淺談數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)和地質(zhì)工程測(cè)量的發(fā)展應(yīng)用

徐吉松 陳志華

摘 要：近年來，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，信息技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種新型工程測(cè)量技術(shù)，將其應(yīng)用在地質(zhì)工程測(cè)量中，可以顯著降低測(cè)量人員的工作強(qiáng)度，提高地質(zhì)工程測(cè)量的準(zhǔn)確性，對(duì)此，下面就數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用及發(fā)展展開全面分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化測(cè)繪技術(shù);地質(zhì)工程測(cè)量;發(fā)展;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P231.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）03-0091-02

0 引言

地質(zhì)工程對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著十分重要的作用，其涉及到建筑工程、水利工程、煤礦工程等多個(gè)領(lǐng)域[1]。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是一種現(xiàn)代化、綜合化的地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)，其具有智能化、自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，可以明顯提高地質(zhì)工程測(cè)量效率，即便是在惡劣的環(huán)境下，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)也可以獲取精準(zhǔn)的結(jié)果，極大的降低了地質(zhì)工程測(cè)量中的資源消耗[2]。

1 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)及地質(zhì)工程測(cè)量的概述

1.1 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的概述

對(duì)于數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，是在網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)數(shù)字化測(cè)圖的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新技術(shù)，其以全球定位系統(tǒng)為工具，對(duì)相應(yīng)的輸入、輸出軟件進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)地理信息的獲取、繪圖，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)[3]，社會(huì)各界對(duì)于地理信息資源的需求量越來越大，資源配置、測(cè)繪技術(shù)也時(shí)刻發(fā)生著變化，GNSS、GIS、RS等信息技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在測(cè)繪體系中，在測(cè)繪體系服務(wù)中，也從以往的標(biāo)準(zhǔn)化地圖服務(wù)轉(zhuǎn)向全方位網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化服務(wù)。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)操作簡(jiǎn)便。測(cè)量人員只需要具備簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)操作能力，利用鍵盤、鼠標(biāo)等操作，就可以利用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖形生成、編輯，并且數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)可以對(duì)測(cè)圖進(jìn)行及時(shí)的自動(dòng)化更新，不需要測(cè)繪人員將相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄、計(jì)算等輸入到系統(tǒng)中，有效的降低了由于人為因素而引起的數(shù)據(jù)誤差問題，實(shí)現(xiàn)了利用數(shù)字化圖形展現(xiàn)實(shí)物要素。

1.2 地質(zhì)工程測(cè)量的概述

對(duì)于地質(zhì)工程測(cè)量，是一項(xiàng)十分復(fù)雜多面的工作，其測(cè)量方法包含地質(zhì)方法、地球物理方法、地球化學(xué)方法、遙感地質(zhì)方法等多種方式。地質(zhì)工程測(cè)量要求通過地質(zhì)學(xué)的理論、方法，對(duì)地層自然露頭、人工地質(zhì)點(diǎn)（勘探點(diǎn)）進(jìn)行觀測(cè)，并按照相應(yīng)的比例精度要求，通過相應(yīng)的符號(hào)、線條、顏色，將地層、標(biāo)志層、構(gòu)造線等填繪在圖上，并編制成各種地質(zhì)圖件[4]。地質(zhì)工程測(cè)量是地質(zhì)調(diào)查和勘察中十分重要的一項(xiàng)工作。地質(zhì)工程大多通過探槽、深井、淺鉆等揭露局部表土掩蓋的土層，或者利用地面電法，對(duì)主要構(gòu)造線、地層界線進(jìn)行控制，地質(zhì)工程測(cè)量就是確保上述控制精度符合相關(guān)要求。

在進(jìn)行地質(zhì)工程測(cè)量工作時(shí)，包括準(zhǔn)備工作、野外實(shí)測(cè)工作、成果整理編寫工作等幾個(gè)方面，其中在進(jìn)行準(zhǔn)備工作階段，要認(rèn)真的收集、閱讀相關(guān)資料，并結(jié)合地質(zhì)材料圖，將全部基巖露頭地點(diǎn)標(biāo)出來，初步編制工程地質(zhì)略圖，編寫好設(shè)計(jì)書，便于地質(zhì)工程測(cè)量工作的開展。在野外實(shí)測(cè)階段，需要做好野外踏勘與實(shí)測(cè)剖面工作、路線地質(zhì)觀察及野外地質(zhì)圖的填繪工作等兩個(gè)方面，保證野外實(shí)測(cè)準(zhǔn)確性[5]。最后在成果整理編寫階段，要做好地質(zhì)工程測(cè)量成果的整理、編寫工作，從而為實(shí)際應(yīng)用提供服務(wù)。

2 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 在地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

近年來，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地質(zhì)勘察工程也越來越多，這也使得地質(zhì)勘察工作量不斷增大、地質(zhì)工程測(cè)量要求不斷提高，在實(shí)際中必須采用更加科學(xué)、合理、先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)作為支撐，滿足實(shí)際測(cè)繪需求。在地質(zhì)勘察中，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在地質(zhì)勘察點(diǎn)測(cè)量、大比例尺地形圖測(cè)繪、地質(zhì)勘探線測(cè)量等方面。在以往的地質(zhì)勘察中，測(cè)繪人員必須在野外進(jìn)行操作，并且在工作中要求測(cè)繪人員必須背負(fù)沉重的測(cè)量設(shè)備，這會(huì)在很大程度上制約測(cè)繪人員的工作效率，加上野外的工作環(huán)境比較復(fù)雜，測(cè)量難度很大，加劇了測(cè)繪人員的工作負(fù)擔(dān)。而數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，有效的改變了這種狀況，測(cè)繪人員可以利用數(shù)字化測(cè)繪設(shè)備，做到“輕裝上陣”，降低了設(shè)備、人員操作等因素引起的測(cè)繪誤差，提高了測(cè)繪效率，同時(shí)也節(jié)省了人力資源[6]。

2.2 成圖數(shù)字化的應(yīng)用

在地質(zhì)工程測(cè)量中，測(cè)量人員可以利用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)完成數(shù)字化成圖，通過數(shù)據(jù)采集工具獲取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行規(guī)范的整理，輸入到測(cè)繪成圖軟件中，就可以進(jìn)行數(shù)字化成圖，并從輸出設(shè)備中輸出成圖，整個(gè)過程如圖1所示[7]。通過數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以有效的減輕測(cè)繪人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)還最大限度的提升了測(cè)圖的精確性。同時(shí)在這一過程中，測(cè)圖的編輯、修改十分簡(jiǎn)便，有效的提升地質(zhì)工程測(cè)量效率。當(dāng)前，我國(guó)采用的數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)主要有南方CASS內(nèi)外業(yè)一體化成圖系統(tǒng)、清華三維EPSW電子平板測(cè)圖系統(tǒng)。

2.3 攝影測(cè)量的應(yīng)用

在數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)中，攝影測(cè)量是十分重要的一部分，其主要功能是利用攝影的方式獲取影像，并結(jié)合影像內(nèi)容中的物體形狀、大小、位置等數(shù)據(jù)信息，開展地質(zhì)工程測(cè)量工作。攝影測(cè)量的原理是利用光學(xué)攝影機(jī)、數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行影像圖片獲取，并利用攝影處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)工程測(cè)量工作的開展，由于攝影測(cè)量獲取的圖片具有很高的清晰度，便于測(cè)量精準(zhǔn)度的保證，同時(shí)還可以有效的提高測(cè)繪人員獲取測(cè)量信息的能力。在具體應(yīng)用中，由于野外攝影獲取像片存在光照、云層、風(fēng)力等客觀因素的影響，因此，必須按照相關(guān)規(guī)范的要求開展工作，如選擇成像清晰、云層遮擋影響較小、風(fēng)力影響較小的時(shí)段進(jìn)行野外拍攝。攝影測(cè)量屬非接觸式測(cè)量，應(yīng)用在野外測(cè)量中，能極大的保證測(cè)量工作的順利進(jìn)行，節(jié)省了資源投入;尤其對(duì)一些人工不能到達(dá)的區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，利用攝影測(cè)量就能迎刃而解。其處理流程如圖2所示。

2.4 無人機(jī)攝影技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量的應(yīng)用

利用無人機(jī)攝影技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)工程測(cè)量時(shí)，要對(duì)測(cè)量范圍、測(cè)量區(qū)域進(jìn)行劃定，并且要對(duì)無人機(jī)的起飛位置、降落位置、空間準(zhǔn)備進(jìn)行明確，同時(shí)為了控制有效拍攝時(shí)間，還需要對(duì)航線進(jìn)行合理規(guī)劃。在進(jìn)行測(cè)繪區(qū)域規(guī)劃時(shí)，可以從空中俯瞰，把測(cè)繪區(qū)分成兩邊等距的長(zhǎng)條狀區(qū)域，并在測(cè)繪區(qū)的四個(gè)角上安設(shè)相應(yīng)的標(biāo)志，結(jié)合無人機(jī)飛行時(shí)間、飛行速度、重疊度規(guī)劃航拍流程。為了保證精細(xì)化測(cè)量，要建立相應(yīng)的測(cè)量區(qū)域控制網(wǎng)，根據(jù)測(cè)量獲取的地圖大小，建立控制網(wǎng)，并設(shè)置像控點(diǎn)，建立三維坐標(biāo)系，便于坐標(biāo)收集。在完成無人機(jī)拍攝后，就需要進(jìn)行攝像數(shù)據(jù)處理，從而滿足相關(guān)數(shù)據(jù)需求，利用無人機(jī)獲取攝影數(shù)據(jù)資料，對(duì)地質(zhì)工程測(cè)量非常靈活、方便。其處理流程和攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理流程基本一致。

2.5 激光雷達(dá)在地質(zhì)工程測(cè)量的應(yīng)用

基礎(chǔ)測(cè)繪是工程測(cè)繪的重要組成部分，其包含數(shù)字線化地圖、數(shù)字柵格地圖、數(shù)字正射影像等內(nèi)容，其中數(shù)字線化地圖、數(shù)字正射影像都需要高精度三維信息支撐，如通過精確的地形信息，數(shù)字正射影像能對(duì)開展微分糾正，其工作程序比較復(fù)雜，對(duì)技術(shù)、設(shè)計(jì)要求比較高。對(duì)此可以利用激光雷達(dá)技術(shù)，提供準(zhǔn)確的地面三維坐標(biāo)，滿足高精度影像微分糾正的需求，使得數(shù)字正射影像生產(chǎn)變得更加輕松、簡(jiǎn)單，在實(shí)際操作中，不再需要利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量平臺(tái)，有效降低了測(cè)量成本，同時(shí)還可以通過遙感圖像處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘻y(cè)量。

3 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展展望

伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)及測(cè)繪設(shè)備也朝著現(xiàn)代化、智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展，傳統(tǒng)的人工測(cè)繪逐漸被淘汰，取而代之的是數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，特別是現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)，如無人機(jī)攝影、激光雷達(dá)等技術(shù)[8]，其在地質(zhì)工程測(cè)量中，可以滿足社會(huì)各界對(duì)于地質(zhì)工程信息的需求，測(cè)繪部門還需要認(rèn)真仔細(xì)的做好屬性信息收集、分析、整理、歸納等工作，并參與到數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)開發(fā)中，促進(jìn)我國(guó)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的新發(fā)展。在實(shí)際中，智能化測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)，徹底打破了傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的不足，智能化測(cè)繪技術(shù)將測(cè)繪行業(yè)帶入了自動(dòng)化的方向，為了更好地促進(jìn)測(cè)繪事業(yè)的發(fā)展，必須進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)智能化測(cè)繪、信息化測(cè)繪的研究，并以市場(chǎng)需求為出發(fā)點(diǎn)，將其應(yīng)用在測(cè)繪實(shí)務(wù)中，促進(jìn)測(cè)繪企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，滿足測(cè)繪行業(yè)的整體發(fā)展需求，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測(cè)繪的深入發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)與工程測(cè)量需求共同推動(dòng)的產(chǎn)物，在地質(zhì)工程測(cè)量中發(fā)揮著十分重要的作用。通過數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，可以全面提高地質(zhì)工程測(cè)量效率及測(cè)量準(zhǔn)確性，可以為工程建設(shè)的有序進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。因此，在實(shí)際中，為了更好的發(fā)揮出數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就需要全面加強(qiáng)對(duì)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)、設(shè)備、操作方法的研究，并加強(qiáng)創(chuàng)新，從而有效的提升地質(zhì)工程測(cè)量水平，更好地發(fā)揮出地質(zhì)工程測(cè)量的作用。

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