航測遙感技術(shù)在鐵路建設(shè)中的應(yīng)用與開發(fā)

金利姣　張宏波

【摘 要】在我國鐵路建設(shè)的過程中離不開一些先進(jìn)的技術(shù)，鐵路建設(shè)中積極應(yīng)用和發(fā)展先進(jìn)的航測遙感技術(shù)，不僅推動了我國鐵路建設(shè)的發(fā)展，也成為了既有鐵路運(yùn)營管理和鐵路勘測設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是鐵路勘測設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，并具有廣闊的發(fā)展前景。本文簡要分析了航測遙感技術(shù)在鐵路建設(shè)中的應(yīng)用領(lǐng)域，并對鐵路建設(shè)中航測遙感技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用 鐵路建設(shè) 航測遙感技術(shù)

我國的鐵路建設(shè)事業(yè)發(fā)展很快，在這個(gè)過程中離不開一些先進(jìn)的技術(shù)。在鐵路建設(shè)中積極應(yīng)用和發(fā)展先進(jìn)的航測遙感技術(shù)能夠推動運(yùn)營鐵路管理和鐵路勘測設(shè)計(jì)方面的變革。建國以來我國的鐵路航測遙感技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，目前我國的鐵路航測遙感技術(shù)綜合生產(chǎn)體系具備了比較齊全的門類，已經(jīng)成為了鐵路建設(shè)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。

1 鐵路建設(shè)中航測遙感技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1.1以航測數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)的鐵路選線CAD優(yōu)化設(shè)計(jì)

在鐵路高校、鐵路勘測設(shè)計(jì)部門和航測遙感部門的密切配合下，已經(jīng)形成了鐵路勘測設(shè)計(jì)的一體化系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過應(yīng)用相應(yīng)的軟件能夠在鐵路新線的初測和定測以及增建二線和既有線改建的設(shè)計(jì)中發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。該系統(tǒng)也以沿鐵路帶狀區(qū)域生產(chǎn)的數(shù)字地形模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立了DEM數(shù)據(jù)庫，并對數(shù)據(jù)傳輸、質(zhì)量控制等方面進(jìn)行了研究，從而使DEM的生產(chǎn)效率和精度得到了進(jìn)一步的提高，打造了規(guī)范的數(shù)字地形模型生產(chǎn)體系，推動了鐵路勘測設(shè)計(jì)一體化的發(fā)展[1]。

1.2在鐵路選線中應(yīng)用遙感衛(wèi)星圖像

在鐵路選線工作中可以積極應(yīng)用遙感衛(wèi)星圖像，將航測遙感技術(shù)的優(yōu)勢充分地發(fā)揮出來，高分辨率的遙感衛(wèi)星圖像資料能夠?qū)Φ匦蔚孛驳默F(xiàn)實(shí)性進(jìn)行良好的反應(yīng)，與1∶10 000、1∶50000比例尺地形圖結(jié)合，能夠有效的避免漏測和誤測，推進(jìn)大面積的方案比選和論證，將最佳的線路方案選擇出來。利用遙感衛(wèi)星圖像資料，我國的鐵路綜合勘測設(shè)計(jì)院已經(jīng)將衛(wèi)星正射影像圖編制出來，對鐵路選線設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)，新線可行性研究的科學(xué)性得到提高。

1.3運(yùn)營鐵路的綜合信息集成管理和數(shù)字化測繪

作為國民經(jīng)濟(jì)的大動脈，我國擁有世界上最長的運(yùn)營鐵路，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用，保障國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長，必須對鐵路線路進(jìn)行現(xiàn)代化的科學(xué)管理。因此數(shù)字化信息化管理在鐵路工務(wù)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，能夠更好地維護(hù)和管理鐵路線路，保障鐵路的正常運(yùn)行。在這個(gè)過程中應(yīng)該積極運(yùn)用鐵路航測遙感系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)，對傳統(tǒng)的鐵路工務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行改善，特別是改進(jìn)鐵路線地形圖。應(yīng)該積極推進(jìn)運(yùn)營鐵路的綜合信息集成管理和數(shù)字化測繪，對鐵路工務(wù)系統(tǒng)的數(shù)字化改造 [2]。

1.4大比例尺的高精度基礎(chǔ)測繪

在鐵路勘探設(shè)計(jì)中，相關(guān)技術(shù)人員不斷的摸索遙感地質(zhì)填圖和航測地形圖的作用，當(dāng)前在鐵路勘測設(shè)計(jì)中，航測遙感技術(shù)已經(jīng)成為了一項(xiàng)核心技術(shù)，從而使數(shù)字地形模型、大比例尺地形圖的大規(guī)模測繪會成為可能，并且能夠?qū)⒒A(chǔ)數(shù)據(jù)提供給新線鐵路勘測設(shè)計(jì)。該技術(shù)在確定鐵路線路走向、繞避地質(zhì)災(zāi)害方面發(fā)揮著重要的作用，對鐵路勘測設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行了改變。該技術(shù)的應(yīng)用也使鐵路勘測的周期和速度得到成倍的提高，鐵路勘測設(shè)計(jì)的質(zhì)量得到了更好的保障。

鐵路測繪人員在工作的過程中改造了多種航測儀器，例如通過改裝立體坐標(biāo)量測儀使其成為樁點(diǎn)式數(shù)字采集儀，改裝精密立體測圖儀使之成為機(jī)助測圖系統(tǒng)等等。

1.5航測遙感技術(shù)在鐵路不規(guī)則帶狀區(qū)域內(nèi)的應(yīng)用

鐵路不規(guī)則帶狀區(qū)域具有其本身的特點(diǎn)，在該領(lǐng)域積極應(yīng)用航測遙感技術(shù)能夠使不規(guī)則帶狀區(qū)域內(nèi)的控制點(diǎn)布設(shè)原則突破規(guī)則區(qū)域布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，將鐵路不規(guī)則帶狀區(qū)域解析空中三角測量的控制點(diǎn)布設(shè)方案和原則確定下來，不僅能夠使外業(yè)控制測量的勞動強(qiáng)度和工作量得到減少，而且鐵路航測控制點(diǎn)加密的精度也得到了極大的提高。我國的鐵路系統(tǒng)解析空中三角測量生產(chǎn)中積極應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，逐漸淘汰了傳統(tǒng)的模擬空中三角測量、無扭曲模型法、輻射三角測量等方法，并對多項(xiàng)式平差的航帶法進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，使其成為自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量，其具有自動補(bǔ)償系統(tǒng)誤差功能和粗差檢測功能[3]。

2 航測遙感技術(shù)在鐵路建設(shè)中的實(shí)際應(yīng)用及應(yīng)用效果

近十年來，在鐵路工務(wù)系統(tǒng)的數(shù)字化、信息化改造中積極應(yīng)用航測遙感技術(shù)，并取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前我國已有超過2萬公里的既有鐵路線路完成了數(shù)字地形圖的測繪和負(fù)載工作，并建立了信息化的公務(wù)中和管理系統(tǒng)。在既有線路的復(fù)測工作中，使用航測遙感技術(shù)用6年的時(shí)間完成了全部的復(fù)測任務(wù)，如果使用常規(guī)方法需要至少20年的時(shí)間，而費(fèi)用僅為常規(guī)測量的一半。在1992年的費(fèi)用成本的基礎(chǔ)上，當(dāng)前的既有線路復(fù)測工作效率已經(jīng)提高了至少兩倍。例如哈爾濱鐵路局應(yīng)用航測遙感技術(shù)進(jìn)行地籍GIS和地籍航測，其效率比傳統(tǒng)人工地面測繪高5倍，而費(fèi)用僅為人工地面測繪的一半，為鐵路地籍的收費(fèi)管理提供了翔實(shí)的依據(jù)。我國當(dāng)前積累的鐵路干線航測資料已經(jīng)超過20000千米，已經(jīng)能夠建立完整的數(shù)據(jù)庫。在隴海線天寶段，應(yīng)用航測技術(shù)發(fā)現(xiàn)了135處滑坡和崩塌，在寶成線寶略段，發(fā)現(xiàn)了3處新生滑坡、107處不穩(wěn)定滑坡和76處趨向穩(wěn)定的滑坡。而工務(wù)處使用原有測繪方法僅掌握了其中的65處。這些都充分說明在鐵路建設(shè)中應(yīng)用航測遙感技術(shù)能夠取得良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3 航測遙感技術(shù)在鐵路建設(shè)中的應(yīng)用前景

隨著現(xiàn)代科學(xué)的不斷發(fā)展，跨學(xué)科、交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科的不斷結(jié)合與滲透，在航測遙感技術(shù)中也得到了體現(xiàn)，機(jī)器人視覺、計(jì)算機(jī)技術(shù)學(xué)科、傳感器學(xué)科、信息學(xué)科等前沿學(xué)科與航測遙感技術(shù)密切結(jié)合，將會進(jìn)一步推動航測遙感技術(shù)在鐵路建設(shè)中的應(yīng)用與開發(fā)。

在鐵路工程地質(zhì)病害檢測和遙感工程地質(zhì)信息解譯中，可以積極應(yīng)用模式識別和特征提取技術(shù)、隱蔽目標(biāo)探測的技術(shù)、微弱信息提取技術(shù)、影像變化探測技術(shù)、超分辨率處理技術(shù)等等。與此同時(shí)知識庫與專家系統(tǒng)技術(shù)、GIS與數(shù)據(jù)庫技術(shù)、三維可視化技術(shù)的應(yīng)用也能夠積極推動鐵路線路平縱斷面智能化的發(fā)展。

4 結(jié)語

航測遙感技術(shù)在鐵路建設(shè)中獲得了積極的應(yīng)用，極大地推動了我國鐵路建設(shè)的發(fā)展，也成為了既有鐵路運(yùn)營管理和鐵路勘測設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是鐵路勘測設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，并具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭峰利，楊聯(lián)榮.淺談地質(zhì)找礦中的遙感技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（08）.

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[3]馮光勝.三維遙感技術(shù)在十宜鐵路地質(zhì)選線中的應(yīng)用[J].地理空間信息，2010（02）.