路區域內的地質、水質等構造和特征，能規劃線路的重點工程地段，能綜合分析周圍環境對線路的影響，從而優化線路及施工設計方案，各專業的作業也是在計算機上進行，為勘測設計提供了有利條件。

4 結束語

航測就是取用外業的簡單控制點，再利用航測儀器就可以測量大面積地形；遙感圖像不會受環境因素影響，會用影像直接、形象的傳達信息。航測遙感技術的優越性就體現在能提高地形、地質勘測效率，以及勘線和選線質量，能根據地區自然環境進行宏觀分析，減少在勘測人員室外工作時間，能提高工程建設的經濟效益等，因此，加強航測遙感技術在鐵路勘測設計中應用的研究，對鐵路事業的發展有著積極意義。

[1]陳藝珺.鐵路勘測設計技術的應用現狀 [J].甘肅科技,2010,26(14).

[2]張鵬飛.關于航 [1]張鵬飛.關于航測遙感技術的看法分析 [J].華東科技：學術版, 2014,(5):461-461.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-180-2