淺析數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用

周延革

武漢鐵路橋梁職業(yè)學院 湖北 武漢 430050

引言

如今數(shù)字化測繪技術(shù)的發(fā)展速度是很快的，融合了計算機與網(wǎng)絡技術(shù)，也出現(xiàn)了很多智能化的測量儀器，能夠進行更加高效的測繪。在工程測量中，運用數(shù)字化測繪技術(shù)，對于提升工程建設的質(zhì)量與進度，都有著積極的作用，能夠大幅度提升工程測量的效率，是工程測量數(shù)字化發(fā)展的重要途徑。

1 工程測量在工程建設中的重要性

1.1 工程測量的含義

所謂的工程測量也就是利用相關(guān)的理論，方法與技術(shù)，在工程建設過程中所開展的測量工作。工程測量主要應用的就是測繪科學和技術(shù)，是為工程建設進行服務的，涉及很多的部門，比如說城建部門、交通部門、水利電力部門以及能源部門等等。對于工程測量比較常見的數(shù)字化測繪技術(shù)就是原圖數(shù)字化以及數(shù)字化成圖。傳統(tǒng)的工程測量方式始終存在一個問題，也就是對于大比例尺地圖的輸入會非常困難。采用原圖數(shù)字化技術(shù)就能解決這種情況。它的操作流程如下：首先利用矢量化儀器掃描，然后進行數(shù)字化手扶式跟蹤。通過數(shù)字化技術(shù)來處理地圖信息，處理的效率更快、準確度更高。工程測量對于測繪是有著非常高的要求的，而測繪精度就會對成圖質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。大比例尺工程圖的測繪是很困難的，在實施過程中也相當?shù)膹碗s，要想保障測繪的精準度，是相當有挑戰(zhàn)的。運用數(shù)字化成圖技術(shù)進行測繪制圖，其成圖的質(zhì)量是很高的，并且還能夠簡化工作流程，大幅提升工作的效率，也解決了傳統(tǒng)測繪方法的很多問題。并且利用該技術(shù)獲得的測繪數(shù)據(jù)存儲也相當方便，能夠大大地降低工作人員的工作強度。

1.2 工程測量學的內(nèi)容

1.2.1 規(guī)劃設計階段。這一階段進行的測量工作通常是要提供多種比例尺的地形圖以及地形數(shù)字資料，其他的還包括地質(zhì)與水文勘探，還有水文測驗等。如果工程比較重要或者建設區(qū)域存在地質(zhì)不良條件的話，還要觀測地層的穩(wěn)定性。

1.2.2 工程建設階段。工程項目建設需要先對設計方案進行討論審查，在經(jīng)過批準以后才會開展施工。對于施工階段需要按照建筑設計，依據(jù)相應的施工要求標準，對現(xiàn)場進行標定，這也是進行實地建設的基礎(chǔ)。需要依照現(xiàn)場的地形、工程的類型進行施工控制網(wǎng)的設計，為進行定樣放線提供依據(jù)，合理地運用放樣方法去實現(xiàn)設計圖紙中的內(nèi)容。

1.2.3 經(jīng)營管理階段。在建筑工程建設結(jié)束，投入運營以后，還需要對建筑的安全及鑒定情況進行監(jiān)測，判斷設計的合理性，要定期地監(jiān)測建筑的傾斜、位穩(wěn)、擺動和傾斜等方面的情況，同時，還要隨時將測得的數(shù)據(jù)及圖表進行反饋。所以說，工程測量貫穿了工程建設的各個階段，是非常重要的。

1.3 工程測量的重要性

第一，在進行工程設計的時候，可以為其提供詳細的圖紙資料以及占地范圍情況，要確定工程周邊及占地范圍內(nèi)有沒有地下管線，對于勘探以及機械設施會產(chǎn)生哪些影響，如果不進行工程測量的話，沒有了相應的比例尺地形圖、管線探測圖等，工程設計工作的進行也很難開展。

第二，在進行施工的時候，工程建設的第一步，就是要進行定位放樣。建筑建設都需要將建筑物設計在合理的方位，建筑的用途不同，工藝流程不同，或者是他的不同部分，對于精度的要求都是不一樣的，有些還有很大的差距。在定位的時候，如果定的比較寬的話，就容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，而如果定的比較嚴的話，就會增加放樣工作的難度，工作量變大，工作時間會變長，會拖慢施工的進度。

第三，能夠用來確定建筑放樣的精度。首先要做的就是要為建筑物定位，確定建筑物在施工現(xiàn)場的建設位置，設置地面標識，在這之后就可以了解這一區(qū)域在進行設計以后有沒有新的構(gòu)筑物或者地下管線，從而保障機械設備能夠正常的應用。在結(jié)束基槽開挖以后還要對其進行驗收，檢查后面的墊層，底板線的頭測情況等，如預埋件預留孔及螺栓之類比較重要的設備基礎(chǔ)， 這些基礎(chǔ)在固定好以后還需要對測量軸線標高進行復驗，監(jiān)測砼澆筑的全過程，保證作業(yè)的規(guī)范性與質(zhì)量性，一旦出現(xiàn)問題要及時采取措施進行處理。在進行基礎(chǔ)施工以后還需要投測竣工線，在安裝設備的過程中還需要對它的平整度、標高等實施跟蹤測量，保證設備安裝的質(zhì)量，能夠滿足相關(guān)的設計要求。

第四，竣工階段的測量，這對于規(guī)劃管理竣工驗收來說是很重要的，在進行竣工測量以后，獲得的報告對于規(guī)劃竣工驗收審核來說有著重要的作用 ，不只是有著工程測量的一般要求，同時對于規(guī)劃管理也有特殊要求， 會對測繪管理部門對于地理信息掌握情況產(chǎn)生影響，還和規(guī)劃管理部門進行規(guī)劃審批的落實及監(jiān)管都有關(guān)系。所以說，工程測量對于城市建設管理及規(guī)劃都有著重要的意義。在建筑投入運營管理后，同樣需要開展工程測量工作。建筑物和設備在投入運營以后，因為一些因素的影響就會出現(xiàn)變形的情況。如果變形不超過某種現(xiàn)實的話就是正常的，否則就會對建筑的正常應用產(chǎn)生不同程度的影響，有些還會形成安全隱患[1]。所以需要持續(xù)的監(jiān)測工程建筑在施工以及運營時候的情況，獲取詳細全面的觀測資料，對建筑的狀態(tài)變化及工作情況進行監(jiān)視，在出現(xiàn)異常問題時要及時發(fā)現(xiàn)并對其原因進行分析，然后制定有效的措施去進行處理，避免出現(xiàn)事故，對運營的方式進行改進完善。并且通過進行觀測還能夠?qū)Φ鼗盎A(chǔ)的計算方法進行驗證，檢驗工程結(jié)構(gòu)的設計方法，從中總結(jié)出各種地基及工程結(jié)構(gòu)的合理變形數(shù)值是多少，這些都是進行建筑設計施工管理及科研非常重要的資料[2]。

1.4 數(shù)字化測繪技術(shù)應用優(yōu)勢

1.4.1 自動化。該技術(shù)在工程測量中，具備較高的自動化程度。該技術(shù)結(jié)合了計算機技術(shù)與數(shù)字化測繪技術(shù)，可促進工程自動化程度。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)在應用階段，能夠借助相應的軟件自動化的識別數(shù)據(jù)信息、計算數(shù)據(jù)信息，自動化選取圖文符號，確保數(shù)字地形的美觀、規(guī)范，保障各類數(shù)值的精準性，切實減小人為誤差，實現(xiàn)測量精準率的提升。

1.4.2 精準度。該類技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比，唯一差別是前者具備了較高的測量精準度，保障地圖測繪的精準性。將其應用在工程測量中，可在收集外界數(shù)據(jù)與信息的同時，自動選取全站儀現(xiàn)場的三維坐標，最大限度提升數(shù)據(jù)收集的精準度，降低人工測量誤差。通過應用這一技術(shù)，可自動化的開展數(shù)據(jù)儲存，縮短測量時間、降低工作量，以此提升工程測量效率。

2 數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用

2.1 數(shù)字化處理原圖

通常在進行GIS系統(tǒng)的構(gòu)建的時候，會通過數(shù)字化技術(shù)來處理原本的地圖，根據(jù)地圖的情況，如果它的經(jīng)度，比例尺及現(xiàn)勢性能夠符合相關(guān)要求的話，就可以通過數(shù)字化儀來處理數(shù)據(jù)。一般的處理方法有三種，一種是掃描矢量化，一種是手持跟蹤數(shù)字化，還有一種則是GPS數(shù)據(jù)輸入。如果是手扶跟蹤數(shù)字化方法的話，要使用數(shù)字化儀，計算機和有關(guān)軟件，這一方法的應用時間是比較久的，不過缺點是輸入的速度會很慢，勞動強度也很大。而通過掃描使量化進行處理，主要是通過掃描儀掃描圖像來實現(xiàn)輸入，然后利用矢量對實體空間位置進行跟蹤與確定。如今，掃描儀正在得到普及，矢量化軟件也在快速地更新?lián)Q代，這種方法的自動化程度也越來越高，它的優(yōu)點就在于輸入的效率比較高[3]。采用GPS進行輸入的，主要是要應用GPS工具來確定地球表面圖形的位置，獲取它的三維空間位置數(shù)據(jù)，所得的數(shù)據(jù)無需進行轉(zhuǎn)換，就能夠直接在數(shù)據(jù)庫中進行輸入。如今比較常用的GPS輸入方法就是RTK技術(shù)，可以通過流動站對三維坐標進行定位，它的精度可以達到厘米級。采用該方法測量無須設置控制點，需要有確定的基準控制點。就可以快速，精準的實現(xiàn)對于地物點、界址點、地形點以及圖根控制點的測量工作。中國的測圖軟件即使在野外也能夠一次性的生成電子地圖，通過這些數(shù)據(jù)成果就可以開展施工放樣工作[4]。

2.2 數(shù)字化繪圖

對于工程測量工作來說，對于大比例尺地形圖和工程土木的測繪都是難度比較高的任務，這同樣也是工程測量的主要任務。利用數(shù)字化測繪技術(shù)，在已有地形測量圖的基礎(chǔ)上，就可以生成相應地點的不同比例的地形圖。對于地形圖來說，比例越小，它所包含的信息往往也會更詳細，這樣就可以滿足需要個性化的需要。同時運用數(shù)字化測繪技術(shù)成圖，可以實現(xiàn)自動化的測繪，能夠保障繪圖的精度，避免了人工繪圖時會產(chǎn)生的誤差情況，工作精度有了很大的提升，還能夠簡化外業(yè)流程，提高測繪的效率，而降低了測繪的成本。采用數(shù)字化繪圖方式，能夠大大地減少測繪的周期，而且勞動強度也會下降很多，同時數(shù)字化信息的存儲及管理都是比較容易的，圖像質(zhì)量會更有保障，地形圖也更具實用性[5]。

2.3 地籍測量

如今，我國正在積極地進行著城鎮(zhèn)化建設，在城鎮(zhèn)的發(fā)展規(guī)劃中，城鎮(zhèn)地籍測量工作也變得更加重要，這樣可以更準確地了解城鎮(zhèn)的土地信息。目前來說，在地籍測量的時候，經(jīng)常會應用的數(shù)字化測繪技術(shù)，能夠大幅度地提升地籍測量工作的效率與質(zhì)量，為進行土地管理信息系統(tǒng)的完善提供了有力的支持[6]。

2.4 航測數(shù)字成圖

在進行工程測量的時候，如果需要測量的區(qū)域范圍比較大的話，一般都是采用航空攝影機來采集地面影像信息。通過外業(yè)判讀，進行內(nèi)業(yè)地面模型的構(gòu)建，然后利用專門的繪圖軟件來量測模型，繪制數(shù)字地形圖。如今國內(nèi)很多地區(qū)都在通過數(shù)字攝影測量技術(shù)在開展測繪工作，這一測量技術(shù)的應用越來越普遍。尤其是對于城市或者大測區(qū)，大面積成圖方面應用這一測量技術(shù)，是有著很好的效果的，可以在室內(nèi)就進行外業(yè)測量工作，成圖速度很快，精度也很高，不過繪圖的成本卻比較小，是有著很多方面的優(yōu)勢的[7]。

3 工程測量中數(shù)字化測繪注意事項

3.1 客觀分析

根據(jù)勘測得到的數(shù)據(jù)信息，施工單位進行客觀地質(zhì)分析。結(jié)合設計建筑物的結(jié)構(gòu)和運行特點，預測工程建設與地質(zhì)環(huán)境相互作用的方式、特點和規(guī)模，并做出正確的評價[8]。

3.2 總結(jié)問題

勘察測量應及時反饋現(xiàn)場潛在的問題，及時反饋給施工單位加以控制。如：勘察中發(fā)現(xiàn)的水文地質(zhì)現(xiàn)象或異常問題必須如實反映，為確定保證建筑物穩(wěn)定與正常使用的防護措施提供依據(jù)。

3.3 引入技術(shù)

工程勘察部門要采用高科技勘測設備及先進的操作技術(shù)，提高勘測數(shù)據(jù)的準確性，使其更好地指導現(xiàn)場人員參與工程建設。解決這3個問題，不僅能保證工程施工的有序進行，在防范工程結(jié)構(gòu)病害方面也有顯著的成效，這就要求施工單位合理地安排測繪計劃。

4 結(jié)束語

對于工程施工建設來說，工程測量的作用是相當重要的，傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，有著很多的局限性，難以保證測量的質(zhì)量，在工程施工方面，所能發(fā)揮的作用也是比較有限的。而數(shù)字化測繪技術(shù)的發(fā)展與應用，對于工程測量來說，是重大的變革，可以更加高效的。加工各種要素數(shù)據(jù)，為人們提供各種各樣的服務，其應用前景是非常大的。特別是對于現(xiàn)代化的建筑工程領(lǐng)域來說，對于工程測量更是有著更高的要求，合理地運用數(shù)字化測繪技術(shù)能夠全面提升工程測繪的價值，為進行工程建設帶來更多的幫助。