測繪工程技術在土木工程中的應用關鍵分析

雷振韜

蘭州高科投資（控股）集團有限公司 甘肅 蘭州 730010

引言

對于土木工程而言，包括施工選址—施工圖紙的繪制—施工過程管理—竣工驗收—后期維護在內的每一個環節都要有測繪技術的介入。因此，某種意義上來說，測繪技術的應用水平可以說決定了整個土木工程的施工質量。現階段，我國關于測繪技術的應用多傾向于3S，3S技術是未來一項主要測繪技術，它指的是地理信息技術（GIS）、全球衛星定位系統（GPS）和遙感技術（RS）。此技術在土木工程中發揮了非常重要的作用。怎樣更全面地發揮出測繪技術的作用，從而進一步提升土木工程質量，往往是當前該行業建設和發展過程中亟待面臨的首要問題。

1 測繪工程技術的概述及其重要性

對于測繪工程而言，其技術的實踐具備一定的多樣性，其中同時包含了工程區域內的水文地質、氣候、地形地貌等各種因素，另外還有各路空間長度信息和高度信息等。分析這樣的應用現狀，切忌將測繪工程技術定義為簡單的設計段的測量工作，其中又包含了施工段以及竣工段在內的一系列測量工作，所以，測繪工程應用于土木工程滲透了施工設計的全過程。測繪工程技術實際土木工程建設設計發揮的主要作用獲取工程區域周邊的各種情況。但其技術在施工段的應用則是按照具體的設計要求及精度要求予以定線放樣。并且后期在竣工使用后，測量工程技術的作用便成了變形測量和監測等，此環節能有效提升工程結構的穩定性、安全性。

測繪技術在土木工程中扮演著非常重要的作用，具體可以從以下幾方面體現出來：首先，土木工程工程量比較大，工期也長，因此工作中涉及的因素非常多，所以施工過程往往會受到多種因素的干擾，基于這種情況下，在土木工程施工中介入測繪技術的應用往往可以保證科學施工，以確保工程結構的穩定性不會受到影響。其次，由于施工區域較大的緣故，迫于我國整體經濟水平的不斷提升，土木工程建設也開始以縱向延伸的方向發展，高度逐漸升高，對此就應該特別注重工程建設中施工誤差的控制，不然很容易導致不必要的安全事故，嚴重時可能導致停工而增加施工成本，因此，為了保證工程能夠在合同規定的期限內按時交付，應用測繪工程技術就非常有必要。基于此，在土木工程設計施工當中，測繪技術的應用極具現實性影響意義，除了能優化設計方案以外，又可以進一步地為保證施工順利進行提供數據支撐，整體性提高工程的穩定性、安全性[1]。

2 傳統測繪與信息化測繪對比差異性分析

傳統測繪利用模擬方法測定和推算測繪物的幾何位置，幾何分布及有關信息，編制全球或局部地區的各種地圖，為國民經濟發展和國防建設以及地學研究服務。傳統測繪具有下列特點。

以往傳統測繪技術基本都采用的是模擬方法來測算建筑物的幾何位置、分布情況及信息參數，如此完成全球范圍內各個地區的地圖繪制，以更好地服務于國民經濟和國防建設、地學研究等工作。因此，傳統測繪技術的不足可以具體總結如下：①地面操作；②手工操作；③勞動強度高；④維持時間長；⑤測量精度低；⑥測繪范圍有限；⑦靜態測量；⑧應用范圍及服務對象較窄。

自21世紀以后，信息化測繪便充分利用互聯網技術將數字化測繪體系發展延伸到了一個新的歷史時期，且其產品主要以地理位置信息服務為核心，全面利用計算技術、現代化網絡通信技術、空間信息技術及數字化測繪產品，憑借圖文聲像、視頻文字、圖表數據等形式供給相應的信息服務，繼而給用戶帶來更真實的體驗式服務。現代化測繪技術系統裝備主要以數字化技術裝備為主，并且它把GIS技術、GNSS技術、RS技術以及網絡技術或通信技術和數字測繪產品有機結合起來，包含數據獲取、處理、管理分析及供給產品服務在內的各個環節均陸續完成了自動化、實時化以及智能化建設，切實做到了海、陸、空一體化，成功地完成了關于什么時間、什么地方、什么目標、發生什么變化等一系列問題的回答任務，后將此類時空信息以特定的服務形式時刻供給與之相對應的個人。具體來說，總結信息化測繪技術的特點概括如下：①實時、動態化獲取數據；②智能化、自動化處理數據；③網絡化完成數據交換服務；④社會化完成信息應用；⑤服務化實現功能取向；⑥法制化角度完成信息共享[2]。

3 現代測繪新技術

基于現代化高科技技術手段的應用和帶動作用影響，現代化測繪技術已經逐漸實現了朝數字化與智能化方向進展。

利用3S技術可以完成地球環境中各種立體化的測量工作，且能在很短的時間內收集到各種地球環境數據。此技術目前被廣泛地應用于各種大型工程中，類似于三峽工程、西氣東送、青藏鐵路、南水北調等工程項目，此類工程均表現出施工范圍廣、面積大、工期長且土方量大等共同特點。毋庸置疑，3S技術的實踐應用為很多大型施工項目提供了科學且可靠的數據采集及數據分析技術，全面提升了數據決策層相關參考信息的準確性。

此外，全站儀屬于建筑工程中最常使用的一種測量工具，其集成電子維度儀與遙感測試技術。所以，全站儀同時具備電子遙控測量的功能，它可以做到高效率自動化運行，且可以在沒有人值守的前提下運用自動采集與計算測量數據，全方位提升測量效率和測量精度。現階段所使用的用作控制測量的GPS接收機經高科技手段革新之后，周身質量不足1kg，且所有的操作均以自動化為主。RTK GPS接收機則作為全面控制測量以及實時的數據采集器，可以時刻測出地面維度數據。不僅如此，它也能完成50km以內的選址放樣工作。假如把全站儀與GPS技術二者結合起來，往往能創造出一臺功能極其先進的“超站儀”，這臺超站儀可以突破以往測量工作中大部分限制條件，獨立完成測量、碎部測量及施工放樣等多項復雜工程。隨著我國科學技術水平的不斷提升，目前我國各級測繪部門基本都配備了GPS技術，同時也經過實踐證實了一個真理，即GPS技術的介入更進一步地提高了測量工作的質量和工作效率，提升了測量精度，因此，我們可以毫不猶豫地說，GPS技術的誕生和應用再度掀起了一場測量行業的新革命[3]。

4 現代測繪技術在土木工程中的應用

4.1 繪制大比例地形圖

例如，道路工程實際施工過程中要涉及線路的選線問題，而一般來說，選線均是基于大比例尺帶狀地形圖的基礎上開展的，比如運用傳統的測量方式測量選線中的地形圖時，由于工作量比較大且需要花費的時間也比較長，此會波及實際施工進度及施工效率。然而，GPS動態測繪技術在土木工程中的應用方法，是直接性采集碎部點的數據，并且根據采集到的信息使用繪圖軟件直接繪制行成地形圖。此過程關聯的工作人員僅需要采集碎部點的坐標即可，同時還要錄入與之相關的屬性信息，應用此測繪方式相較而言效率比較高，且測繪難度也比較低，這樣能充分保證地形圖的繪制質量。對于許多大型的土木工程而言，類似于隧道、大橋、互通式立交等項目工程，基本都應用的是靜態測量的方法，但普通的公路工程則需要應用動態測量方式，應用此測量方式能夠使之與相關的工作人員及時獲取到工程涉及的各種類型的信息，繼而保證測繪精度不受影響，有效降低工程誤差。

4.2 線路勘測

事實上，土木工程中覆蓋的線路勘測工作內容很多，而在勘測線路階段，要求與之相關的工作人員必須要根據相應的勘測規范嚴格施工，避免施工中占用農田或房屋，借此保證工程線路設計能夠滿足工程建設標準要求。例如，應用GPS RTK技術就能獲取到良好的測量效果，或者也可以當車載GPS接收站成流動站，根據原來的道路中心依照特定間距完成數據的采集和獲取，同時還必須要選取已經設置好的點當作參考站，假如采集數據時遇到重要的建筑物，則必須要明確進行定位，后再把經測量獲取到的數據錄入計算機系統中去，緊接著再運用相關軟件來完成計算機的選線工作。如果對應的設計工作人員往地圖上定線之后，必須要在道路中線于地面上標注出來，以最終獲取到對應的點的坐標[4]。

4.3 道路的中線測設

設計工作人員完成地圖上的定線之后，要劃定線路于地面上的標準。如果這時應用GPS RTK技術進行測量，只需往GPS接收機中輸入中線主點坐標即可，而又因為針對不同的點位均是獨立完成測量工作的，因此實際測繪工作中也不會積累生成誤差，此時便能有效提升測繪精度。確定完線路中線之后，要采用中線樁點坐標使用對應的繪圖軟件，實時獲取到線路縱橫斷面的實況信息。測繪地形圖的途中可以獲取到所有的數據，因此無須再進行施工現場的測量，這樣就能有效減少工作量，并且又保證測繪精度和效率不受影響。

4.4 施工測量

在土木工程建設當中，GPS技術應用的范圍非常廣，同時鑒于其自身具備的良好軟硬件系統又可以通過此二者合理的配合來科學控制土木工程的施工質量。在施工過程中涉及的所有點、線、面等放樣的靈活性和施工效率都比較高，此導致測繪精度也較高，甚至能夠精確到厘米。伴隨測繪技術不斷延伸發展，未來的測繪新技術同樣具備更廣闊的發展及應用前景。

4.5 在復雜建筑工程中的信息化測繪應用

基于CAD平臺定位一些復雜的建筑軸線、框架柱以及主要特征點的坐標方式，且在實測時明確測量基準點，采用較為先進的全站儀和紅外測距儀完成放線測量。對比以往比較傳統的放線、經緯儀測量來說，采用此方法實踐過程更加便捷、迅速和高效，同時其測量精度也比較高（通常情況下全站儀都屬于全電子化測量設備，并且能夠直接輸入點位坐標，或者也可以利用反射棱鏡完成點位坐標的測量，對于大部分單個棱鏡而言，其測量距離基本都可以達到1.5km，而產生的數字誤差僅1mm，屆時角度測量精度兩級，且能夠達到信息化測量的具體要求。）因此，這種測量方法多用于一些高層或者多層建筑中，包括片筏式或者箱型基礎以及大型的設備基礎等的施工中[5]。

5 結束語

公路施工需要高精度的測量技術支持，否則稍有測量誤差就會帶來巨大的經濟損失，嚴重影響工程進度。現代測量技術的發展和普及，能夠有效彌補傳統測量工作中存在的不足和空白，這對于測量高精度要求的工程領域來說，具有十分重要的現實意義。希望有更多的學者投入相關的研究工作中，不斷提高工程測量技術效率。