试论现代测绘技术在工程测量中的应用

2016-08-11李何

大科技 2016年5期

关键词：测绘测量工程

李何

（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙 410014）

试论现代测绘技术在工程测量中的应用

李何

（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙 410014）

测绘科学技术水平不断提升，日益融入了数字化的概念，现代测绘技术在工程测量中的实际应用，也逐渐实现了工程测量的数字化、自动化及实时化。本文对现代测绘技术在工程测量中的应用进行了分析，以供参考。

现代测绘技术；工程测量；应用

1 引言

测绘技术在工程项目的实施过程中，为工程的设计以及管理工作的开展，提供了重要的数据支持。而随着科学技术的进步，测绘技术水平也得到了不断提高，逐渐向着数字化和自动化的方向发展。

2 现代测绘技术在工程测量中的作用及特点

2.1 工程测绘技术的重要性

工程测绘，即在工程的建设过程中，采集与工程相关的数据，然后在后期利用数据之间存在的规律或特点，结合施工的实际需求，进行合理的计算，从而得到系统的工程数据库，完成对于工程数据的累积。

现代测绘技术的应用，主要是依托新型计算机技术、微电子技术以及网络通讯技术等，将最新定位系统、遥感技术和信息化系统作为技术核心，对相关的配套技术进行综合运用，进而形成新型的工程测绘系统。

2.2 现代测绘技术的特点

（1）智能化。现代测绘技术是从传统人工主向的自动化方式转变而来，将人工的观测、记录、计算、分析和制图等工作转变成了电子操作模式，自动化完成数据的采集、传输、分析、处理及绘图，提高工作效率，人流新型的智能化机器人可以在1s时间内完成寻找、测绘近千个目标。

（2）实用性。该技术将最新科技和测绘融入一体，利用先进的3S、激光仪等手段，快速及时地采集准确、科学的数据，提升测绘工作效率，因而具有实用性。

（3）综合化。测绘技术由传统单项测量、图纸绘制工作模式，发展成为一项集测绘、分析、论证、绘图于一体，将现代数学、经济学、信息学、通讯科学、生态环境科学等都融入其中，从而形成系统、科学、应用一体的综合技术。

3 现代测绘技术概述

3.1 全球定位系统（GPS）

全球定位系统GPS为一种于全球范围以内实现的实时定位与导航系统，具有全方位、高精度、全天候以及全时段的特点。GPS在测绘工作中的应用，是通过导航系统精确测量工程时间与距离。该测量系统的优势在于具有较强的抗干扰能力，无需通视，效率高，操作简单，保密性好。而以GPS技术为基础发展的RTK技术，则能够利用测图软件实现一次性的电子图制作，甚至无需布置控制点，给测量工作带来了便利。GPSRTK技术的工作原理如图1所示。

图1 GPS RTK技术工作原理图

3.2 地理信息技术（GIS）

该系统根据测绘数据，辅以数据库建立，构成数据源，充分地运用现代计算机技术，深入分析工程施工空间，就地理空间数据的层面，确保建筑工程可行性。GIS技术的本质是以数据库管理系统作为基点，进行空间对象分析、管理的信息系统，发挥着不可替代的作用。

3.3 遥感系统

遥感技术的原理主要是利用物体对波普所产生的不同反应，对不同的地物进行有效识别。如果需要探测地面物体性质，则通常会使用遥感器遥远感知事物的探测方式，在空中实施科学探测。遥感技术广泛地应用于水文、地质、环境等方面的勘查工作，是一种较为先进的空间探测技术。

3.4 集成系统

集成系统是有机结合遥感系统、地理信息系统和全球卫星定位系统，能够及时准确地汇集整理不同的空间信息或环境信息，将所采集的不同空间信息、环境信息进行有效更新和处理。集成系统的有效应用，为各种空间信息、环境信息的收集与整理提供了便利，进而保障了地形测量图形、数据信息的精准性。

3.5 数字摄影技术的全面认识

数字摄影技术是针对观测目标，通过摄影的方式，将图像信息传送至操作终端的技术。该技术所使用的设备主要是高精度摄像机与测量仪。数字摄影技术的运用，能够达到跟观测目标，进而得到三维数据，最终将三维数据转化成目标具体形象。

3.6 三维激光扫描技术

所谓三维激光扫描技术，是通过高速激光扫描测量，大面积、高分辨率地迅速获取测量对象的表面三维坐标数据。该技术突破了传统的单点测量法，具有非接触式的特点，具有效率高、精度高的独特优势，能够提供所扫描物体的表面三维点云数据，从而用于获取具有高精度、高分辨率的数字模型。

3.7 信息化测绘技术

信息化测绘技术，是数字化测量技术的进一步发展创新，随着当前网络环境的发展和进步，已经可以在一定程度上加强了地理信息显示，提高了测绘方式先进性。

4 现代测绘技术在工程测量中的应用

4.1 应用于平面控制测量

平面控制测量作为工程测量中的代表性环节，将决定工程资料的准确性。平面控制测量的目的在于精确测定平面的控制点位置，因此需要建立平面控制网。建立平面控制网的方法有多种，包括卫星定位测量、导线测量、三角形网测量，其布设应当遵循以下原则：

①对于首级控制网的布设，应当因地制宜，如果与国家的坐标系统联测，则需要同时考虑联测方案；②首级控制网的等级，需要依据工程规模、控制网实际用途与精度要求来决定；③加密控制网能够越级布设，或同等级扩展。

GPS系统在其中的应用优势即在于定位精度高，观测时间短，测站之间无需通视，可以提供三维坐标，其操作简便，并且可以进行全天候的作业。

4.2 应用于高程控制的测量

所谓高程控制，即在工程测量过程中，于一定的间距内设置高程控制点，并且在相邻的高程控制点之间，设置水准路线，形成各水准路线高程控制网（见图2）。在工程的高程测量中，通过应用现代化的测绘技术，主要有以下三方面：①积极建立健全的高程控制网，设计该网时通常采用等外闭合水准路线控制法，运用自动安平水准仪，顺时针观测，进而采用微倾水准仪逆时针观测；②计算。主要是对高差、视距进行计算；③进行水准检核。需要注意对闭合差的控制，如果闭合差超过一定的界限，就应当积极分析，从而找到发生误差的原因。

图2 测量网结构示意图

4.3 应用于湿地面积测量

由于城市建设的用地，以及高速公路用地不断增加，致使湿地与耕地的面积出现急剧下降问题，土地资源面临退化危险。而运用现代化的测绘技术，能够多层次地分析湿地与耕地资源，监测湿地生物资源实际分布，从而及时更新地理信息系统，合理进行空间分析，以获得可靠的数据与动态变化状况。进而运用遥感、地理信息系统技术，则可以分析生态环境中存在的质量问题，借助GPS技术采样水质和植被，为湿地的配置提供参考，维护生态平衡。

4.4 应用于水利工程测量

现代测绘技术中，大规模地运用到了现代水利工程测量与建设过程中，例如：采用遥感技术，可以实现江河湖泊实况监测，从而保证能够更加准确地获取水利工程技术信息。通常情况下，通过运用GPS或RS等系统来获取相应的水利数据，还需要通过相应技术手段，验证所获取的数据信息，并将数据与实时动态差分法相结合，以测算所需信息，为水利工程建设提供信息与技术支持。

4.5 应用于矿山测量方面

利用现代测绘技术，能够实时监测矿区的实际环境，从而为工人提供精确的环境数据，提高工程的安全效益，达到保护环境、保障人们切身利益的目的，实现矿区开采可持续发展，保证矿产资源的合理利用。

4.6 应用于公路工程

在勘测公路周边地质、地貌以及地形条件时，应当结合实际情况，运用现代测绘技术，详细采集各项工程数据，结合当地的地质资料，合理评价公路范围内的结构物、桥梁和路基稳定性，在公路工程施工布置，以及地质勘探过程中，现代测绘技术能够提供有效依据。因此，在公路工程中，为了选用最合理的经济路线，必须首先进行测绘，绘制出带状地图，从而在图纸上进行设计和定线，标出路基边坡与平面位置，作为施工指导。如果公路跨越河流时，应当利用测绘技术明确两岸河流的比降以及河床断面，从而为桥梁设计提供真实可靠的数据。