初云燕

(山東協(xié)和學(xué)院)

數(shù)字化電子地圖在工程測量中的應(yīng)用

初云燕

(山東協(xié)和學(xué)院)

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使數(shù)字化電子地圖已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在工程建設(shè)中，本文總結(jié)了數(shù)字化電子地圖在工程建設(shè)測量工作中幾個(gè)常見的應(yīng)用。

數(shù)字地圖；工程測量；應(yīng)用

1 基本介紹

從廣義上說數(shù)字化電子地圖即數(shù)字地圖，是以數(shù)字的形式表達(dá)地形特征點(diǎn)的集合形態(tài)。數(shù)字地圖種類很多，如地形圖、柵格地形圖、遙感影像圖、高程模型圖、 各種專題圖等等。其共同的特點(diǎn)是存儲(chǔ)了具有特定含義的數(shù)字、文字、符號(hào)等各類數(shù)據(jù)信息，同時(shí)可以傳輸、處理和多用戶共享，可為工程施工提供詳盡的地物、地貌、工程結(jié)構(gòu)等數(shù)字信息。

工程測量是工程建設(shè)中的所有測繪工作的統(tǒng)稱，包括工程建設(shè)勘測、設(shè)計(jì)、施工和管理、竣工、運(yùn)營階段所進(jìn)行的各種測量工作。工程測量按其工作性質(zhì)可分為工程控制測量和地形測量、施工測量和安裝測量、竣工測量等。

工程測量中常使用的數(shù)字地圖軟件包括以下幾種：第一種是Google Earth，一款虛擬地球儀軟件，針對大城市、著名風(fēng)景區(qū)、建筑物區(qū)域會(huì)提供分辨率為1m和0.5m左右的高精度影像；第二種是cass，其以AutoCAD為平臺(tái)，重新編寫和優(yōu)化了程序代碼，加強(qiáng)了等高線、電子平板、斷面設(shè)計(jì)等技術(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行更高效、更穩(wěn)定。同時(shí)其大量使用快捷工具，使數(shù)據(jù)瀏覽編輯和系統(tǒng)設(shè)置更加方便快捷；第三種是奧維互動(dòng)地圖，其集成了多種電子地圖，并可以自由切換，讀取多種格式數(shù)據(jù)，手機(jī)端在野外工作中作用突出。

2 數(shù)字化電子地圖在工程測量中具體應(yīng)用

工程測量應(yīng)用的領(lǐng)域比較多，各領(lǐng)域中數(shù)字化電子地圖在工程測量中所能發(fā)揮積極效果的主要應(yīng)用體現(xiàn)在控制測量、施工測量、運(yùn)營管理幾個(gè)方面。

2.1 控制測量

根據(jù)測量工作的基本原則，控制測量工作是工程測量工作的第一個(gè)關(guān)鍵步驟。而控制測量外業(yè)進(jìn)行步驟為踏勘選點(diǎn)和建立標(biāo)志、測角、量距、聯(lián)測，所以踏勘選點(diǎn)是控制測量中的第一步，控制點(diǎn)選好了，后期的工作才有順利進(jìn)行的可能性。數(shù)字地圖數(shù)據(jù)更新相對比較快，更符合工程開展之前的測區(qū)的實(shí)際情況，利用數(shù)字地圖做底圖，可以充分考慮到控制點(diǎn)選擇的點(diǎn)位與已有建筑物、構(gòu)筑物、植被覆蓋以地形地勢的關(guān)系，從而避開影響測量精度的因素。在其上完成選點(diǎn)工作，可以大大節(jié)約野外測量工作的時(shí)間，增加工作效率，同時(shí)提高控制網(wǎng)質(zhì)量。

2.2 施工測量

施工過程中需要進(jìn)行的測量工作根據(jù)工程進(jìn)度依次進(jìn)行，統(tǒng)稱為施工測量。涉及到的具體工作比較多，不能一一列舉，這里以工程量計(jì)算和線路選擇及優(yōu)化為例進(jìn)行說明數(shù)字地圖在工程測量中的使用。

2.2.1 工程量計(jì)算

工程計(jì)價(jià)以工程量為基本依據(jù)，工程量計(jì)算的準(zhǔn)確與否，直接影響工程造價(jià)的準(zhǔn)確性以及工程建設(shè)的投資控制。例如工程中土石方量的測量計(jì)算，在工程施工中經(jīng)常遇到，是土方工程施工中必須要進(jìn)行的工作，計(jì)算的過程必須保證可信。目前，大多數(shù)的數(shù)字地圖軟件中都含有數(shù)字高程模型DEM，可以直接進(jìn)行土方量計(jì)算，并且根據(jù)需要輸出斷面記錄表和方量計(jì)算表?？偠灾?，在工程開工之前或者工程施工過程的各個(gè)階段，需要穿插進(jìn)行相應(yīng)的工程測量工作，實(shí)測的各個(gè)階段的大比例尺地形圖、斷面圖等數(shù)字地圖均是工程量計(jì)算和工程結(jié)算的依據(jù)，同時(shí)也決定著測繪成果的科學(xué)性、權(quán)威性。

2.2.2 線路選擇及優(yōu)化

工程建設(shè)中經(jīng)常要對建設(shè)路線進(jìn)行選擇，在此過程中涉及到諸多工程測量工作，這些工作可以先使用數(shù)字化電子地圖進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)。如綜合考慮路線的安全性、經(jīng)濟(jì)性和美觀性等要求，需確保線路坡度符合設(shè)計(jì)要求、考慮地形差異以降低后續(xù)工程填挖方的工作量、平縱面設(shè)計(jì)確保安全等，這些都可以在數(shù)字地圖上做初步的效果圖，根據(jù)效果圖計(jì)算大致的測量工作的工作量以及工程預(yù)算，根據(jù)工程實(shí)際做相應(yīng)調(diào)整，以達(dá)到節(jié)約人力、物力、成品效果最佳的目的。例如在道路拓寬工程中，可以首先收集現(xiàn)狀道路圖、區(qū)域內(nèi)建筑物分布圖等相關(guān)的數(shù)字地圖作為底圖，疊加相關(guān)底圖后按照道路拓寬標(biāo)準(zhǔn)和約束條件生成緩沖區(qū)，綜合分析緩沖區(qū)內(nèi)涉及的對象，對所需拆遷的對象進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算，就可以得到初步的施工計(jì)劃的依據(jù)，為后期測量工作的進(jìn)行打下基礎(chǔ)。

2.3 變形監(jiān)測

隨著越來越多的高層建筑物、隧道、大壩、地鐵等的建成，工程對象的安全運(yùn)營問題也顯得越來越重要。運(yùn)營管理主要工作之一為變形監(jiān)測，其涉及諸多學(xué)科，包括工程測量、工程地質(zhì)、水文、結(jié)構(gòu)力學(xué)、地球物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等知識(shí)，是一項(xiàng)跨學(xué)科的研究。在精密工程測量中，工程對象運(yùn)營狀況的監(jiān)視、控制、管理成為安全運(yùn)營的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的變形監(jiān)測技術(shù)主要包括地面測量和近景攝影測量，新型變形監(jiān)測技術(shù)包括RTS技術(shù)、GNSS技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)以及3S集成技術(shù)，地面觀測監(jiān)測技術(shù)則主要是指測量機(jī)器人和激光三維掃描技術(shù)。隨著變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，不論哪種技術(shù)都需要將采集的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為數(shù)字地圖的形式，利用數(shù)字地圖的數(shù)據(jù)處理、分析功能對變形數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后得出變形狀態(tài)結(jié)論。數(shù)字地圖在變形監(jiān)測中的應(yīng)用可以使工程對象的運(yùn)營管理進(jìn)行自動(dòng)檢測、人工確認(rèn)、智能響應(yīng)，一旦出現(xiàn)問題可以做到事件響應(yīng)快速、管理科學(xué)、指揮有據(jù)。

3 結(jié)束語

數(shù)字地圖以其自身的動(dòng)態(tài)性、交互性、無極縮放、無縫拼接、多尺度顯示、空間分析及共享性等優(yōu)點(diǎn)，在工程測量領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)時(shí)代的進(jìn)步、科技的發(fā)展對數(shù)字化地圖的發(fā)展也會(huì)提出新的、更高的要求，數(shù)字化地圖的應(yīng)用也必將越來越深入工程建設(shè)的方方面面。

[1]宋海明，電子地圖在我國城市發(fā)展中的應(yīng)用及發(fā)展分析[J]，城市建筑，2013。

[2]張亮，電子地圖在水利工程測量中的應(yīng)用[J]，黑龍江水利科技，2015（11）。

[3]姚偉、侯博文，工程測量斷面與工程量計(jì)算的應(yīng)用[J]，四川水利，2014。

[4]劉煒、薛琳萍，公路路線的選擇原則和設(shè)計(jì)中常見問題[J]，交通世界，2016。

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1007-6344（2017）02-0303-01

基 金：山東協(xié)和學(xué)院2014年國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目

項(xiàng)目編號(hào)：201410825034

初云燕（1982-），女，講師，研究方向：3S技術(shù)應(yīng)用