數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用分析

冷輝輝

（江西省建筑設(shè)計研究總院集團有限公司，南昌 330046）

1 引言

在工程測量中應用數(shù)字化技術(shù)，能有效提升工程測量的精確度和測量效率，能在保證工程測量質(zhì)量的基礎(chǔ)上促進工程建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。所以，有關(guān)技術(shù)人員要深入研究數(shù)字化測繪技術(shù)，充分把握數(shù)字測繪技術(shù)的主要內(nèi)容及技術(shù)要點，結(jié)合工程實際情況合理選用數(shù)字化測繪技術(shù)，在確保工程測量質(zhì)量可靠、結(jié)果精準的基礎(chǔ)上，促使后續(xù)工程建設(shè)順利進行，為保證工程建設(shè)質(zhì)量奠定堅實基礎(chǔ)。

2 數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用價值

首先，應用數(shù)字化測繪技術(shù)可使測量數(shù)據(jù)更加完整。傳統(tǒng)工程測量所體現(xiàn)出的數(shù)據(jù)結(jié)果不具備良好的完整性，直接影響著測量數(shù)據(jù)的參考價值。通過應用數(shù)字化測繪技術(shù)，能夠?qū)y量數(shù)據(jù)展開動態(tài)、實時的加工，將測繪對象整個外觀特征全方位地呈現(xiàn)出來，確保測量數(shù)據(jù)的真實與完整，充分彌補傳統(tǒng)測繪技術(shù)的缺陷，提升工程測量的有效性。同時，數(shù)字化測繪技術(shù)的應用可為工程施工、圖紙設(shè)計以及工程測量等環(huán)節(jié)提供參考價值更高的完整、真實數(shù)據(jù)，從多個角度詮釋工程屬性，使工程管理人員在制定工程管理制度、發(fā)展計劃等時有更可靠的參考依據(jù)，并促使工程建設(shè)有序推進。

其次，通過應用數(shù)字化技術(shù)可進一步提升測量數(shù)據(jù)的精準性。在工程測量環(huán)節(jié)應用數(shù)字化測繪技術(shù)，所獲取的測量數(shù)據(jù)更加精確。在數(shù)字化測繪技術(shù)應用中，首先要先明確測繪目標，之后以自動采集形式實現(xiàn)三維坐標定位，同步自動保存測繪數(shù)據(jù)，所以相關(guān)技術(shù)的應用可減少人為計算失誤造成的數(shù)據(jù)錯誤，使測量數(shù)據(jù)更加精確[1]。同時，數(shù)字化測繪技術(shù)自動化水平較高，可有效減少測量操作層次，簡化測量流程，減少測量任務(wù)量，不斷提升測量效率，從而節(jié)約工程測量成本，幫助相關(guān)企業(yè)提升經(jīng)濟效益。

最后，在工程測量中應用數(shù)字化測繪技術(shù)，可進一步簡化測量工作。因為在相關(guān)技術(shù)應用中，操作比較簡單，自動化水平較高，可幫助測繪人員緩解工作壓力，縮短測量時間，并在多種工具和軟件利用下，使圖紙設(shè)計更加高效，通過充足的測繪準備促使后續(xù)施工更加有序、順利。另外，數(shù)字化測繪技術(shù)通過數(shù)字化技術(shù)的應用，使測繪圖紙難度明顯下降，測繪工作效率顯著提升，同時還有助于節(jié)約圖紙成本費用，防止出現(xiàn)重復測繪的情況。

3 數(shù)字測繪的主要內(nèi)容

數(shù)字測繪主要是利用信息技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)建立高效、實時的大地理信息綜合服務(wù)系統(tǒng)。工程測量通過應用數(shù)字化測繪技術(shù)獲得了質(zhì)的發(fā)展，有效推進工程測量領(lǐng)域的進步以及國家城市化發(fā)展。數(shù)字化測繪涵蓋了RS、GIS、GPS 等核心內(nèi)容，利用相關(guān)技術(shù)可實現(xiàn)信息獲取、信息輸出、信息處理等。數(shù)字測繪主要包含兩大內(nèi)容，其一是外業(yè)數(shù)據(jù)采集，其二是內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。在外業(yè)數(shù)據(jù)采集過程中，可使用自制的電子手簿，也可使用全站儀電子手簿，還可在測量設(shè)備和便攜機相互協(xié)作的基礎(chǔ)上實現(xiàn)工程測量[2]。

工程測量環(huán)節(jié)，要結(jié)合實際地理情況優(yōu)化選擇測量方法，若待測區(qū)域交通不便或者水電資源欠缺，可利用測量設(shè)備和便攜機協(xié)同作業(yè)形式。具體是先在便攜機當中輸入控制點相關(guān)數(shù)據(jù)，在完成外業(yè)采集數(shù)據(jù)后，于內(nèi)業(yè)工作中轉(zhuǎn)換相關(guān)數(shù)據(jù)。在此期間，要求操作人員充分掌握所測量數(shù)字代碼，并于測量前期全面檢查測站點，認真地開展地形地貌手繪圖繪制工作后，使用相關(guān)數(shù)據(jù)明確標注地質(zhì)情況。在完成一個區(qū)域外業(yè)工作后，需及時備份測量數(shù)據(jù)，之后轉(zhuǎn)交給內(nèi)業(yè)工作人員，由其進行數(shù)據(jù)處理，以防數(shù)據(jù)丟失或受損后需要展開二次測量。在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，要求相關(guān)工作人員對外業(yè)所采集的原始數(shù)據(jù)進行單元區(qū)分，之后再通過編輯使相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)化體現(xiàn)在CAD 圖紙當中，然后通過MAP 文件格式進行轉(zhuǎn)化，使所得文件屬于點、線格式，然后逐個標注點以及線的相應符號與具體屬性，最終獲得測量圖紙，同步在地形圖庫內(nèi)錄入，便于后續(xù)利用。

4 數(shù)字化測繪技術(shù)分析

數(shù)字化測繪技術(shù)主要包含GPS、GIS 以及RS 等。其中GPS 即全球定位系統(tǒng)，通過該技術(shù)的應用可精確地提供定位信息，工程測量中應用衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可不受時空約束地獲取所需地理坐標點。該技術(shù)應用中，主要依賴導航衛(wèi)星實現(xiàn)測繪信息的傳遞，技術(shù)操作簡單，可對地理環(huán)境展開實時動態(tài)監(jiān)測。導航衛(wèi)星測繪數(shù)據(jù)涉及2 種測量形式，其中一種為靜態(tài)測量，通過測量可得到地形相關(guān)距離、角度、水平等數(shù)據(jù)；另一種為動態(tài)測量，通過應用動態(tài)測量有助于減少測量工作量，獲得高精確度的定位信息，尤其是通過應用GPS-RTK 技術(shù)可使定位精度達到厘米級，全天候應用定位技術(shù)可獲得更多工程相關(guān)動態(tài)數(shù)據(jù)，可更高效、準確地開展測繪活動，不受時空局限，有效提升測繪效率及質(zhì)量[3]。

RS 遙感技術(shù)主要是在接收電磁波信息的基礎(chǔ)上得到地理基礎(chǔ)信息，同步采集、處理與傳輸相關(guān)信息，可對觀測站實現(xiàn)遠程測繪與精準識別。工程測量中應用RS 遙感技術(shù)，可更好、更精確地獲得地理變化信息，所得相關(guān)數(shù)據(jù)能為圖像繪制提供可靠參考。在遙感技術(shù)應用中，主要基于光學測量原理，通過可見光對空間形態(tài)進行掃描，之后利用衛(wèi)星把掃描數(shù)據(jù)輸送至信息系統(tǒng)，進而轉(zhuǎn)為真實圖像。遙感技術(shù)分為2類，其一為衛(wèi)星遙感技術(shù)，其應用于大面積的環(huán)境監(jiān)測中，掃描范圍較廣，圖像分辨率較低；其二為航天衛(wèi)星技術(shù)，其主要利用特定飛機獲取目標地理信息，在位置監(jiān)測中可搜索多維地理信息。

GIS 技術(shù)即地理信息系統(tǒng)，該技術(shù)在地理勘測領(lǐng)域廣泛應用。目前，我國所建立的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫多達5 萬個，可有效應用在國防規(guī)劃、交通規(guī)劃以及地籍管理等領(lǐng)域，為相關(guān)項目實施提供數(shù)據(jù)保障。通過應用GIS 技術(shù)，可綜合化地收集、處理與整理地理信息，通過該技術(shù)的描述、顯示、分析以及操作等功能的發(fā)揮，全面顯示地理空間分布信息數(shù)據(jù)。將GIS技術(shù)應用于工程測量領(lǐng)域，可使信息采集程度進一步提升，工程測量效率不斷提高，還可對空間地理信息實現(xiàn)矢量分析，用圖像形式呈現(xiàn)地面空間信息，提高信息利用率。同時，通過應用GIS 技術(shù)，可對工程測量各項數(shù)據(jù)實現(xiàn)高效提取與準確分析，進一步提升工程測量數(shù)據(jù)的開發(fā)利用率。

5 數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用

5.1 在建筑工程測量中的應用

建筑工程具有復雜性、長期性和危險性等特點，在工程建設(shè)期間展開工程測量具有較大難度。傳統(tǒng)測量技術(shù)在數(shù)據(jù)采集過程中需要耗費較長時間，并且數(shù)據(jù)誤差比較大，通過應用無人機遙感技術(shù)、3S 技術(shù)等數(shù)字化測繪技術(shù)，能有效彌補建筑工程傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足，降低測量難度，節(jié)約測量時間，并使所測數(shù)據(jù)信息更加真實、準確。比如，在采集建筑主體結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)期間，可利用三維掃描技術(shù)對墻面結(jié)構(gòu)三維云點數(shù)據(jù)加以確定，建立三維目標，在此基礎(chǔ)上自動生成三維模型，而后以繪制地圖的形式呈現(xiàn)墻面結(jié)構(gòu)信息。

建筑工程地面測繪工作開展中，可通過GIS 技術(shù)得到地面信息，之后利用計算機實現(xiàn)精準分析。在建筑工程測量期間，還可利用定位測量技術(shù)使建筑施工更加準確，保證施工順利進行。在建筑工程測量中，要動態(tài)監(jiān)測高層建筑傾斜、地基下沉、墻體裂縫等變形情況，在此項工作中應用數(shù)字化測繪技術(shù)，能更及時發(fā)現(xiàn)變形問題，及時進行處理[4]。

運用數(shù)字化測繪技術(shù)實現(xiàn)變形檢測，需要先在計算機系統(tǒng)當中輸入二維成像信息，利用軟件全方位地分析工程變形數(shù)據(jù)，在得到變形監(jiān)測數(shù)據(jù)之后，由技術(shù)人員分析并掌握工程變形信息，采取有效措施進行適當調(diào)整，保證建筑主體更加安全。

5.2 航測成圖技術(shù)的應用

航測成圖技術(shù)應用于工程測量中，主要依賴GPS 定位系統(tǒng)和計算機技術(shù)等。在該技術(shù)應用中，首先通過數(shù)字化高清攝影機進行航拍攝影，同步在航空測繪軟件配合下獲取地理空間相關(guān)數(shù)據(jù)。運用該技術(shù)實現(xiàn)測繪，需要基于地理空間相關(guān)數(shù)據(jù)建立數(shù)字化分析模型，之后在計算機科學技術(shù)利用下得到測繪所需地圖。通過航測成圖技術(shù)的應用，能夠獲得更全面的測繪數(shù)據(jù)，并使數(shù)據(jù)屬性更加準確，提升數(shù)據(jù)應用的時效性，基于其高效的測繪成圖，并保證測圖數(shù)據(jù)高度精準，整個測繪過程具有良好的經(jīng)濟性，測繪結(jié)果適用性好。結(jié)合航測成圖技術(shù)的優(yōu)勢，該技術(shù)主要適合應用在城市航拍測繪工作中，以獲取大量準確的城市空間相關(guān)數(shù)據(jù)，由此繪制出的航測圖具有較高參考價值。在航測成圖技術(shù)中，無人機攝影測量布設(shè)技術(shù)屬于一種重要的技術(shù)類型，應用相對廣泛。該技術(shù)應用中，首先，結(jié)合區(qū)域網(wǎng)具體情況合理劃分區(qū)域，確保區(qū)域內(nèi)航線數(shù)量不超過6 條，航線基線數(shù)取值12，同時要求區(qū)間數(shù)控值在80及以內(nèi)。其次，要在區(qū)域網(wǎng)當中布設(shè)檢查點，合理規(guī)劃重點測繪點、平高點以及高程點等，由此獲得更加完整的測繪數(shù)據(jù)。最后，將控點和數(shù)字化測繪相結(jié)合，布設(shè)像片控制點，如導線點、GPS 點等，而后在GPS-TPK 定位技術(shù)應用下實現(xiàn)數(shù)字化測定。

5.3 原圖數(shù)字化處理技術(shù)的應用

在部分工程測量期間，常要基于原有測量圖形進行數(shù)字化處理，在數(shù)字化處理過程中，主要涉及2 種方法，即手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化方法。在工程測量中，以原圖為參考依據(jù)可確保測量準確，之后以數(shù)字化手段實現(xiàn)繪制，可使所繪圖更加精準。在此過程中，為防止掃描矢量化等相關(guān)操作影響繪圖準確度，可通過適當修測、補測、增添等措施，更充分地滿足制圖要求。以掃描矢量化方法進行原圖處理，可得到高精度數(shù)據(jù)，并使測繪效率明顯提升。不過相比于原圖精確度有所下降，只能在成圖中展示工程地表地貌，并且相關(guān)工程信息有一定滯后性，通常非緊急情況不運用此方法。以手扶跟蹤數(shù)字化方法處理原圖，可利用數(shù)字化技術(shù)進一步整合與分析工程地物、地表等數(shù)據(jù)，同步參考工程測量數(shù)據(jù)最大程度還原原圖，使原圖更具準確性、精確度，并同時修正地圖坐標。在相關(guān)測繪工具應用下，能進一步控制地圖中控制點以及關(guān)鍵地物精度，一般誤差不超過5 cm。

5.4 在地質(zhì)工程勘測中的應用

在地質(zhì)工程測量中，主要是對各類地質(zhì)工程相關(guān)帶狀地形圖、縱橫斷面圖、大地控制測量、定線測量、比例尺進行圖等圖件展開野外測量，地質(zhì)工作者面臨著巨大的測量工作強度，同時測量難度也較高。通過應用數(shù)字化測繪技術(shù)，可直接打破以往用人量大、使用設(shè)備機械多等工作模式，并使測量精度明顯提升，進一步保障測量質(zhì)量。尤其在地質(zhì)勘察工作中應用RTK 技術(shù)，使勘察數(shù)據(jù)精準度明顯提升，勘察效率顯著提高[5]。在應用RTK 技術(shù)過程中，要在基準站和GPS 相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至流動站后，建立相位差分觀測值，同步展開快速處理，可為工作人員隨時提供高精度定位點三維坐標數(shù)據(jù)。通過應用該技術(shù)，能夠高效、準確地定位，技術(shù)使用方便、靈活，較少受到外部環(huán)境因素限制，還可突破通視條件約束等，有效推進著地質(zhì)工程測量領(lǐng)域發(fā)展。

6 結(jié)語

數(shù)字化測繪技術(shù)優(yōu)勢突出，具有直觀性、準確性、便捷性、科學性等優(yōu)點，在工程測量領(lǐng)域廣泛應用，可為工程數(shù)據(jù)采集、繪圖作業(yè)、數(shù)據(jù)處理、成像技術(shù)等提供可靠的技術(shù)支撐，彌補傳統(tǒng)測繪技術(shù)缺陷，節(jié)約時間成本，提升工作效率。所以，相關(guān)技術(shù)人員要在工程測量中積極應用數(shù)字化測繪技術(shù)，以更高效進行工程測量工作，促進工程測量領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。