叢 充

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710300)

0 前 言

在各大土木工程建設(shè)中，工程測(cè)量(測(cè)繪)技術(shù)是其基礎(chǔ)性的工作，測(cè)量技術(shù)直接影響到工程建設(shè)的質(zhì)量問(wèn)題，隨著經(jīng)濟(jì)科技的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)已顯露出瓶頸，難以適應(yīng)現(xiàn)代化“大數(shù)據(jù)”時(shí)代的工作需要和要求?，F(xiàn)階段越來(lái)越多的工程企業(yè)使用數(shù)字化測(cè)繪，將數(shù)字化測(cè)繪新技術(shù)應(yīng)用到各項(xiàng)工程中，推動(dòng)傳統(tǒng)的土木行業(yè)朝向“數(shù)字化”、“信息化”、“智能化”方向發(fā)展。通過(guò)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，得到施工需要的地形、地理數(shù)據(jù)信息，以此作為施工依據(jù)，保證了更高精度的要求，方便快捷，大大提高了工作效率與質(zhì)量。但是在使用現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)中，還是暴露出一些技術(shù)性問(wèn)題，本文就現(xiàn)代化測(cè)繪的一些具體應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行討論，分析一下現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的主要應(yīng)用及問(wèn)題，這對(duì)提高工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量有著顯著的作用。

1 現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)概述

在目前土木建筑工程行業(yè)中，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)主要包括地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感技術(shù)(RS)以及衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)，俗稱“3S”技術(shù)。這些技術(shù)雖然已逐漸應(yīng)用在工程建設(shè)領(lǐng)域中，但在工程測(cè)量中應(yīng)用的不夠完善。本文就測(cè)繪技術(shù)成果的角度考慮，目前現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)主要分為原圖數(shù)字化和數(shù)字化測(cè)圖兩類。

1.1 原圖數(shù)字化

在土木工程建設(shè)中，已有資料的利用是進(jìn)行各個(gè)工程建設(shè)必須考慮的問(wèn)題。在統(tǒng)計(jì)整理年代較久遠(yuǎn)的資料時(shí)，一些紙質(zhì)性的文件、圖件、資料不易保存攜帶，給工程使用帶來(lái)了不便。特別是在傳統(tǒng)的工程測(cè)量中，對(duì)于大比例尺地形圖的輸入一直是技術(shù)難題，采用原圖數(shù)字化可以使問(wèn)題迎刃而解。對(duì)于工程施工中大比例尺地形圖，采用矢量掃描儀先進(jìn)行掃描，結(jié)合跟蹤數(shù)字儀進(jìn)行矢量化，再把得到的矢量圖數(shù)字化，就實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)地圖與電子計(jì)算機(jī)的無(wú)縫對(duì)接，很方便的解決了地形圖數(shù)據(jù)輸入的技術(shù)問(wèn)題。對(duì)于形成的電子計(jì)算機(jī)文件，可以在采集大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立起工程地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)后續(xù)的數(shù)據(jù)處理提供便利。

1.2 數(shù)字化測(cè)圖

在土木工程施工及變形監(jiān)測(cè)中，測(cè)繪大比例尺地形圖一直是關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題。傳統(tǒng)的施工測(cè)量地形圖精度難以控制，施測(cè)難度較大，尤其是繪制變形圖、竣工圖，在數(shù)據(jù)精度不高的情況下，很難準(zhǔn)確地繪制竣工圖。而運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)圖，可進(jìn)一步簡(jiǎn)化作業(yè)流程，提高作業(yè)效率。數(shù)字化測(cè)圖與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，可以使數(shù)據(jù)成果信息化，便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理，為勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工管理、竣工測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)提供可靠的地理信息數(shù)據(jù)。

2 現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 數(shù)字測(cè)繪技術(shù)測(cè)量繪圖精度更高

相比于傳統(tǒng)工程測(cè)繪，現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪能保證更高的精度，使測(cè)繪行業(yè)在測(cè)圖中精度達(dá)到飛躍的提升。在工程測(cè)量中，外業(yè)采集數(shù)據(jù)更多地使用全站儀、測(cè)量機(jī)器人等，在進(jìn)行點(diǎn)位坐標(biāo)計(jì)算中都是自動(dòng)計(jì)算自動(dòng)生成結(jié)果，彌補(bǔ)了人工讀數(shù)的誤差，縮短了測(cè)繪作業(yè)的時(shí)間，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)信息的整合，提高效率的同時(shí)減少了誤差的積累，從而提高了觀測(cè)精度。

2.2 數(shù)字測(cè)繪技術(shù)豐富了圖形信息

在以往傳統(tǒng)的工程測(cè)量中，測(cè)量數(shù)據(jù)多以圖表的形式表達(dá)，對(duì)于從業(yè)人員的門檻要求較高，不利于測(cè)繪技術(shù)的推廣。與傳統(tǒng)工程測(cè)量相比，現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪成果的表達(dá)更加多樣化，不僅形式多樣，還包含有豐富的數(shù)據(jù)信息。不僅在施工場(chǎng)地建立坐標(biāo)系，還能將施工所測(cè)的數(shù)據(jù)以圖形的形式進(jìn)行表達(dá)，形成數(shù)字化的完整的數(shù)據(jù)信息，便于歸檔。通過(guò)現(xiàn)代數(shù)字化的測(cè)繪技術(shù)手段，可以準(zhǔn)確獲取所測(cè)地面點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，附有豐富的圖形信息，對(duì)不同屬性的點(diǎn)位進(jìn)行編碼，可以加快圖形的繪制。在工程實(shí)際操作中，為了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理，檢索信息，對(duì)所測(cè)地形圖的幾何屬性和物理屬性及空間位置等進(jìn)行連接，在大量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立起GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，可以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯、存儲(chǔ)及管理，在工程施工中提高效率。此外，在實(shí)際測(cè)圖中，觀測(cè)人員可以采用不同的符號(hào)對(duì)地面所測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行標(biāo)記，能更好地完成測(cè)圖工作。

2.3 自動(dòng)化程度較高

在運(yùn)用數(shù)字化測(cè)繪的過(guò)程中，促進(jìn)了測(cè)繪行業(yè)向自動(dòng)化的方向發(fā)展。數(shù)字測(cè)繪實(shí)質(zhì)是伴隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生的，與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)有著緊密的關(guān)聯(lián)。現(xiàn)在測(cè)繪行業(yè)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合，促使了大量的工程軟件開發(fā)，這都使數(shù)字測(cè)繪技術(shù)更加迅速的發(fā)展?，F(xiàn)在處于“大數(shù)據(jù)”時(shí)代，隨著計(jì)算機(jī)自動(dòng)化的提高，數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的自動(dòng)化亦隨之提高。借助計(jì)算機(jī)軟件，工作人員可以對(duì)數(shù)據(jù)圖形信息進(jìn)行識(shí)別、篩選、運(yùn)算，完成數(shù)據(jù)圖像的處理。隨著自動(dòng)化程度的提高，測(cè)量誤差也會(huì)降低，從而保證了測(cè)量精度和準(zhǔn)確度。

2.4 存儲(chǔ)更加方便

在實(shí)際的土木工程測(cè)量中，數(shù)字化測(cè)繪相比于舊式的測(cè)繪方式，能更好地存儲(chǔ)管理數(shù)據(jù)。采用現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)，觀測(cè)獲得的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，保證了數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定，進(jìn)而確保了數(shù)據(jù)的完整性，加強(qiáng)了地圖的實(shí)用性，避免重復(fù)觀測(cè)。此外，數(shù)字測(cè)繪技術(shù)為后期的檢索和查詢提供了便利，更好滿足工程施工要求。

3 現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 原圖數(shù)字化測(cè)繪

在現(xiàn)階段工程測(cè)量中，對(duì)于收集到的原圖，工作人員可以對(duì)其數(shù)字化，充分合理利用原圖資源，體現(xiàn)出原圖的價(jià)值意義。對(duì)于原圖的數(shù)字化，可以節(jié)省工作時(shí)間，避免不必要的重復(fù)性測(cè)量。對(duì)原圖數(shù)字化，可以采用兩種技術(shù)方法，即手扶跟蹤與掃描矢量。掃描矢量法得到的地圖精度更高，但對(duì)原圖處理能力比較弱，在工程中應(yīng)用的不多。而手扶跟蹤數(shù)字化則比較常見，利用手扶跟蹤數(shù)字化，對(duì)地形圖進(jìn)行補(bǔ)測(cè)、修復(fù)，一方面達(dá)到了精度要求，另一方面降低了成本。所以實(shí)際工程中，更多地使用手扶跟蹤數(shù)字化方法。

3.2 地面數(shù)字測(cè)圖

在實(shí)際的工程測(cè)量中，如對(duì)成圖精度有所要求，而又沒有適宜的地形圖資料時(shí)，可以進(jìn)行地面數(shù)字測(cè)圖。數(shù)字地面測(cè)圖使用全站儀、GPS-RTK技術(shù)等，在施工現(xiàn)場(chǎng)或測(cè)區(qū)進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，采集好數(shù)據(jù)后進(jìn)行內(nèi)業(yè)加工成圖處理。地面數(shù)字測(cè)圖主要技術(shù)性工作是在野外采集一定量的地形數(shù)據(jù)信息，再利用現(xiàn)代測(cè)繪軟件進(jìn)行信息處理，制作成地理模型或地理產(chǎn)品。在實(shí)際操作中，除了進(jìn)行野外數(shù)字化測(cè)圖，還有必要采取一些輔助測(cè)量，降低測(cè)圖過(guò)程中的誤差累積，保證成圖精度。

3.3 現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在數(shù)字地球中的應(yīng)用

在當(dāng)今這個(gè)“大數(shù)據(jù)”時(shí)代中，地球空間信息被各行各業(yè)所關(guān)注，隨著測(cè)繪技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，“數(shù)字地球”也應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字地球以通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)多種信息集成，形成一個(gè)測(cè)量地球空間信息的框架體系。與傳統(tǒng)的土木工程測(cè)量相比，數(shù)字地球具有龐大的系統(tǒng)，十分復(fù)雜，具有極強(qiáng)的科學(xué)性和現(xiàn)實(shí)性。數(shù)字地球涉及國(guó)計(jì)民生的各個(gè)方面，包括經(jīng)濟(jì)的、社會(huì)的、自然的等各種現(xiàn)象，都可以進(jìn)行信息的記錄。現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)對(duì)空間信息的測(cè)量和處理有著日益廣泛的作用，在現(xiàn)今地球空間信息探測(cè)中具有重要地位。

4 總 結(jié)

綜上所述，本文對(duì)現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行了介紹，分析了現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以及分析了該技術(shù)在現(xiàn)階段工程測(cè)量中的具體應(yīng)用。相信隨著時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字測(cè)繪技術(shù)會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用，為社會(huì)提供更多的服務(wù)，滿足各項(xiàng)工程的需要。

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