淺談數字化測繪技術在工程測量中的應用

薛燕莎

河北省煤田地質局物測地質隊 河北 邢臺 054000

科技進步促進了各行各業的改革創新。近年來，我國全面進入信息和數字時代，各種先進技術手段在工程勘察中得到廣泛應用。數字測圖技術在工程勘察中的應用不僅方便快捷，而且可以保證測繪成果的可靠性和準確性。

傳統的測量主要是手工進行的，測量主要依靠人工記錄。總結所有測量數據后，即可得出最終結果。整個過程需要大量的人力、物力和資金支持。由于人為和不確定因素的影響，測量數據會出現偏差。可以看出，在工程監測中引入和應用數字測繪技術，不僅可以避免傳統測量中容易出現的諸多問題，而且可以保證測量成果的精度。

1數字化測繪技術的定義與優勢

科技進步促進了各行各業的改革創新。近年來，我國全面進入信息和數字時代，各種先進技術手段在工程勘察中得到廣泛應用。數字測圖技術在工程勘察中的應用不僅方便快捷，而且可以保證野外測量成果的可靠性和準確性。

1.1 數字測量技術的定義

數字測量技術是21世紀發展起來的高新技術。在不斷發展的過程中，可以使工程測量朝著更加信息化、自動化的方向發展。借助智能處理模式，可以簡化作業流程，提高測量效率，完成自動分析，也可以實時有針對性的數字化部分數據。在數據自動采集的前提下，完成數據計算、數據傳輸、數據存儲等多個環節，實現數據、圖像的融合，實現測量成果的可視化。從目前測繪手段的發展來看，可以分析出新的測繪技術主要有以下幾種常見類型。首先是高速攝像技術，目前，它具有成本低、精度高、效率高等優點。第二，遙感技術，主要結合衛星影像等，快速建立模型，進行數字化。該方法適應性強，適用于各類復雜地區。第三，GPS技術，它具有非常高的精度和可靠性。第四，GIS技術主要利用地理空間要素，根據所涉及的模型進行測繪，具有很強的適應性，如測繪水利和土地工程。

1.2 數字測繪技術的優勢

（1）提高數據精度。數字化測繪技術在制圖和野外成圖方面具有較高的測量精度和顯著優勢。數字化測繪技術在工程勘測過程中的應用，可以通過繪圖技術和數字測繪技術全程采集勘測數據，并能自動采集三維坐標，尤其在地形復雜的區域，保證工作人員安全的前提下也能準確獲取想要的數據。數字測繪技術還可以自動存儲數據，節省記錄數據的一般時間，提高工作效率。

（2）自動化。數字測繪技術以及工程測量的主要優勢是因為數字測繪技術是一項基于計算機的新技術。實際上，將計算機技術集成到數字測繪應用中非常重要，并借助這一環節加強制圖自動化技術和測繪技術的融合。隨著計算機技術、制圖技術和數字測量技術的不斷發展正變得越來越全面。這可以完全滿足對圖形信號節點和計算自動化的需求，并且可以使地形圖處理更輕松，更準確。此外，在工程研究過程中引入數字測繪技術可以提高自動化水平，減少對人力的過度消耗。

（3）獲取信息內容豐富。數字測繪技術在工程測繪中的應用可以豐富信息獲取的廣度;利用數字測繪技術可以進一步提高野外獲取的數據的準確性;在一些特定領域可以更好的發揮他的優勢，根據具體的工作任務和周邊地形環境的特點有針對性的開展工作，可以根據實際需要測量地形和地物。總之，數字測繪技術的出現可以更快捷更高效的獲取目標地物的關鍵信息，通過電腦終端生成地形圖等可視化成果，為正在進行的制圖環節和技術研究提供堅實的基礎。

（4）方便存儲。數字測繪技術可以簡化數據存儲的形式，圖片技術和數字成像技術的出現更方便、長久的收集和存儲到電子產品中，從而提高工作效率降低返工率，進而降低生產成本。運用新的測繪技術和手段在特殊環境下或者極端觀測條件下可以完成人工完成不了的工作任務，獲取周圍環境數據，在觀測的同時即刻完成存儲，保證數據的長久性和可讀性，有效存儲數據，并及時轉換處理某些數據成果，并將結果直接輸出。這將使工作效率有質的改變，便于野外隨時掌握觀測成果，安排下步工作任務和方向。

2 目前工程測繪的現狀

2.1 等高線處理不當

因為傳統制圖過程中的目標對象的高程通常基于在現場收集的地貌點的高程，我們需要努力實現不同的景觀有特征的高程點來獲取和計算處理從而繪制地圖。但是我們在實際過程中獲得的信息存在錯誤。這需要通過人工干預來解決。但該技術將基于專業測量人員的專業技能和經驗判斷。這影響到了測繪成果的精度和成果的真實還原度。

2.2 現場數據收集不準確和不完整

首先，環境復雜的區域地形點收集不足，例如懸崖上的一些點和懸崖下方的點，這些區域人工很難到達，同時觀測此類地形點也有一定的危險性。這會影響地形圖繪制，如果點位采集不到位，也會影響最終成果從而難以準確反映定位。其次，例如在涉及地下管線測繪方面，對地下隧道，電力線，電信網絡或電纜以及各種管道的起源和終點探測不到位，這樣會影響到后期施工放線。第三，前期設計不完善，在前期實地踏勘和野外測繪中，由于地形和人員素質的影響，導致設計數據和實地相差出入很大。或者由于前期數據采集時間太久，由于人來生產活動，實地地貌已經改變，這樣就需要及時知曉，不再使用之前的老舊數據。野外踏勘是一項非常必要的工作，必須確保地形圖上位置的精確度。

2.3 自檢無效

與傳統的地圖制圖相比，新型的測繪技術在獲取地表數據和地物特征點方面有更大的優勢，同時也發現傳統技術的更多缺陷。除了上述問題之外，也需要加強繪圖員的專業素質，加強其對野外現場的了解程度，同時有專業的檢核人員負責仔細檢查可能出現的錯誤，以及可能出現的其他遺漏，這些都與測繪成果生產過程的質量控制有關。

3 數字化測繪技術在工程測量中的具體應用

3.1 地圖矢量化技術在數字制圖中的應用

在傳統工程圖的數據處理過程中，容易受到多種因素的影響，例如矢量化原始圖紙時，導致圖上地物和線條的失真和扭曲變形。但是，通過現代化數字測繪技術的應用可以有效地解決這些問題。如果工程測量的制圖員獲得了原始數據，可以利用數字測繪和數據處理軟件進行分層存儲，從而有效地減少了矢量化過程中產生的問題。同時，在用數字繪圖方法處理原始地圖的過程中，可以根據原始圖中不同地物自身屬性快速找到具有相同屬性的圖形信息，然后將數據與數據進行比較和綜合應用。在此基礎上，可以進一步改變顏色、形狀等。此外，在利用原始數據重新線化地圖時，工程測量人員可進一步改善數據建立新的資料庫，以提供更豐富及準確的圖形數據，為工程施工提供技術支撐。

3.2 數字地理和航空攝影技術在數字制圖中的應用

在工程測量過程中，數字地球技術和航拍技術作為兩種重要的數字測繪技術得到了廣泛的應用。數字地理學對工程測量數據進行綜合處理，從而建立統一的坐標系。在此基礎上，結合數字地球技術，將更令人滿意的地圖數據與獲得的大量信息有效地結合起來。例如，Google Earth是目前測量人員在工程測量中使用的技術之一。結合這項技術，在測量過程中，工程測量人員可以對地理環境和地質地貌進行有效的預判和測量。此外，航空攝影技術是工程測量中應用較為廣泛的方法。利用這項技術，可以有效地提取和建立工程測量地面模型的參數以及航空攝影數據，從而可以繪制區域測量的完整地圖。同時，在進行工程測量時，這項技術并不局限于天氣、地形等因素[1]。

3.3 數字化測繪技術在建筑工程中的應用

隨著我國建設的快速發展，數字測繪技術得到了充分的應用。其中主要包括建筑地盤的資料搜集、建筑地盤的地形測量、建筑地盤的測繪及建筑地盤的定位。采用數字繪圖技術在施工現場采集數據，首先可以采集施工主體數據，便于后續工程數據的利用。第二，這項技術可以收集建筑物的墻壁數據，特別是每一個建筑物的墻壁數據，并利用這項技術進行測繪和分析，包括有關墻壁承載力的具體參數的信息，等等。第三，利用這項技術還可以測量建筑起重機的數據，從而確定懸吊板的高度，便于后續施工。在建筑工程地面測繪方面，采用數字化測量方法，可大大提高地面測繪的準確性，誤差大約在3cm以內。同時，利用這種測繪技術，可以提供更多樣化的測繪手段，開發出大規模的測繪產品。在建筑工程的定位方面，利用GPS數字衛星定位技術，可以準確地定位建筑物，從而獲得整個建筑物的可靠位置數據。

3.4 數字化測繪技術在地質工程勘測中的應用

在地質工程的勘測中，工程技術人員或研究者往往對地質狀況的測繪結果有較高的要求，這樣才能有效保證后續工作的開展。因此，利用數字化測繪技術能有效的滿足這類工程的勘測。通過數字化測繪技術的應用，可以對復雜地質結構進行有效的數據獲取和圖形繪制。例如，在這一技術的幫助下，可以進行地質頂線、帶狀地形圖以及大比例尺地形圖的有效測量。同時，由于地質工程勘察往往處于一些較為惡劣的野外工作環境中[2]，所以只有攜帶較為方便，且操作流程較為簡單的測量設備才能滿足他們的需要，而數字化測繪設備恰恰能滿足這些要求。另外，在野外地質勘測過程中，利用數字化測繪技術的GIS系統，可有效對所測定的數據信息進行整合和快速保存，從而幫助勘測人員順利完成工作。在地質測繪方面，利用數字測量儀器和測繪軟件，可以有效地建立完整的土地測繪系統，從而減少在土地測繪過程中獲得的數據誤差。

3.5 數字化測繪技術在礦山工程勘察中的應用

在采礦測量中，應用數字化測繪技術可以極大地提高采礦工作的精度和效率。它主要包括以下應用領域：用于數字制圖技術采集的數據繪制地形圖。配合應用的電腦技術，可提供在山泥傾瀉工程中所得的地形圖，協助采礦業建筑工人準確地確定位置和目標。利用這項技術對礦井采集的數據進行意義分析，在礦山測量中，該技術的應用不僅提高了測量精度，而且使所得數據能夠快速存儲處理，從而預測分析了礦山建設項目的風險因素，最終保證了施工安全。利用這項技術為礦山工程人員提供業務援助，利用該技術對礦山所有施工工作進行有效的數據采集和分析后，使得管理層對礦山施工進展有了較為全面的了解。一旦發生礦山安全事故，相關救援人員可利用收集到的數據，準確定位，及時救援，最大限度減少人員和財產損失[3]。

4 建筑工程測量中測繪技術應用面臨的挑戰與問題

4.1 測繪技術應用于工程勘測的挑戰

首先，中國城鎮化進程也在加速。城市建設正在擴大。因此，工程測量變得尤為重要。引入更精確的測量技術以滿足大多數人日益多樣化的需求非常重要。要真正解決我們在測量過程中面臨的各種問題，如測量周期很長、計算規模大，數據處理復雜等，通過不斷拓展技術范圍，改進工程測量技術，真正實現利用數字化測量技術，自動采集數據，真正滿足了現代工程的需求。其次，雖然我國工程勘測技術目前處于發展的先進階段，但整體測量技術仍相對落后。許多專業人士的整體專業素質需要提高和豐富。尤其許多中國工程建筑工人人數眾多，一些工人無法適應新的測繪技術，他們仍然使用傳統的測量技術。主要原因是建筑公司和負責人沒有及時進行員工培訓，沒有組織內部員工重視新技術，此類宣傳工作不到位，因此一定程度上影響了工程進展的效率和工程質量。第三，雖然一些施工的項目經理在進行項目建設時使用新的測繪儀器和測繪手段，也確實加快了施工進度并確保建筑質量，但與傳統測量方法相比，新的測量技術需要投入額外的施工成本。這種新型工具還要求使用者具有更高的專業水平，因此，一些建設項目經理考慮到成本和技術人員不足等問題，對引進新儀器，培訓員工等工作表現不積極，他們更傾向于追求短期利益。

4.2 工程測繪技術發展中需要解決的問題

在測繪工程測量中，通過結合新的測繪技術流程和方法能更好的解決很多生產問題，目前測繪領域面臨的主要問題有以下幾點：第一，生產成本制約企業引進新設備，目前很多管理人員因為經費問題寧愿放棄更好更快捷的測繪技術，退而求其次選擇成本低的生產方式。其實越是高新技術，越在市場上有競爭優勢。而新設備和新技術都需要投入大量經費，相信隨著科技的發展，儀器的生產成本也會有所降低。第二，未來數字測繪方向以3S技術為代表，通過3S技術對空間信息的獲取、存儲和分析使得數據獲取實時化、自動化，這是信息化測繪技術的發展方向，然而實際生產中我們的測量人員很多技術水平有限，專業知識匱乏，在新技術的運用和推廣過程中就會出現斷層，一些管理人員的識字能力非常低，這影響了測繪技術的實施和管理[4]，不能很好的領會和運用，不能把新技術和實際工作結合起來，影響了新技術的推廣和應用。第三，數據管理問題，隨著測繪技術的發展，數據采集內容越來越詳細，數據量也是很巨大，因此存儲和處理這些數據也需要有硬件設備的支持，以往的電腦設備和硬盤在龐大的數據面前也顯得吃力。所以怎樣解決數據的管理和存儲問題也是行業面臨的一個新任務。

5 結束語

在工程測量中使用數字測繪技術，可以使數據更精確，使工程測量效率更高。與傳統的測量技術相比，新的數字化測繪技術也被公認為有價值的。而且未來發展空間是巨大的。它的投入和推廣將有助于工程測量的發展。同時，我們從業者要緊跟時代成長步伐，不斷創新測繪技術，革新測繪方法，提高測繪水平，使測繪數據更加準確。