李 陽
(唐山市交通勘察設計院有限公司)
道路、橋梁以及隧道等的工程項目建設,在施工之前都必須經(jīng)過實地勘測和觀察走訪,對工程所處位置的地質條件和地面條件,進行各種科學的綜合評定,才能確定工程的可行性。公路工程地質勘測任務的目的就是為了查明公路走廊范圍內(nèi)的地質條件和地形、地貌,勘測任務要結合當?shù)氐牡刭|資料進行科學的評定。要求客觀地對公路工程中的道路、橋梁及隧道等結構物的穩(wěn)定性和可行性做出評價。為工程的路線選擇、規(guī)劃及設計提供基礎依據(jù)。如果要想得到一條既經(jīng)濟又合理的公路路線,首先要做的工作就是對工程的路線進行準確的勘測,繪制出帶狀的地形圖,對路線的橫縱斷面進行測量。然后在圖紙上進行定線和線路的設計,并將設計好的路線的平面位置以及縱坡、邊坡等在地面上進行標定,用來指導工程的施工。如果選擇的路線需要跨越河流設置橋梁時,就應該測繪出兩岸的地形圖以及橋軸線的長度、橋位處河流的比降和河床的斷面,為橋梁的設計方案提供依據(jù);當所選擇的線路受地形的限制,避讓繞線條件又不能滿足,需要修筑隧道時,就應該測定隧道進出口的比例尺地形圖,為隧道的洞口布置提供依據(jù)。當然還要勘測隧道所處位置的地質條件,如巖層分布、巖石性質、地震活動等。
現(xiàn)代勘測技術設計的發(fā)展要與公路工程的勘測任務要求相適應,要比傳統(tǒng)的設計方法更科學、更精準、更先進?,F(xiàn)代勘測技術設計方法應該是動態(tài)的設計、優(yōu)化的設計以及計算機輔助的設計,它應該與現(xiàn)代科技的發(fā)展相匹配。由于現(xiàn)代測繪數(shù)據(jù)獲取的手段產(chǎn)生了突破,勘測工作中的每一個環(huán)節(jié)都需要進行大量數(shù)字數(shù)據(jù)的儲存、傳遞、使用和管理。對這些數(shù)據(jù)的處理是現(xiàn)代勘測工作中的一個重要項目,對數(shù)據(jù)的分析也就是設計。由于勘測技術設計隨著科學技術的發(fā)展而更加專業(yè)化,要求勘測工作的內(nèi)容也更加具有學科的分化性,所以勘測工程的技術設計工作也可以劃分為多個專業(yè)的設計,一個人要想勝任整個勘測工程的所有工作是不可能的,這需要多個領域的技術人員協(xié)同工作來完成。
RS主要是指從高空或外層空間的各種平臺上,利用可見光、紅外線、微波等電磁波探測儀器,通過攝影或掃描、信息感應、傳輸以及處理等,來對地面的物體進行了形狀、大小和環(huán)境等研究。目前遙感在地質和地理的信息獲取方面應用較為廣泛。公路工程建設的首要工作就是對線路的選擇和設計,利用有效的野外勘測進行路線的地質調(diào)查和地形測量。公路工程建設的選線工作既耗時,又浪費財力和人力,準確度又很難得到保證。如果利用遙感圖像進行信息的獲取,再進行圖像的加工和處理,就可以比較準確地對工程的地質、地貌進行揭示。遙感圖像能夠為工程路線的選擇提供有效而且全面的原始資料,它具有經(jīng)濟、準確、客觀和高效的特點。
GPS是由美國軍方研制的一種新式的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng),它具有高精確度和全球的覆蓋能力。GPS定位系統(tǒng)可以非常精確地進行地形測量,它在精確度、效率和成本等方面都有著較大的優(yōu)越性。利用GPS進行公路的勘測工作可以不受地形、時間和空間的影響,比較客觀且迅速地對工程進行勘測,使傳統(tǒng)工程測量中的各種問題得到有效解決。
GIS是一種對與空間地理分布有關的數(shù)據(jù)進行采集、存儲、管理、分析和評價的空間信息系統(tǒng)。它是由各項科學技術全面發(fā)展而興起的交叉科學,如計算機科學、空間科學和測繪科學等。它具有較大的空間數(shù)據(jù)分析能力,對空間地理分布有關信息的采集和處理起著強大的支持作用。利用GIS對公路工程的遙感信息進行分析和處理,能夠建立科學的選線空間模型,并綜合考慮到各種因素的影響,為公路的選線提供支持。GIS的應用可以很大程度的提高公路工程的勘測效率和可靠性。
3S融合技術就是指將遙感技術、全球衛(wèi)星定位技術和地理信息技術這三種技術結合起來加以運用。這三種技術在單獨應用時,各有所長,也各有不足:遙感圖像雖然能夠快速獲取地面信息,但它對地面物的感知又不盡全面,如經(jīng)緯度;GPS雖然可以快速和精確的定位,但是缺少地理屬性;而GIS的應用主要依靠其它技術進行數(shù)據(jù)的獲取,本身對數(shù)據(jù)的分析和管理能力較強。所以只有將這三種方式結合起來,才能充分發(fā)揮現(xiàn)代測繪技術的作用。3S技術的融合可以有多種表現(xiàn)形式,應該根據(jù)公路工程勘測工作的實際需要進行結合。結合以后這三種技術的功能和資源可以互補不足,并充分發(fā)揮它們的長處,使公路的勘測工作更加完善和高效。
傳統(tǒng)的測繪成圖方法是將人工測量得到的成果,在圖紙上進行人工繪制。這種方法費時、費力而且工作量也較大。數(shù)字化測繪技術就是將GPS、人工等測量技術所生成的數(shù)據(jù),運用現(xiàn)代數(shù)字化成圖軟件,進行公路工程的地形生成和編輯工作。對公路工程的勘測結果進行運算和圖形生成的一種技術。數(shù)字化的測繪技術可以有效的節(jié)省大量的人工和物力,并縮短繪圖的周期,全面地提高繪制的效率。同時數(shù)字化測繪技術也有利于工程的各種分析研究和計算,使公路工程的設計工作更加快捷。
現(xiàn)代的測繪技術使公路工程的勘測工作更加高效和科學,為工程節(jié)省了大量的人力、物力和財力。隨著科技的發(fā)展,現(xiàn)代的測繪技術也會有更大的發(fā)展空間,公路的勘測工作必須積極地接受新技術,并有效地運用新技術,從而推動公路工程的發(fā)展。
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