測繪技術(shù)在公路建設(shè)前期工作中的應(yīng)用分析

李東好

江西中煤建設(shè)集團(tuán)有限公司 江西 南昌 330001

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，測繪工程在國家建設(shè)、制造、規(guī)劃等項(xiàng)目中越來越受到重視，許多測繪技術(shù)都有自己的運(yùn)行計(jì)劃和應(yīng)用，測繪技術(shù)在公路建設(shè)前期工作中的應(yīng)用原則如下。

1 項(xiàng)目的工程概況

本文研究的工程項(xiàng)目，是肯尼亞RWC538的公路，項(xiàng)目測區(qū)大致呈南北走向，地理經(jīng)度范圍為E36°39′～E36°20′，地理緯度范圍為S1°21′～S1°03′。測區(qū)屬于山地丘陵地帶，地勢起伏較大，平均海拔高度約1700米，屬熱帶季風(fēng)氣候，全年最高溫度為22～26℃，最低溫度為10～14℃，氣候涼爽、雨量較多，每年3至5月為長雨季，雨水非常大、11至12月為短雨季，雨水相對較少，其余為旱季。由于該路線為連接肯尼亞首都西邊郊區(qū)的城鎮(zhèn)Ngong（恩貢）和肯尼亞北邊Nakuru(納庫魯）州郡Suswa(蘇斯瓦)的主要干道，車流量較少，此條道路極大地緩解了西北地區(qū)通往首都只一條道路的交通，這些都給野外測繪工作帶來一定的難度，下圖為項(xiàng)目所在地。

圖1 項(xiàng)目所在地（圖中中線）

2 公路工程勘察

（1）初期測量工作。初步設(shè)計(jì)是根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)文件和初步調(diào)查數(shù)據(jù)制定的，擬定了主要的施工原理。選擇設(shè)計(jì)計(jì)劃以計(jì)算關(guān)鍵項(xiàng)目數(shù)量，提出施工計(jì)劃，創(chuàng)建設(shè)計(jì)預(yù)算并提供計(jì)劃說明和圖表。提供了平面，高程控件，地形圖，控制文件和特殊剖面的輪廓和剖面數(shù)據(jù)。

（2）施工圖階段勘察。根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)文件，從1∶2000圖紙中比較和選擇施工圖設(shè)計(jì)，確定路線圖，并對施工圖進(jìn)行詳細(xì)測量。放樣中心線，測量垂直截面，測量橫截面，測量關(guān)鍵作業(yè)現(xiàn)場的地形圖，測量高級特征的關(guān)鍵控制。

（3）地籍測繪。設(shè)計(jì)土地面積的地籍測量和制圖是根據(jù)經(jīng)批準(zhǔn)的建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)文件進(jìn)行的。屬性邊界站點(diǎn)測量，收集和編輯其他地籍元素?cái)?shù)據(jù)，基于地形圖繪制地籍圖以及測量土地面積。

3 應(yīng)用方法

（1）控制測量目的。受控測量通常是指將一系列控制網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)放置在項(xiàng)目建筑區(qū)域的地面上，并準(zhǔn)確確定這些網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)的位置，以便為以后的地形圖和各種工程建設(shè)測量奠定良好的基礎(chǔ)。測量控制是所有后續(xù)測量操作的基礎(chǔ)，沒有控制測量就無法執(zhí)行映射和放樣操作。

（2）控制點(diǎn)的布設(shè)原則。要滿足方便施工要求，易測量、易保護(hù)、易發(fā)現(xiàn)、不易被破壞。①沿著道路的方向前進(jìn)選點(diǎn)，并在路基清表的范圍以外，或便道范圍以外，避免以后施工中遭到破壞，為了施工但不宜太遠(yuǎn)。②選擇土質(zhì)堅(jiān)固穩(wěn)定與安全的僻靜之處，點(diǎn)位應(yīng)便于尋找、長期保存和引測。③不宜選在低濕、淹沒之處，不良地質(zhì)條件（如土崩、滑坡等）以及地下管線之上，地勢隱蔽不便于觀測之處。④如果用GPS接收機(jī)測量時(shí)，應(yīng)選在視野開闊障礙物較少的地方，遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源，避開大面積水域。⑤如果用全站儀導(dǎo)線測量時(shí)，要保證兩控制點(diǎn)之間通視，避免視線從兩課樹之間，或大型結(jié)構(gòu)物邊緣通過，以免產(chǎn)生視線的折射。⑥兩控制點(diǎn)之間的距離如有要求按照設(shè)計(jì)進(jìn)行，如無要求按照方便施工原則，一般200～300m之間埋設(shè)，但是在地形復(fù)雜或者大型結(jié)構(gòu)物的地方適當(dāng)加密。

（3）坐標(biāo)系選擇。地球外表面是一個(gè)非常復(fù)雜的物體表面，起伏不平，數(shù)據(jù)不能在這張表上計(jì)算，但它是一個(gè)波浪形的外表面，用簡單的數(shù)學(xué)和物理公式很難指出。因此，幾何圖形的其他問題也就產(chǎn)生了?？捎脜⒖紮E球體是一個(gè)國家（或其他地區(qū)）直接測量地球上所有物體的參考面，橢球體上各點(diǎn)與地球水平面上相應(yīng)點(diǎn)的平臺高差平方和較小，每個(gè)人的服務(wù)中心和參考橢球體的中心相互重疊[1]。自轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量與行星的自轉(zhuǎn)軸重合，赤道附近的投影圖也重合。兩個(gè)體積大小相同，總質(zhì)量相當(dāng)于地球的總質(zhì)量。

（4）獨(dú)立的高層控制。一級控制網(wǎng)絡(luò)通常用于公路工程中，GPS執(zhí)行四階段控制測量，為了輕松構(gòu)建和重復(fù)使用現(xiàn)有的加密第一階段導(dǎo)線的方法，一階段控制網(wǎng)絡(luò)通常采用國家點(diǎn)測量和次逆變換來從地面獲取任意坐標(biāo)系以獲得完整的坐標(biāo)系，控制與系統(tǒng)的現(xiàn)有連接。如果有一條連接線，主要控制這條線，例如天橋，長隧道等。

4 航空攝影測量方法

航空攝影可以準(zhǔn)確地捕獲地面的實(shí)際情況，但是，它不能直接用作地形圖，因?yàn)楹娇諗z影是中心投影，而地形圖是垂直（或正射）投影。航空攝影倍率：航空攝影倍率的分母不能超過繪圖倍率的4倍。航空攝影領(lǐng)域：圖像控制點(diǎn)的布局。圖像控制點(diǎn)滿足要求，確定平面和高程三維坐標(biāo)，確定在野外繪制時(shí)的相對位置，并具有清晰的邊緣和角（在航空攝影中清晰且可變）以校正航空攝影。它是從分支中選擇的，要進(jìn)行圖片修改。需要在航空攝影中繪制不清楚或缺失的物品，例如地上，地下和高架管道，路堤，陡峭的山脊，農(nóng)田，植被等。

5 數(shù)字地面模型

數(shù)字地面模型在公路測繪和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，數(shù)字地形模型是一種數(shù)字仿真過程，其中根據(jù)特定的精度要求收集用于模擬地形的采樣點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并且地形表面表示為一系列數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)[2]。如果需要有關(guān)數(shù)字模型圖面上不同位置的屬性信息，則可以使用插值處理從組中收集的巖土數(shù)據(jù)，并且可以根據(jù)DTM使用插值來獲取任何位置的巖土屬性值，根據(jù)當(dāng)前數(shù)字地面模型的準(zhǔn)確性，它可以用于高速公路的初步設(shè)計(jì)。

數(shù)字地面模型的原理：DEM是地形形態(tài)的語言或圖形模型結(jié)構(gòu)，這種方法可以根據(jù)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合收集分析處理。常用的方法可以用一個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)物理表達(dá)式來表達(dá)。這些物理和數(shù)學(xué)函數(shù)調(diào)用通常被視為要執(zhí)行的插值函數(shù)定義。這些直接處理方法也可以是曲面重建或雙曲面造型，利用多項(xiàng)式的零階項(xiàng)構(gòu)造DEM曲面模型，并初步確定所有數(shù)據(jù)點(diǎn)的水平位置，然后進(jìn)行后續(xù)建模工作。例如，如果從多個(gè)訓(xùn)練集建立相關(guān)的平面投影，直接聚焦在一個(gè)小區(qū)域的點(diǎn)上，那么人體的體表也可以由多個(gè)階段組成，基本結(jié)構(gòu)與外表面相鄰，不相連[3]。曲面設(shè)計(jì)建模主要是基于矩形進(jìn)行分析，多項(xiàng)式的前三項(xiàng)（兩個(gè)一階項(xiàng)和零階項(xiàng)）也可以合成兩個(gè)二維平面，并且至少可以使用三個(gè)點(diǎn)一個(gè)二維平面在生成過程中變成一個(gè)三角形。由于正方形在形狀和尺寸上都具有很大的靈活性，因此這四種造型方法可以方便、完美地將虛線、明顯的地形特征線或其他數(shù)據(jù)集成起來，成為一種曲面造型方法[4]。

選擇建模方法：上面提到的四種主要建模方法對應(yīng)于特定的特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中，不應(yīng)用基于點(diǎn)的建模，并且混合曲面通常會(huì)轉(zhuǎn)換為基于三角形和網(wǎng)格的三角形網(wǎng)絡(luò)。建模方法是兩種基本的建模方法，確定道路橋梁工程的位置，放樣軸線，檢查高程，測量總高度，測量并建造建筑物的垂直方向沉積物觀測結(jié)果應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行審查。

專業(yè)的測繪監(jiān)理工程師要定期檢查測繪數(shù)據(jù)，建設(shè)單位必須積極配合。每次測量的測量計(jì)劃不僅應(yīng)由負(fù)責(zé)的技術(shù)人員檢查，而且還應(yīng)負(fù)責(zé)運(yùn)行直尺，觀察鏡子，校準(zhǔn)，在測量后進(jìn)行檢查和檢查。審核負(fù)責(zé)人必須簽字。原始記錄和基于原始記錄分類的測量結(jié)果是測量技術(shù)數(shù)據(jù)。在施工測量檢查員每次復(fù)查測量結(jié)果時(shí)，如果判斷建筑物的垂直度或沉降異常，則負(fù)責(zé)將其報(bào)告給專業(yè)主管，如果未報(bào)告隱藏信息，則由負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)。

6 結(jié)束語

工程施工勘察控制是施工前控制的基本操作，在施工準(zhǔn)備階段很重要，監(jiān)理工程師應(yīng)將其作為確保工程質(zhì)量的重要監(jiān)測手段。參與施工測量監(jiān)督實(shí)踐的監(jiān)理工程師，其施工測量控制的主要任務(wù)包括測量控制網(wǎng)絡(luò)審查，施工線控制和現(xiàn)場測量與測量，并為這些環(huán)節(jié)提供監(jiān)督方法。