地質工程測量中數字化測繪技術的運用

陳青娘

（中國建筑材料工業地質勘查中心四川總隊，成都610051）

1 引言

在地質工程的測量工作中，精確的測量工具能夠發揮十分重要的作用。在傳統的測繪工作中存在重要數據準確度不高的情況，影響了工程設計的順利開展。數字化測繪技術的應用解決了實際工作中的技術難題，能夠獲得更加精確的地質信息，為相關工作提供信息支持。地質工程需要加強數字化測繪技術的應用，彌補傳統作業的不足，確保各項工作的順利開展。

2 數字化測繪技術的優點

2.1 測量精確度高

數字化測繪技術的優點之一是測量的精確度高，和傳統的測量技術相比，獲得的數據的誤差非常小。在距離300 m內，測量地物點的誤差約為2 mm，地形點的高差約為8 mm。測量后獲得的數據會以電子的形式進行傳輸、儲存和處理。在這一過程確保了數據傳輸的高精度性[1]。

2.2 測量實現自動化

數字化測繪技術是基于計算機技術、人工智能數據處理技術等形成的一項技術，這就使得數字化測繪技術具有自動化的特點。在實際的應用中，測繪人員進行簡單操作，下達指令，數字化測繪技術便會自動獲取各項數據，并自動傳輸、儲存，同時還會自動計算和分析這些數據，根據地質條件的實際情況，自動識別和匹配相應的圖片、符號和顏色。測量實現自動化，減少了人力資源的使用，也能很好地控制工作誤差，提高測繪的準確性[2]。

2.3 成圖精確性高

和傳統技術相比，數字化測繪技術的成圖效果明顯具有更高的精確性。在傳統工作中采取傳統測繪技術獲得各項數據后，還需要進行手工計算、展點、繪圖等一系列外業工作，不僅存在一定誤差，還耗費了大量的時間，過程十分煩瑣，成圖的精確性不高。應用數字化測繪技術，能夠自動處理各項數據信息，進行數據的分析和計算，然后輸入軟件中自動繪圖，能夠縮減測繪人員外業工作的時間，同時提高成圖的精確性[3]。

2.4 全面滿足用戶需求

數字化測量技術不僅能夠提供自動化測量的技術支持，同時還能提供數據存儲、計算分析、圖像數字處理等多種服務，滿足了地質工程測量人員的多方面需求。在實際的工作中，應用數字化測量技術可獲得自己所需的數據，并進行分析處理，為工程提供全面服務。

3 地質工程測量中數字化測繪技術存在的問題

3.1 等高線處理問題

在開展測繪工作時測量人員主要是根據野外實地采集的地貌點高程運用計算獲得的距離作為等高線，然后根據測量出的高程值繪制曲線，運用不同方法生成等高線。但是在實際的工作中，所需的地貌點不能全部采用等高線內插，需要采取人工干預。在這一過程中，如果人工干預處理不當，等高線不精確，那么數字地形圖無法反映真實的情況[4-6]。

3.2 采集信息不全面

采集野外的各項信息時，面臨的地形地貌十分復雜，一些技術會受到地形地貌的影響，獲得的數據信息并不全面。如果在地形變化位置標出的地形點不全，獲得的信息不全，會導致繪制圖像失真，無法反映真實的地形地貌情況。

4 地質工程測量中數字化測繪技術的運用

4.1 GPS 技術的運用

GPS 技術是地質工程測量中常用到的一項數字化測繪技術。在項目工程中應用GPS 技術，主要有靜態定位與動態測放兩種。靜態定位主要是通過反復接收衛星信號觀測某個位置的三維坐標，從而完成測繪。而動態測放是利用衛星系統建立控制參數，實地放樣已知三維坐標點。兩種形式的結合應用，能夠獲得更加精確的數據，為地質工程測繪提供重要的信息支持[7]。

第一，開展GPS 點控制網的設計工作，按照地質工程每一標段的實際線路情況來建設GPS 控制網。根據本工程的實際情況，5～10 km 的間隔為最佳距離，以此合理設置GPS 的通視點。在這個過程中，需要提高測繪人員對此工作的重視程度，嚴格控制GPS 的選點位置。根據GPS 點將路段分割為若干段分別開展測量工作，獲得更為精確的數據信息。

第二，使用GPS 的靜態定位功能。充分發揮GPS 的靜態定位功能，可為工程項目設計設計提供正確的導線點，確保導線點坐標的精確程度?？刂泣c應該選在四周較開闊，利于接收衛星信號的地方，整個項目區內移動信號必須穩定。

第三，使用動態測量功能。GPS 測量技術與數據傳輸技術相結合，能夠充分發揮動態測量功能，科學布置不同等級線路的平面控制網絡，高效完成各方面的測放工作。在地質工程正式施工時，也可以使用這一功能做好前期的施工放樣工作。為了確保施工放樣的實時性，還可以建設永久性基站，這一基站不會受到環境等各方面的影響。

第四，在植被茂密地區應用GPS 技術。地質工程修建會遇到各種各樣的地形地貌，尤其是一些植被茂密的地區，會受到高大樹木的遮擋，增加了測繪的工作難度。這一類區域使用傳統測繪方法，難度大，無法獲得精確的數據信息，可使用GPS技術進行有效控制和測量。提前確定好地點，合理設置GPS 控制點，對確定的控制點進行通視加密，在兩個相鄰的控制點范圍內開展放線測量工作。通過這一操作獲得更為精確的信息，提高測繪工作效率。

4.2 RTK技術的運用

RTK 技術又稱載波相位差分技術，它是數據傳輸技術和GPS 技術結合組成的系統。將其應用于地質工程的測量工作中，能夠根據GPS 定位獲得各項數據，形成相位差分觀測值，優化定位點的三維坐標。

在正式測量前，需要做好準備工作。合理設置基準站，一般將基準站設置在已知的點位上，方便操作，然后開展調試工作，確認基準站啟動無誤后才可投入使用。

在實際作業中，首先，要設置好參數。將實際控制點的數據輸入手簿中，通過計算獲得參數，然后將控制點分布在測區。其次，要開展GPS 數據的采集工作。主要的測量方法是根據RTK 手簿中的公路緯地文件，放樣各個路線的中樁，將測量所得的數據信息進行保存。再次，在進行縱斷面放樣時，需要輸入放樣的數據，生成放樣點文件，隨時到現場進行放樣。進行橫斷面放樣時，要確定橫斷面的形式，將數據輸入軟件中，采取和縱斷面同樣的方法進行放樣。最后，為防止數據丟失，當天采集的數據應當盡快導入電腦中生成表格文件，為后續的權屬界線、地類圖斑的調查測量提供重要的數據支持。

4.3 遙感技術的運用

遙感技術在高空或外層空間接收地表呈各類地理電磁波的信息，然后收集這些信息進行掃描傳輸處理，能夠實現遠距離的測控和識別，因此，在地質測量工程中得到了廣泛應用。在地質工程測量中涉及了許多復雜的地形，包含了森林、田地、村莊及各類建筑等，因此，可以使用遙感技術開展遠距離的測量和識別工作，能夠獲得具有較強現實性的照片，實現數字化成圖，成圖周期短。常應用到的技術有衛星遙感技術和航空衛星技術。衛星遙感技術掃描范圍廣，但圖像的分辨率低，航空衛星技術獲得的地理信息具有針對性，通過兩種技術的有效結合能夠獲得更為精確的數據信息。

4.4 地理信息系統的運用

地理信息系統是基于地理信息技術建立的基礎地理信息庫，可以應用于交通規劃、國防規劃等一系列領域中。地理信息系統能夠完整收集、整理、儲存地理信息，同時還具備運算分析、描述等一系列功能。在應用地理信息系統采集地質工程信息時，不需要開展實際的測量工作，而是通過計算機建立地貌地表物體的信息模型數據庫。這種技術不需要開展野外人工測量，精確度更高。此外，該技術還包含了數據轉換處理、空間系統分析、虛擬現實應及應用等多項功能。地質工程測量人員利用地理信息系統篩選信息，選出最合理的信息，避免不相關信息的干擾。將地理信息系統和其他技術相結合，如遙感技術，實現功能統一，開展遠距離定位勘測，確保信息的精確性，提高測繪工作的效率。

4.5 原圖數字化技術

原圖數字化技術可以分為手扶跟蹤數字化和掃描矢量化。在地質工程測量工作中使用該項技術獲得的原圖比例和尺寸，能夠滿足國家的規定要求，因此，它在測量精確度、高效化等方面具有明顯優勢。矢量化掃描技術具有良好的操作性能，工作效率比較高。但該項技術在進行數字化處理時受到各種因素影響，也存在原圖精確性下降的問題，因此，一般是作為應急措施來使用。在實際的應用工作中，可根據地質工程的實際情況，使用原圖數字化技術，對已有的地形圖進行整理利用，然后利用掃描設備和計算機等完成作業，在相對較短的時間內可以獲得測量結果。手扶跟蹤數字化錄入設備的操作比較簡單，而且具有精確度高的特點，在測量工作中也得到了普遍應用。在測量原圖完成后，可開展數字化的處理工作，將它與其他技術相配合使用，能夠有效控制測量精度和效率，滿足制圖的標準要求。例如，可以和多級影像金字塔匹配計算，確保測量圖片連接點的均勻分布，滿足工程的各項需求。

5 結語

綜上所述，相較于傳統測繪技術，數字化測繪技術具有高精度自動化的優點，能夠減小數據誤差，提高測繪效率。因此，在地質工程測量工作中，可使用數字化測繪技術代替傳統的測繪技術，應用GPS 技術、RTK 技術、遙感技術、地理信息系統和原圖數字化技術，多種技術相互配合，獲得更為精確的數據，為地質工程測量的建設提供數據支持，優化工程的設計方案，確保工程的順利進行。在不斷的應用過程中，各項數字化技術也在不斷發展成熟，在地質工程測量中起到了更為重要的作用，推動地質測量行業向前發展。