3s技術在公路測量中的應用

文/馬騰 山東通達路橋規劃設計有限公司 山東煙臺 264003

為了強化我國公路工程測量管控，使其更好的為公路工程施工服務，積極引入先進的測量技術是非常必要的。3s技術具有集成、高速、精確、便捷等眾多優勢，其在公路測量中的應用，使公路測量更加符合新時期公路施工建設對公路測量的要求，促進了公路工程整體發展。下文就針對3s技術在公路測量中的應用進行具體分析。

1、現代測繪新技術(3S技術)

1.1 RS與GPS的集成

在GPS技術中其具備定位系統功能，并將相關RS采集的數據傳輸給GIS系統，進而增加了兩項技術所獲數據的協調一致性，從而實現監控GIS數據庫，再將RS結合進行分析，可獲得準確的GPS定位信息。

1.2 GIS與RS的集成

再將GIS與RS技術相結合時，主要體現在利用RS基礎數據獲取相關GIS信息；GIS則是建立在空間管理的基礎上進行的數據處理分析技術。當進行GIS與RS的集成時，就需要注意接口數據需要柵格控制矢量的問題。兩者的集成以柵格格式記錄遙感信息系統，利用像元存儲記錄作為存儲數據的格式。一般利用點線面為表現形式的圖形矢量GIS為存儲形式記載信息。兩者之間最大的差異性在于，在不通過的空間領域內以其獨自的方式對現實中的部分信息以影像、制圖數據的形式進行展現。

1.3 GIS與GPS的集成

將GPS和GIS兩者進行集成，有助于兩者更好的發揮自身的優勢，并促進兩項技術都有所發展與提升，保證功能的先進性。地圖上的GPS信息可以通過GIS技術進行顯現，使得結果更直觀，查詢更便捷，可供漫游使用。

1.4 GIS、GPS和RS的集成

將3S技術進行集成，主要的結合方式有兩種，一種是將GPS和RS視為中心技術支撐，另一種是以GIS為集成中心。第一種方式則便于對數據進行同步處理，以RS、GPS技術獲取的信息數據為核心，通過GIS數據庫并在其本身所具備的分析功能下，總結出可靠的數據信息，供相關部門作為動態管理的參考、與決策的依據。

2、3S技術在公路測量中的應用現狀

2.1 GPS在公路測量中的應用

GPS技術應用的優勢相比于傳統測量方式主要表現為：定位更加精準，檢測速率更快，建立三維坐標圖，數據分析簡單，便于利用，不需通視等。由此可知，在公路建設階段GPS是不可或缺的現代化科技，在公路測量時進行應用可以，更嚴密的控制國家部分控制點；有益于隧道觀看；有利于測量特大橋；有利于進行室外控制點的測量與攝影；便于監測密林、密灌的地域的線路等等。隨著現代化的發展，GPS技術在不斷的完善，對此在進行工程放樣時的應用取得了顯著的成效，將放樣階段進行了步驟簡化，使得外觀操作、室外計算等都增加實效性，進而大幅提升了測量作業的有效率。

2.2 RS在公路建設中的應用

隨著遙感技術的不斷發展與完善，其在空間領域的應用取得了顯著效果。遙感圖像的使用使得公路選址評估、工程監測評估、公路最優選線等動有所優化。利用遙感技術更好的將視為圖像轉移到室內視線可視化觀察，有助于推動線路的優選，促進線路質量的改善，并保證勘測環節進展更加順利，有效的降低與節約了勘測設計花銷。不僅如此，RS技術有較強的數據存儲能力，因此信息儲備量豐富可提準確的數據為線路設計作為參考，有效的降低了勘探投資。此外，RS技術為研發設計人員提供了充分的地貌實際狀況資料，可為設計人員提供準確的參考資料。

2.3 GIS在公路建設中的應用

近些年GIS技術廣發流傳在公路建設領域中，其有高效的信息采集、分析功能，并可進行數據的相關處理，在環境管理、資源管理、政府決策等領域都有較強的應用優勢。對此可利用工建設領域為平臺進行GIS的普及化與社會化。對此可在工程施工階段通過平臺、模型的構建，使工程信息以GIS為技術依托，建立可視化專業模型，將勘探檢測、設計施工等向現代化電子技術轉型。

當前，應用GIS在公路建設領域的主要前景為，集成與公路建設有管理的幾何圖形、多功能屬性數據等；通過使用數據轉換、數據處理等方式實現利用比例尺與投影儀進行數據的比對，以選擇最優公路建設方案，并在此基礎上，提供必要的公路設計圖、施工方案的輔助服務；通過GIS所具備的統計功能、信息處理功能等更好的落實公路拆遷活動等。總得來說，在公路建設過程中應用GIS技術，可保證信息的數據化、規范化、方便化、有利于提升公路建設等有效率。

3、3S技術在公路測量應用中存在的問題

GPS技術在平面控制測量領域中的優勢是不容小覷的，但是其在發展階段仍存在諸多的不足。

3.1 坐標系統應用轉換

當前GPS技術主要建立在WGS-84大地坐標系中，但國內將控制點的應用主要集中在兩種坐標內，一種是954北京坐標系，另一種1980國家大地坐標系。通常在實際測量時，需要完成兩種坐標系的轉換，根據軟件計算后，才可應用GPS技術。

3.2 投影面選擇的不同

在設計和施工單位存在投影面選擇標準不同的問題，使得GPS技術轉化存在偏差。根據GPS(JTJ/T066-98)的相關規定可知：當WGS-84大地坐標系統和平面坐標兩者轉化的過程中，不超過2.5cm/km為標準的測區內投影長變形值以內。而不同測區自身的地理位置、高程都有所不同，選取坐標系統時則可采用的方法為：

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

3.2.2 變形值超過2.5cm/km，可選擇公路抵償坐標系：

①1954年北京、1980國家坐標系中所對應的；

②對應在抵償高程面上的坐標系；

綜合上述可定，在進行投影面的選擇時，可以投影長度的變形值來確定，并根據投影面適當的減少變性值。但根據實踐工作可知，即使是不投影也是可以的。這也有利于后續步驟中的施工放樣操作更順利。

在進行施工建設的過程中，大部分施工單位更希望獲得的數據是沒有進行投影的，這樣的數據更據直觀價值，保證施工的便捷性。

但選擇不投影則難保證GPS數據的可靠性。對此，最佳選擇方式是以傳統方法處理坐標成果。在保證數據正確的前提下，可結合并未投影的數據進行成果的優化并加以施工。

結語：

3S技術是遙感、地理信息系統和全球定位系統的有機結合，它以其精確、方便和強大的數據處理功能等優點，被廣泛應用于資源管理、道路設計等領域。隨著20世紀90年代初期衛星定位系統技術的民用化，推動了3S技術在道路測量中的應用。當前，該技術主要應用于遠離目標、大面積地面信息獲取，大范圍的工程規劃、設計以及方案可行性選擇等方面。本文針對3s技術在公路測量中的應用進行了分析，希望能夠為我國公路工程項目發展提供助力。