數(shù)字測(cè)量技術(shù)在工程中的應(yīng)用問題的探討

劉宏濤

摘 要 本文對(duì)數(shù)字測(cè)量技術(shù)在工程中的應(yīng)用問題進(jìn)行了探討，文章從闡述“三網(wǎng)合一”的測(cè)量技術(shù)理念入手，進(jìn)一步分析了數(shù)字測(cè)量技術(shù)的主要特點(diǎn)，最后對(duì)數(shù)字測(cè)量技術(shù)在工程中的應(yīng)用策略展開了研究。

關(guān)鍵詞 數(shù)字測(cè)量技術(shù);“三網(wǎng)合一”理念;主要特點(diǎn);應(yīng)用策略

1“三網(wǎng)合一”的測(cè)量技術(shù)理念

工程的測(cè)量主要根據(jù)施測(cè)階段、施測(cè)的目的和施測(cè)的功能，將平面、高程控制網(wǎng)分為勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)以及運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)，將以上三個(gè)階段的控制網(wǎng)稱之為“三網(wǎng)”。“三網(wǎng)合一”是指將勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)都采用建立共點(diǎn)平面控制網(wǎng)，作為基礎(chǔ)高程控制網(wǎng)的首級(jí)高程控制水準(zhǔn)基點(diǎn)。“三網(wǎng)合一”的理念通過鐵路相關(guān)的勘測(cè)設(shè)計(jì)單位已在客運(yùn)專線上實(shí)踐過[1]。

2數(shù)字測(cè)量技術(shù)的主要特點(diǎn)

（1）自動(dòng)化程度高。數(shù)字測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用，指的是依托于計(jì)算機(jī)軟件、信息化平臺(tái)等工具，對(duì)特定的測(cè)量對(duì)象進(jìn)行科學(xué)的自動(dòng)化處理——這包括自動(dòng)化、智能化的信息采集、數(shù)據(jù)計(jì)算、圖像呈現(xiàn)、信息分析，這就在很大程度上提升了測(cè)繪工作的效率，解放了勞動(dòng)力。不僅如此，利用數(shù)字測(cè)量技術(shù)得到的圖像要素往往更全面、呈現(xiàn)更豐富更立體，且很少出現(xiàn)測(cè)圖出錯(cuò)的現(xiàn)象，工作人員可以直接在圖像中讀取坐標(biāo)、距離、方位和面積等方面信息，這就使得傳統(tǒng)人工采集信息過程中的弊端得到了有效的克服。

（2）測(cè)圖精度高。借助數(shù)字測(cè)圖技術(shù)，工作人員可以在大至300m的范圍內(nèi)對(duì)目標(biāo)地區(qū)與對(duì)象的信息展開全面采集，其所得到的圖像成果，水平距離上的誤差可以控制在2mm之內(nèi)，高度上的差距可以控制在18mm范圍內(nèi)。不僅如此，測(cè)量得到的信息還可以以電子文件的形式得到存儲(chǔ)、整合與傳輸，這就避免了紙質(zhì)文件在傳達(dá)與保存方面易于丟失與受損的現(xiàn)象，且數(shù)據(jù)可以隨著測(cè)量工作的逐步推進(jìn)，對(duì)需要更正之處做及時(shí)的修改與校正，因此可以從更高的程度上保證數(shù)據(jù)的精度。

（3）圖形屬性信息豐富。采用數(shù)字技術(shù)對(duì)工程信息加以測(cè)量，不只是可以得到與地形點(diǎn)位置相關(guān)的信息，還可以明確目標(biāo)點(diǎn)的屬性等更為豐富的狀態(tài)資料，儀器設(shè)備可以更迅速與準(zhǔn)確地記錄下目標(biāo)測(cè)量點(diǎn)的編碼和連接信息，在最終的圖像顯示過程中，工作人員只要知道了圖像對(duì)應(yīng)的編碼，就能夠迅速從數(shù)據(jù)庫中提取目標(biāo)圖像，并在此基礎(chǔ)上，迅速展開后續(xù)的圖像信息分析與整體編輯等工作，其操作極為便捷[2]。

3數(shù)字測(cè)量技術(shù)在工程中的應(yīng)用策略

3.1 RTK定位技術(shù)

RTK（Real-timekinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）載波相位差分技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)量站載波相位觀測(cè)量的差分方法，將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)，數(shù)據(jù)量比較大，一般都要求9600的波特率，這在無線電上不難實(shí)現(xiàn)。RTK 測(cè)量技術(shù)除具有GPS 測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)具有觀測(cè)時(shí)間短，能實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)實(shí)時(shí)解算的優(yōu)點(diǎn)，因此可以提高生產(chǎn)效率。

3.2 3S集成技術(shù)

3S集成技術(shù)就是GPS、RS與GIS等的整合與利用。將其運(yùn)用于工程測(cè)量領(lǐng)域，其操作要點(diǎn)如下。首先，借助衛(wèi)星影像與測(cè)繪CAD進(jìn)行坐標(biāo)變換并配準(zhǔn)，打通傳統(tǒng)測(cè)繪數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的互轉(zhuǎn)通道，避免傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)處理手法中，CAD地形圖與衛(wèi)星影像無法精確配準(zhǔn)的問題。其次，基于高清衛(wèi)星影像的工作底圖，利用GPS的位置采集技術(shù)將調(diào)研中拍攝的照片數(shù)據(jù)在底圖上進(jìn)行空間落位;結(jié)合Arc-GIS軟件平臺(tái)中可視化展示，構(gòu)建現(xiàn)狀調(diào)研數(shù)據(jù)庫、繪制精準(zhǔn)的現(xiàn)狀調(diào)研路線圖。再者，在尚未獲取測(cè)繪高程數(shù)據(jù)或者規(guī)劃范圍數(shù)據(jù)不齊全的前期研究階段，可基于DEM高程數(shù)據(jù)完成高程、坡度和坡向分析，構(gòu)建規(guī)劃區(qū)及周邊的地表模型，模擬區(qū)域地表徑流，描繪河流水系現(xiàn)狀。最后，深度挖掘遙感影像數(shù)據(jù)的運(yùn)用，它可以反映歷史影像圖、用地解譯、城市空間演變、鐵路軌道運(yùn)行監(jiān)測(cè)等各方面內(nèi)容。

3.3 航測(cè)法測(cè)繪路基橫斷面的技術(shù)

在對(duì)線路工程加以整體測(cè)量的過程中，對(duì)其線路橫斷面信息進(jìn)行采集是非常基礎(chǔ)且重要的一步，這要求在專業(yè)的航測(cè)立體模型上完成。在具體的操作過程中，工作人員借助專門的橫斷面信息采集軟件，將線路中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或者某些交點(diǎn)的坐標(biāo)及線路曲線要素等全部導(dǎo)入到數(shù)字?jǐn)z影工作站內(nèi)部，經(jīng)過工作站與相關(guān)系統(tǒng)智能化、自動(dòng)化地生成完善的路基橫斷面圖像。將航測(cè)法測(cè)繪技術(shù)全面引入線路工程的建設(shè)與管理領(lǐng)域，為保證測(cè)量的精確程度，就必須對(duì)攝影比例尺等進(jìn)行科學(xué)的把控，同時(shí)排除地表環(huán)境中植被覆蓋等的干擾與迷惑，這些都是測(cè)量人員必須高度關(guān)注的。

3.4 LIDAR機(jī)載激光掃描測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)是隨著信息技術(shù)的快速進(jìn)步而出現(xiàn)的，它是融合激光測(cè)距技術(shù)、GPS技術(shù)等多種技術(shù)產(chǎn)物的科技力量與一體的現(xiàn)代化軟硬件系統(tǒng)。該系統(tǒng)的運(yùn)作，可以幫助工作人員得到精確度更高的數(shù)字表面模型（DSM），且其獲取速度極快，所得到的信息具有極高的精確率，且系統(tǒng)的工作不會(huì)受到外界天氣的顯著影響，這就進(jìn)一步排除了測(cè)量過程中的干擾因素。除此之外，通過分類等一系列操作，能夠得到更完善的數(shù)字高程模型信息，并且得到非量測(cè)相機(jī)的數(shù)碼圖像，最終制作出數(shù)字正射影像圖，總體來看，它在線路工程地形圖的繪制領(lǐng)域得到了比較廣泛的運(yùn)用，可極大地降低成本、節(jié)約時(shí)間。

4結(jié)束語

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)數(shù)字測(cè)量技術(shù)在工程中的應(yīng)用問題的探討，意義重大。相關(guān)工作人員需要明確數(shù)字測(cè)量技術(shù)的主要特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)其在工程中的應(yīng)用策略展開研究，使得RTK定位技術(shù)、3S集成技術(shù)、航測(cè)法測(cè)繪路基橫斷面的技術(shù)、LIDAR機(jī)載激光掃描測(cè)量技術(shù)得到合理應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 程昂，盧建康.《新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范》修訂原則及技術(shù)特點(diǎn)[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2009（8）：10-14.

[2] 張慶文.工程測(cè)量新技術(shù)在地鐵施工中的運(yùn)用[J].黑龍江科技信息，2009（11）：52.