公路工程中的勘察設計及測繪技術

覃梅

（廣西路橋集團勘察設計有限公司，廣西南寧 530201）

在公路工程建設期間，科學的勘察設計技術能夠確保后期施工更加順利、高效，也是確保公路建設質量的關鍵性前提。近年來，我國公路工程不斷擴大建設規模，在勘察設計環節對測繪技術也提出了越來越高的要求[1]。為了充分滿足新時期環境下公路工程勘察設計所提出的高精度測繪需求，要求勘察設計時科學應用數字化測繪技術及3S 融合測繪技術等先進技術，以全面提升測繪效率及精度，為公路工程的勘察設計及施工建設奠定基礎。

1 公路工程中的勘察設計要點

1.1 重點勘察地形地勢

為保證公路建設具有高度可行性、安全性，必須在建設前全面勘察建設途經區域的自然環境、地勢及地形，掌握相應區域的地質條件、地形地貌等，并細致分析地質縱斷面、橫斷面條件及構造，進而繪制出準確、完整的帶狀地形圖，清晰標注有關單位，為后續工作奠定基礎[2]。因不同地區建設公路項目具有不同要求，在勘察設計環節需充分考慮地形及地勢實際條件。

1.2 科學勘察人工環境

在公路工程中進行勘察設計，還要考慮是否穿越城鎮及占用農田。通常情況下，公路工程應避免占用農田、途經城鎮地區，這樣可有效保護耕地，減少工程造價，降低對當地經濟發展及環境的影響。

1.3 立足安全性角度設計公路線路

對公路工程展開勘察設計，一個重要目標是確保公路安全運行，這里的安全既涉及車輛運行安全，也有公路設施安全。公路安全與隧道、橋梁等密切相關，所以在勘察設計環節重點分析特殊線路實際通行能力和途經車輛的特性，明確哪些危險因素會對公路安全產生影響，在設計中加以規避和解決，維護公路建設質量及安全。針對車輛運行安全展開線路設計期間，在勘察設計過程中科學優化車輛運行路線和相鄰路線，同時結合實際路線情況嚴格檢驗車輛運行速度，合理限定公路運行速度，最大限度排除車輛運行過程中面臨的安全隱患。

2 公路工程勘察設計環節的主要測繪內容

2.1 勘察設計環節的測繪

在這一環節，基于初測資料和任務書展開編制工作，并合理制定修建原則，優化選擇設計方案，明確主要工程量，結合方案及資料提出施工意見及方案，同步進行方案說明、設計預算及圖表資料的編制。在初測環節，注重為初步設計提供橫斷面、縱斷面、平面、特殊地段控制樁、地形圖、高層控制等資料。在初步設計環節，通常于1∶1000 的地形圖中制作多項比選方案。完成紙上布線之后需展開1∶2000 地形圖測繪，并實現紙上定線，布置通道、隧道、橋涵等后通過實地調查合理計算，編制概算文件。對于復雜特殊的地段，展開實地放樁以及急平、橫、縱測繪[3]。

2.2 施工圖設計環節的測繪

在設計施工圖的時候，需以經批準的初設文件為基礎，于1∶2000 的地形圖中比選方案，選擇最佳路線方案，進而詳測施工圖，具體包含主要控制地物高、關鍵工點地形圖測繪、橫斷面測繪、縱斷面測繪、中線放樣等。

2.3 控制測繪

控制測繪主要是在工程建設區域地面布設一系列控制網點，精準明確相應網點位置，便于后續地形測圖，并為多項工程的測繪放樣奠定基礎。在測繪工作開展期間，控制測繪屬于關鍵性基礎內容，若無控制測繪則無法合理、有效開展后續放樣測圖等工作。控制網能夠將測區所有測繪工件建立有序連接，發揮骨架作用，同時具有限制誤差傳遞以及積累作用。公路工程在實現勘察設計過程中，控制網發揮著重要價值，一方面，不同的設計環節需以恰當的比例尺地形圖當參考，地形圖測繪時，根據控制網點明確地形圖各個部分地貌地物具體相對位置，保障地形圖精度；另一方面，在各個設計階段基于控制網在地面上對隧道、橋梁、路線等設計位置精確放樣，同步收集各種設計所需資料，比如區域有關構造物、路基等。

3 公路工程中勘察設計環節應用的測繪技術

3.1 數字化測繪技術

公路工程在勘察設計環節應用數字化測繪技術主要涉及5個方面，即 CASS 繪圖技術、APS 技術、GIS 技術、GPS 技術、RS 技術。其中，CASS 繪圖技術具有CAD 技術擁有的繪圖功能，并且和我國公路工程的測繪要求、施工要求更加相符，結合具體工程施工，立足專業視角展開要素分析，為公路工程建設提供繪圖服務。這一繪圖技術可直接運算與編輯，對設計方案進行修改，在后期成圖中縮短修改周期和整體測繪時間，所以目前公路勘測設計中CASS 繪圖技術應用非常廣泛。

APS 技術即航空攝影測量系統，該技術一般聯合DPS 一起使用。在應用期間利用地面激光點點云數據分析地形變化狀況，同步實現建模，全面反饋橫縱面的信息，精確計算土方量。通常情況下，若公路工程面臨較為惡劣的自然條件，那么在勘察設計環節一般會使用APS 技術，因為航空測量技術與地面實測技術等傳統測繪技術容易在惡劣的自然條件干擾下出現數據不準確問題。另外，應用APS 技術勘察工程地形能夠為勘察設計提供更加真實的三維地貌信息，節約公路工程的勘察設計時間，促使后續施工更加高效。

GIS 技術即地理信息系統，該技術屬于一種空間技術，和GPS 技術相比，在應用中可結合其他技術架構精細的演算三維場景，例如GIS 技術在與RS 技術結合應用過程中，較為便捷、完整地收集地面控制點數據，并利用數據科學構建空間模型，使工程設計更加合理。

GPS 技術即全球定位系統，該技術是利用衛星對區域展開定位，進而獲取坐標點。在該技術應用下，空間定位具有高精度、高水準優勢，滿足公路工程勘察設計提出的精度要求。另外，利用坐標收集及處理數據明顯提升工作效率。基于GPS 技術的高效性、高精準性特點，該技術在組合技術應用中屬于一項重要的基礎技術[4]。

RS 技術即遙感技術，在公路工程勘察設計時利用RS 技術得到所需遙感影像及數據，進而了解與掌握工程所在地的地質情況[5]。該技術和實地勘探技術結合使用可以更詳細地了解區域內地質信息，包括水文條件。基于該技術獲取的影像信息及相關數據能夠為選線設計提供合理參考，便于優選質量高、成本低、施工便捷的路線方案。

3.2 3S 融合技術

公路勘察設計環節所應用的3S 融合技術指的是將GPS 技術（全球定位系統）、RS 技術（遙感技術）、GIS 技術（地理信息系統）結合于一體的新型測繪技術。通過相應技術的應用，合理分析工程所在地地理環境狀態，并展開準確測量，整體精準度較高。在 3S 融合技術應用中，GPS 技術、RS 技術、GIS 技術擁有不同的作用和特點。比如GPS 技術，其主要實現了快速定位，具備高精度、全天候、自動化等特點，應用中具有很強的穩定性。不過該技術也有缺點，就是在應用中不能較為準確地感知具體地貌屬性；RS 技術其優勢在于快速獲取測繪人員所需信息，不過也無法準確感知部分地貌地理屬性；GIS 技術的優勢為突出的查詢能力及信息管理能力，不過在實踐應用中數據調取功能有待增強。

3S 技術將 GPS 技術、RS 技術、GIS 技術三者優點充分融合于一體，并以互補形式彌補單一技術存在的缺陷，所以具有很強優勢，在公路工程勘察設計環節能夠立足整體層面綜合分析公路建設需求，獲取公路勘測數據。3S 融合技術在具體應用過程中需結合實際情況選擇恰當的測繪技術，例如在繪制地形地質圖時融合運用RS 技術、GIS 技術，以獲得遙感圖，同時展開數據化分析，使勘測測繪工作更加高效，確保所得測繪數據具有較高準確性，便于后期工程有序推進。

又比如在公路工程中進行地質調繪時，結合使用GPS 技術、RS 技術并著重利用GPS 技術快速定位觀測點，通過RS 技術準確獲取有關數據信息，進而清晰構建工程標志并詳細標繪觀測點位置具體的地質方向[5]。通過合理應用3S 融合技術，規避運用露天作業方式會因受制于自然地理條件而存在的操作困難問題，同時解決傳統測繪技術應用中面臨的不足，提升構圖質量，進而明顯提高公路工程勘察測繪工作水平。

4 結語

在公路工程建設期間，勘察設計及測繪工作屬于關鍵性基礎，設計及測繪質量會對工程建設的安全與質量產生直接影響。所以，必須高度重視勘察設計以及測繪工作，積極應用多種現代測繪技術以獲取更加準確的勘察數據信息，不斷提升測繪效率及質量，并為公路工程順利、安全的建設奠定堅實基礎。