公路勘察設(shè)計(jì)中測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

劉占慶

摘 要：現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的重要意義在公路勘察設(shè)計(jì)中體現(xiàn)得淋漓盡致。一方面，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)為公路勘察設(shè)計(jì)工作的開展提供了一個(gè)較好的服務(wù)平臺(tái);另一方面，公路勘察設(shè)計(jì)工作也因?yàn)楝F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用而變得高效率、高質(zhì)量。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，圍繞公路勘察設(shè)計(jì)中測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，從測(cè)繪內(nèi)容、工程測(cè)量實(shí)施以及具體應(yīng)用三個(gè)方面展開論述，以期優(yōu)化公路勘察設(shè)計(jì)，提高公路工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：公路工程;勘察設(shè)計(jì);測(cè)繪技術(shù)

中圖分類號(hào)：U412文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）35-0107-03

Abstract： The importance of modern surveying and mapping technology is fully reflected in highway survey and design. On the one hand， modern surveying and mapping technology provides a better service platform for the development of highway survey and design work; on the other hand， highway survey and design work has become highly efficient and high-quality due to the application of modern surveying and mapping technology. Taking this as a starting point， this paper focused on the application of surveying and mapping technology in highway survey and design， and discussed the content of surveying and mapping， engineering survey implementation and specific applications， in order to optimize highway survey design and improve highway engineering quality.

Keywords： highway engineering;survey and design;surveying and mapping technology

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)水平也逐步得到提升，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)，其廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，但與此同時(shí)，公路建設(shè)的需求和具體要求也不斷提升。如何強(qiáng)化現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，提升其在公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值，達(dá)到較好的應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)兩者的共同進(jìn)步就成為當(dāng)下發(fā)展過程中探討的重點(diǎn)內(nèi)容之一[1-2]。

1 測(cè)繪內(nèi)容

在公路勘察設(shè)計(jì)中，測(cè)繪內(nèi)容主要是圍繞工程的施工情況而展開的，作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性內(nèi)容，主要測(cè)繪對(duì)象是施工區(qū)域的地質(zhì)情況，旨在保障道路的設(shè)計(jì)合理性和施工安全性。在實(shí)際的施工過程中，通過測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，人們能夠充分了解整個(gè)道路工程的具體走向，明確不同施工地段涉及的具體地質(zhì)情況，從而采取有效的應(yīng)對(duì)措施。從這一點(diǎn)來看，測(cè)繪技術(shù)可以為公路勘察設(shè)計(jì)提供一定的科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

2 工程測(cè)量實(shí)施

在公路勘察設(shè)計(jì)中，工程測(cè)量實(shí)施主要分為兩個(gè)階段。一是初步測(cè)量階段，這一階段主要通過初步測(cè)量得出基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，形成工程設(shè)計(jì)的參考方案。二是施工圖測(cè)量階段，根據(jù)初步測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)，開展橫斷面測(cè)量。

2.1 初步測(cè)量

初步測(cè)量是對(duì)還未施工的地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，目的是通過測(cè)量來確定和優(yōu)化施工方案。其間可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，考核現(xiàn)有工程方案的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，而考核中不符合整體設(shè)計(jì)的部分就會(huì)依據(jù)初步測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。初步測(cè)量數(shù)據(jù)具有重要的應(yīng)用意義，其間主要需要完成三個(gè)方面的測(cè)量工作[3-4]。一是地形圖測(cè)量，基本把握實(shí)際地形情況，二是平面高程控制，三是基于實(shí)際需求，對(duì)必要的平縱橫面進(jìn)行測(cè)量。

2.2 施工圖測(cè)量

初步測(cè)量數(shù)據(jù)是施工圖測(cè)量開展的重要依據(jù)[5]。人們要結(jié)合初步測(cè)量數(shù)據(jù)，開展二次測(cè)量，其主要圍繞縱橫斷面進(jìn)行測(cè)量，為后續(xù)施工的有序進(jìn)行奠定良好基礎(chǔ)。初步測(cè)量和施工圖測(cè)量相互銜接，使人有效掌握設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)信息，并借助合理的規(guī)劃，完成測(cè)繪任務(wù)。但是，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)受到的限制比較多，如果出現(xiàn)問題，就會(huì)延誤整個(gè)工期。因此，人們要結(jié)合已有測(cè)繪技術(shù)，研究新型測(cè)繪技術(shù)，形成優(yōu)勢(shì)組合。

3 實(shí)際應(yīng)用

在公路勘察設(shè)計(jì)中，測(cè)繪技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用主要涉及兩個(gè)方面，一是數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，二是3S測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)指單一測(cè)繪技術(shù)，而3S測(cè)繪技術(shù)以數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)為基礎(chǔ)，基于實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的多元化組合。

3.1 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用具體分為五個(gè)方面，分別是RS技術(shù)、GPS技術(shù)、GIS技術(shù)、APS技術(shù)和CASS繪圖技術(shù)。

3.1.1 RS（遙感）技術(shù)。公路勘察設(shè)計(jì)主要通過RS技術(shù)獲得遙感影像和數(shù)據(jù)，掌握地質(zhì)情況。其間需要應(yīng)用實(shí)地鉆探技術(shù)，詳細(xì)了解包括水文條件在內(nèi)的地質(zhì)信息，以便選線階段選擇好施工、低成本、高質(zhì)量的路線方案。在實(shí)際應(yīng)用中，首先對(duì)公路勘察區(qū)域內(nèi)的相關(guān)資料進(jìn)行收集、分類、整理和歸納，然后開展數(shù)據(jù)分析，得出較為全面的分析結(jié)果，為路線選定提供有效參考。

3.1.2 GPS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)。GPS技術(shù)主要通過衛(wèi)星對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行定位，然后獲取對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，相對(duì)而言，空間定位可以達(dá)到高精度的水準(zhǔn)，最大限度地滿足公路工程的高精度要求。同時(shí)，其借助坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集與處理，工作效率有效提升。GPS技術(shù)具有高精準(zhǔn)度和高效性，也成為組合技術(shù)中的基礎(chǔ)技術(shù)。

3.1.3 GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)。GIS技術(shù)也是空間技術(shù)的一種，但是相對(duì)于GPS技術(shù)而言，GIS技術(shù)能夠根據(jù)其他技術(shù)的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維場(chǎng)景的精細(xì)演算。比如，GIS技術(shù)可以結(jié)合RS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地面控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集，進(jìn)而有效構(gòu)建空間模型，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)。

3.1.4 APS（航空攝影測(cè)量系統(tǒng)）技術(shù)。APS技術(shù)常常與DPS技術(shù)結(jié)合使用，其間通過地面激光點(diǎn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地形變化狀況的建模與分析，并反饋縱橫面信息，對(duì)土方量進(jìn)行精確計(jì)算。APS技術(shù)常應(yīng)用在自然條件較為惡劣的工程勘察設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的地面實(shí)測(cè)和航空測(cè)量都會(huì)受到惡劣自然條件的較大影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。但是，APS技術(shù)能夠完成地形勘察，提供較為真實(shí)的三維地貌信息，為整個(gè)公路工程節(jié)約時(shí)間，保證工程施工的有效性。

3.1.5 CASS繪圖技術(shù)。CASS繪圖技術(shù)繼承了CAD的強(qiáng)大繪圖功能，更加貼合我國(guó)實(shí)際測(cè)繪和施工要求，能夠基于工程施工做出專業(yè)的要素分析，推動(dòng)公路工程建設(shè)。同時(shí)，該繪圖技術(shù)能夠直接編輯和運(yùn)算，修改設(shè)計(jì)方案，大大縮短測(cè)繪時(shí)間和后續(xù)成圖修改周期。因此，CASS繪圖技術(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一。

3.2 3S測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

3S測(cè)繪技術(shù)就是將遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）整合，形成集定位、觀測(cè)、分析于一體的綜合技術(shù)體系。系統(tǒng)內(nèi)部相互聯(lián)系、相互協(xié)作，其具體表現(xiàn)為四種不同的集成方式。

3.2.1 RS技術(shù)與GPS技術(shù)的集成。RS技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，而GPS技術(shù)具有快速、精準(zhǔn)定位的優(yōu)勢(shì)。兩者的集成能夠保證數(shù)據(jù)在獲取過程中與實(shí)際情況有動(dòng)態(tài)的配準(zhǔn)，兩者能夠相互進(jìn)入對(duì)方的數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)，查詢定位信息或遙感信息。公路勘察設(shè)計(jì)可以將RS技術(shù)與GPS技術(shù)有效結(jié)合，有效開展數(shù)據(jù)分析，使得獲取信息的視域更廣，整體性更強(qiáng)，形成可靠的地質(zhì)構(gòu)造、地物識(shí)別和地形分析結(jié)論。在大比例尺公路設(shè)計(jì)圖中，這種集成方法也有較為良好的表現(xiàn)。

3.2.2 GIS技術(shù)與RS技術(shù)的集成。在這兩種技術(shù)的集成過程中，RS技術(shù)成為GIS技術(shù)的重要信息數(shù)據(jù)來源，即成為附屬于GIS技術(shù)的信息庫，而GIS技術(shù)本身具有良好的數(shù)據(jù)分析和整理能力，因此，二者的集成能夠較好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析。兩者的集成在理論層面有巨大優(yōu)勢(shì)，但實(shí)踐層面還有一定的局限性，具體表現(xiàn)在數(shù)據(jù)接口方面。GIS技術(shù)采用圖形矢量格式，因此數(shù)據(jù)接口為矢量數(shù)據(jù)接口，而RS技術(shù)使用柵格數(shù)據(jù)接口。在公路勘察設(shè)計(jì)中，RS可以作為數(shù)據(jù)庫，為GIS技術(shù)生成數(shù)字高程模型提供有力的數(shù)據(jù)支撐，而GIS技術(shù)就以模型為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多重公路信息的分析和處理。

3.2.3 GIS技術(shù)與GPS技術(shù)的集成。兩者的集成能解決彼此存在的數(shù)據(jù)應(yīng)用問題，產(chǎn)生更加高級(jí)的功能。在公路勘察設(shè)計(jì)中，GIS技術(shù)與GPS技術(shù)的結(jié)合可以生成電子地圖，從二維信息層面構(gòu)建公路數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并合理選擇控制點(diǎn)，準(zhǔn)確地計(jì)算對(duì)應(yīng)地線范圍、面積、工作量等內(nèi)容，從而大大提高工作效率。

3.2.4 三者的集成（3S集成）。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)中心點(diǎn)的不同，其分為以GIS為中心的集成方式和以GPS、RS為中心的集成方式。相對(duì)于前者而言，后者的主要優(yōu)勢(shì)在于同步數(shù)據(jù)的處理，強(qiáng)調(diào)在線空間信息的支持服務(wù)。3S技術(shù)能夠生成三維地理信息遙感圖像，前者主要負(fù)責(zé)信息解讀，后者主要負(fù)責(zé)信息收集，所構(gòu)建的地形模型不僅對(duì)公路勘察設(shè)計(jì)有較好的作用，而且在環(huán)境、景觀設(shè)計(jì)方面表現(xiàn)出積極作用，組合優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)得淋漓盡致。

研究發(fā)現(xiàn)，任何一項(xiàng)單獨(dú)的測(cè)繪技術(shù)都有其優(yōu)勢(shì)和不足，而多種技術(shù)的集成應(yīng)用能夠較好地滿足當(dāng)下公路勘察設(shè)計(jì)的具體要求，為公路勘察設(shè)計(jì)提供諸多的便利條件。這也恰恰說明，3S集成技術(shù)是未來公路勘察設(shè)計(jì)中測(cè)繪技術(shù)的重要發(fā)展方向，能夠?yàn)楣房辈煸O(shè)計(jì)創(chuàng)造有利條件，最終將其轉(zhuǎn)化為人力、成本、精力和時(shí)間等方面的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)我國(guó)道路交通建設(shè)。

4 結(jié)語

本文論述了公路勘察設(shè)計(jì)的測(cè)繪內(nèi)容，探究了工程測(cè)量的實(shí)施路徑，分析了公路勘察設(shè)計(jì)中測(cè)繪技術(shù)的具體應(yīng)用和未來發(fā)展趨勢(shì)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)不斷革新，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值越來越大，人們要更好地將其應(yīng)用于公路勘察設(shè)計(jì)中。

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