袁訓(xùn)智,張 杰
雖然地質(zhì)工程測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展與應(yīng)用,但是在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的背景下,測(cè)繪結(jié)果精度要求進(jìn)一步提升,外部環(huán)境復(fù)雜程度日漸提升,傳統(tǒng)地質(zhì)工程測(cè)繪技術(shù)暴露出許多弊端。地質(zhì)工程測(cè)繪質(zhì)量在此情況下難以得到保證,影響地質(zhì)工程的質(zhì)量和行業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。測(cè)繪地理信息技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)地質(zhì)工程測(cè)繪技術(shù)的不足之處,具有精度高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、工作效率高、無(wú)人化操作特點(diǎn),應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。并且測(cè)繪地理信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析功能結(jié)合在一起,大大提升了地質(zhì)工程測(cè)繪水平,為工程建設(shè)提供高效、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。而就目前發(fā)展而言,測(cè)繪地理信息技術(shù)不夠成熟,應(yīng)用策略與信息平臺(tái)建設(shè)等工作還需要進(jìn)一步完善,本文對(duì)地質(zhì)工程測(cè)繪中測(cè)繪地理信息技術(shù)應(yīng)用策略進(jìn)行分析,旨在為測(cè)繪工程精度提升做出貢獻(xiàn)。
測(cè)繪地理信息技術(shù)是一種極為先進(jìn)的測(cè)繪方法,它是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)生的新技術(shù),能夠在地質(zhì)工程測(cè)繪工作中發(fā)揮巨大的作用。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用效果及技術(shù)體系來(lái)看,測(cè)繪地理信息技術(shù)具有以下三方面的優(yōu)點(diǎn):第一,其受外部干擾比較小。過(guò)去的地質(zhì)工程測(cè)繪技術(shù)往往存在易受到外界因素的影響,在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下,其測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確度將會(huì)大打折扣,甚至導(dǎo)致地質(zhì)工程測(cè)繪工作無(wú)法順利開(kāi)展,同時(shí)在天氣條件比較差的情況下,其測(cè)繪過(guò)程將會(huì)被迫中止。但測(cè)繪地理信息技術(shù)主要是以衛(wèi)星及接收器為信號(hào)及數(shù)據(jù)來(lái)源,因此能夠避免天氣問(wèn)題帶來(lái)的負(fù)面影響,也能更好地適應(yīng)復(fù)雜的地理環(huán)境,不容易受到外界因素的干擾,整體應(yīng)用效果比較突出。第二,其數(shù)據(jù)精確度比較高。傳統(tǒng)的地質(zhì)工程測(cè)繪工作會(huì)涉及到人工測(cè)繪等方式,但由于技術(shù)人員的綜合素質(zhì)、外界因素影響等一系列問(wèn)題,人工測(cè)繪技術(shù)的準(zhǔn)確度相對(duì)有限,很難為工程項(xiàng)目建設(shè)施工提供強(qiáng)有力的支持,甚至可能導(dǎo)致一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。而測(cè)繪地理信息技術(shù)的有效應(yīng)用則能夠改變這一問(wèn)題,從根本上提升地質(zhì)工程測(cè)繪的準(zhǔn)確度,再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)據(jù)分析,可建成有參考價(jià)值的工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù),為工作人員提供有效的數(shù)據(jù)支持。最后,其工作效率比較高。測(cè)繪地理信息技術(shù)主要是以衛(wèi)星系統(tǒng)為基礎(chǔ)開(kāi)展測(cè)繪工作,因此可以同時(shí)對(duì)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理,再將大量數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中,以地理信息模型系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,這樣一來(lái)地質(zhì)工程測(cè)繪的效率就能得到有效提升。在傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)當(dāng)中常見(jiàn)的人工測(cè)繪模式存在需要對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行逐一測(cè)量的問(wèn)題,在地質(zhì)工程測(cè)繪規(guī)模比較大的情況下,測(cè)量工作量也比較大,測(cè)繪人員需要不斷調(diào)整設(shè)備,因此最終的測(cè)繪效率往往非常低,不利于地質(zhì)工程測(cè)繪的正常進(jìn)行。
在進(jìn)行測(cè)繪時(shí),地理信息技術(shù)的作用越來(lái)越重要,該技術(shù)原理主要是依賴于兩種技術(shù)的相互結(jié)合,然后將這些技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的測(cè)繪中,既遙感與衛(wèi)星定位兩種技術(shù)的相互融合,這些技術(shù)的應(yīng)用使測(cè)繪變的越來(lái)越準(zhǔn)確和有效,因此這種技術(shù)的應(yīng)用也變的廣泛起來(lái),在傳統(tǒng)測(cè)繪模式下,很多的問(wèn)題無(wú)法得到解決,特別是人力和物力兩方面。但是該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)恰恰相反,其優(yōu)點(diǎn)較多,其一測(cè)繪精確度較高,其二受天氣的影響很小,尤其在進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí),即使天氣情況不會(huì)好時(shí),衛(wèi)星與接收設(shè)備之間也會(huì)保持著正常的傳輸,因此,該技術(shù)對(duì)測(cè)繪條件的要求不高,在進(jìn)行測(cè)繪時(shí),受到外界因素的影響也很小,這些優(yōu)勢(shì)保證了測(cè)繪效率,因此,該技術(shù)具有傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)替代不了的優(yōu)勢(shì),因此更受到了歡迎。在應(yīng)用的操作上,這種信息技術(shù)便利性更突出,計(jì)算機(jī)在模塊方面具有輔助功能,其可以進(jìn)行自動(dòng)完成讀數(shù),測(cè)繪人員只要設(shè)置這種功能就能獲數(shù)據(jù),這樣就保證了測(cè)繪成果的有效性。從精準(zhǔn)度方面看,該技術(shù)的應(yīng)用能夠保證地質(zhì)工程測(cè)繪的準(zhǔn)確性,該技術(shù)一般依賴于測(cè)繪衛(wèi)星,這種衛(wèi)星處于地球外120km的軌道上,處在這個(gè)軌道上,衛(wèi)星就能夠準(zhǔn)確對(duì)地形地貌進(jìn)行把握,特別是其形狀及尺寸等,其高度的精確性滿足了測(cè)繪工作的要求。比較來(lái)說(shuō),在以往的測(cè)繪應(yīng)用中,該技術(shù)將數(shù)據(jù)不能整合的問(wèn)題解決了,一旦確定好標(biāo)準(zhǔn)和位置后,測(cè)繪人員通過(guò)計(jì)算機(jī)就能直接處理數(shù)據(jù),特別是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判別和篩選,篩選時(shí),會(huì)出現(xiàn)一些特定的數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)馬上可以進(jìn)行自動(dòng)保存,這些都為接下來(lái)的工作提供了幫助。
對(duì)于原始數(shù)據(jù)的處理, 要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。相關(guān)人員要測(cè)量這些數(shù)據(jù), 然后根據(jù)測(cè)量的結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行連接,接下來(lái)按照點(diǎn)構(gòu)成線。最后,工作人員在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、探討, 如果一旦發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題,工作人員要及時(shí)解決, 這樣就減少了誤差。在實(shí)際中應(yīng)用這種地理信息系統(tǒng),可以保證數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性, 并在很大程度上減小誤差出現(xiàn)的次數(shù), 直至這種誤差趨于0, 這樣保證了該技術(shù)的可靠性和其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
在地質(zhì)工程測(cè)繪工作中,其重要的作用是使工程施工的安全性變得更好,因此,對(duì)于測(cè)繪人員來(lái)說(shuō),在施工區(qū),要盡可能獲得該地區(qū)的地理信息數(shù)據(jù),這樣才能保證工程的安全性。因此可以利用遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì),將這些實(shí)際數(shù)據(jù)采集起來(lái),還要注意對(duì)數(shù)據(jù)更新時(shí)要及時(shí),當(dāng)該地區(qū)有問(wèn)題出現(xiàn)時(shí),工作人員要在第一時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng),尤其對(duì)數(shù)據(jù)的變化要及時(shí)反應(yīng),并對(duì)圖像也要馬上給予更新,這些內(nèi)容是建立數(shù)據(jù)模型的依據(jù),主要是為了能及時(shí)調(diào)整施工規(guī)劃。
在進(jìn)行測(cè)繪時(shí),離散及抽樣關(guān)系到很多其他內(nèi)容,因此很重要,通過(guò)以上的操作,數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)一致,還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存,一般情況下有兩種,一種是矢量,另外一種是柵格。這兩種的儲(chǔ)存都按照GIS技術(shù)進(jìn)行,前者是按照幾何原理完成, 既有點(diǎn)到線最后到面的過(guò)程,后者通過(guò)測(cè)量實(shí)體數(shù)據(jù)進(jìn)行。后者在進(jìn)行計(jì)算時(shí),是以地面上企業(yè)的網(wǎng)格寬度為準(zhǔn)進(jìn)行,然后以寬形成行及列。因?yàn)檫@兩種方式操作的便捷性, 使得其的應(yīng)用范圍較廣。我國(guó)科技在不斷的發(fā)展過(guò)程中,為地理信息技術(shù)的普及帶來(lái)了更加便利的條件,特別在很多操作上,從數(shù)據(jù)的變化上,如對(duì)其的采集、整理、儲(chǔ)存等變得越來(lái)越簡(jiǎn)單(如圖1)。
圖1 流程圖
在進(jìn)行測(cè)繪時(shí),該技術(shù)在這方面的應(yīng)用表現(xiàn)在以下特點(diǎn),既時(shí)間、空間和屬性。在處理數(shù)據(jù)時(shí), GIS先將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集,收集好后才傳輸?shù)紽AT表內(nèi), 最后根據(jù)數(shù)據(jù)間的緊密關(guān)系進(jìn)行分析。
對(duì)于測(cè)繪地理信息技術(shù)來(lái)說(shuō),其的功能特點(diǎn)較多樣,其對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和整合后,還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,一般的,分析時(shí)會(huì)以項(xiàng)目施工情況為準(zhǔn),最后生成了地圖,以數(shù)字化地圖為主,這樣,測(cè)繪工作的整個(gè)過(guò)程就有了不同程度的提高。值得一提的是傳統(tǒng)的人工數(shù)據(jù)處理技術(shù),這種技術(shù)沒(méi)有以信息技術(shù)為基礎(chǔ),無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理,因此缺乏綜合性的考慮,也無(wú)法保證數(shù)據(jù)分析時(shí)準(zhǔn)確性,這樣的測(cè)繪工作的效果就會(huì)很不準(zhǔn)確。
測(cè)繪地理信息技術(shù)可以提高工程測(cè)繪的效果。在所有功能中,有一種功能最復(fù)雜和最有價(jià)值,該功能就是空間的系統(tǒng)化分析功能,涉及到了很多的領(lǐng)域與學(xué)科,如區(qū)域科學(xué)、經(jīng)濟(jì)和地理學(xué)等,因此對(duì)技術(shù)人員提出了很高的要求,尤其是技術(shù)人員的綜合素質(zhì)。對(duì)于目標(biāo)區(qū)域,這種系統(tǒng)化功能可以幫助建立其空間模型,測(cè)繪人員通過(guò)這個(gè)模型進(jìn)一步了解到方位、實(shí)物與虛擬物體間的關(guān)聯(lián),這些都具有實(shí)用價(jià)值。這一過(guò)程相對(duì)來(lái)說(shuō)不簡(jiǎn)單,但在另外一個(gè)側(cè)面也反應(yīng)出這種地理信息技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值,其在本質(zhì)上提高了測(cè)繪的實(shí)際水平。
在應(yīng)用地理信息技術(shù)時(shí),空間分析能力是其最重要的技術(shù)之一,這種分析能力包含很多環(huán)節(jié)和領(lǐng)域的科學(xué),如區(qū)域科學(xué),另外,還涉及到了經(jīng)濟(jì)學(xué)和地理學(xué)等。因此,這種綜合性需要由專業(yè)人員才能夠完成。通過(guò)空間分析后,將數(shù)據(jù)和圖形相互轉(zhuǎn)換形成統(tǒng)一,這種統(tǒng)一以空間模型形式得以體現(xiàn)。雖然這個(gè)過(guò)程很復(fù)雜,但GIS系統(tǒng)在智能化方面較突出,因此其在應(yīng)用時(shí)較受歡迎。該技術(shù)的應(yīng)用使工程的綜合效益有所增加,并且也為工程測(cè)繪提供了良好的支持。
在進(jìn)行測(cè)繪時(shí),當(dāng)處于后期階段,處理過(guò)程變得相對(duì)復(fù)雜。常規(guī)下,處理大量的數(shù)據(jù)只是其中的一部分工作,其實(shí),還有大量的繪圖制圖工作需要完成,這個(gè)過(guò)程耗費(fèi)的時(shí)間最多,需要很多的測(cè)繪人員,傳統(tǒng)的測(cè)繪模式下,測(cè)繪人員的工作壓力主要來(lái)自于這些繪圖。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),處理數(shù)據(jù)和繪圖時(shí),都要處理大量的數(shù)據(jù)信息,并且數(shù)據(jù)復(fù)核難度很大,一旦有數(shù)據(jù)異常出現(xiàn),很多關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)也不能省略,需要及時(shí)調(diào)整,這些使測(cè)繪人員的工作量成倍的增加。但是現(xiàn)在則不同,技術(shù)人員可以應(yīng)用地理信息技術(shù),這種技術(shù)給工作人員帶來(lái)了很大的便利,如在利用其相關(guān)功能時(shí),特別是數(shù)據(jù)輸出和軟件關(guān)聯(lián)最為實(shí)用,就能直接處理到收集到的數(shù)據(jù),這種處理是自動(dòng)化的處理,并且,還能給出與之相對(duì)應(yīng)的測(cè)繪圖,這樣就節(jié)省了測(cè)繪的時(shí)間,測(cè)繪人員就能將更多的精力放在其它方面上,如處理制圖的細(xì)節(jié),及圖紙的精準(zhǔn)度上。同時(shí),該信息技術(shù)系統(tǒng)還具備其它的軟件系統(tǒng),這種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)了精細(xì)化的處理,這樣數(shù)據(jù)就轉(zhuǎn)變成圖像,既形成立體化的模型圖,一般情況下,主要以三維模型圖為主。在測(cè)繪區(qū)域內(nèi),通過(guò)建立的這種模型圖可以掌握參考點(diǎn)的具體情況,如其海拔高度是多少、地貌變化等,這些內(nèi)容都能給測(cè)繪人員帶來(lái)信息,使工作人員把握實(shí)際情況,這些保證了測(cè)繪效果的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的測(cè)繪模式缺點(diǎn)較多,特別在數(shù)據(jù)輸出方面,其效率較低,但在實(shí)際的工作中,立體式輸出功能可以彌補(bǔ)了這方面的不足,這個(gè)問(wèn)題的改善為測(cè)繪的發(fā)展提供了條件。
近幾年,一種新技術(shù)的出現(xiàn)給測(cè)繪工作帶來(lái)了改變,這種技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),該技術(shù)主要是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為中心,其處理過(guò)程為;將數(shù)據(jù)處理后形成圖像,圖像在進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化成三維立體圖形,接下來(lái)是應(yīng)用者的感官體驗(yàn),應(yīng)用者的體驗(yàn)是以視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)為主。當(dāng)測(cè)繪人員接收到這些處理后的數(shù)據(jù)時(shí),這些數(shù)據(jù)能夠幫助測(cè)繪人員去理解區(qū)域內(nèi)的實(shí)際情況。并且,測(cè)繪人員根據(jù)其情況建立三維立體圖形,由此還有利于提高了工程測(cè)繪的準(zhǔn)確。從應(yīng)用上看,新型的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在這方面的價(jià)值很大,其能夠讓人體會(huì)到身在其中的感覺(jué),通過(guò)這種對(duì)測(cè)繪現(xiàn)場(chǎng)的模擬,改變了傳統(tǒng)測(cè)繪模式下出現(xiàn)的有待解決的問(wèn)題,更重要的是其降低了工程測(cè)繪的成本和費(fèi)用,當(dāng)這兩種技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起以后,既虛擬現(xiàn)實(shí)與測(cè)繪地理信息技術(shù)的相互融合,例如以本地區(qū)降水量為例,通過(guò)對(duì)降水?dāng)?shù)據(jù)的分析進(jìn)行模擬,技術(shù)人員以模擬實(shí)驗(yàn)的情況然后提出應(yīng)對(duì)措施,從而做到了提前預(yù)防的準(zhǔn)備。該技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)操作,在室內(nèi)為人員疏散建立定位模型,這種應(yīng)急處理在實(shí)際上應(yīng)用價(jià)值很大,因此,該信息技術(shù)在這方面具有突出的實(shí)用性,該技術(shù)可以利用衛(wèi)星獲得原始數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)對(duì)這些原始數(shù)據(jù)的有效處理,可以使圖像變得更準(zhǔn)確,當(dāng)該技術(shù)與遙感影像系統(tǒng)相互結(jié)合,這種結(jié)合提高了應(yīng)急數(shù)據(jù)處理的效率。遙感技術(shù)可以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為畫(huà)面,測(cè)繪人員接受圖像后,可以將圖像再一次進(jìn)行轉(zhuǎn)化,最后轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),然后形成參考,工作人員通過(guò)快速標(biāo)記法對(duì)其進(jìn)行處理。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在近幾年內(nèi)興起的。其主要依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)形成三維立體空間,然后據(jù)此建立模擬,由此為測(cè)繪工作者有了感官體驗(yàn),主要是來(lái)自于視、聽(tīng)和觸三個(gè)方面的體驗(yàn), 并實(shí)時(shí)以畫(huà)面?zhèn)鬏數(shù)男问秸宫F(xiàn)出來(lái), 這種形式很容易觀察事物的形態(tài)。另外,對(duì)數(shù)據(jù)的收集形成融合較容易,這樣就保證了三維地圖的準(zhǔn)確性。這種技術(shù)屬于全新技術(shù), 使人很容易能進(jìn)入其中,其使用范圍廣,可以模擬各種不同的現(xiàn)場(chǎng)。因此,這種技術(shù)減少了成本增加了效益, 無(wú)論對(duì)各種災(zāi)害都可以進(jìn)行模擬,如通過(guò)降水量的模擬制定出預(yù)案。同時(shí)還有另外一個(gè)優(yōu)勢(shì),該技術(shù)可將多臺(tái)設(shè)備聯(lián)系起來(lái),通過(guò)對(duì)室內(nèi)的定位,模擬出疏散情況,這種虛擬場(chǎng)景完全由自動(dòng)化來(lái)定位,對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)信息,此項(xiàng)功能對(duì)救援方案提供依據(jù)。
城市交通中的走向的特征是關(guān)鍵,特別是城市中心線路及通信等方面, 這些特征主要體現(xiàn)在交叉點(diǎn)及橋梁接口處,利用提到的技術(shù)反應(yīng)出來(lái)的數(shù)據(jù),分析這些數(shù)據(jù)可以看到城市基礎(chǔ)設(shè)施在不斷減少。GIS技術(shù)可以整合數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)其進(jìn)行探討,最后形成數(shù)據(jù)系統(tǒng)。在工程建設(shè)中,該系統(tǒng)常用在兩個(gè)方面,既儲(chǔ)存和管理。
在測(cè)繪中,應(yīng)急數(shù)據(jù)要依賴于原始數(shù)據(jù),以此制成圖鑒?,F(xiàn)階段,專業(yè)的測(cè)繪軟件功能強(qiáng)大,如遙感影像系統(tǒng), 通過(guò)分析為了實(shí)現(xiàn)高效的處理速度,如對(duì)應(yīng)急數(shù)據(jù)。其中遙感影像系統(tǒng)是以攝影測(cè)繪技術(shù)為基礎(chǔ),其將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成畫(huà)面,然后進(jìn)行傳輸,此系統(tǒng)可以復(fù)原物體,包括其方位及大小等,其還能與數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合,這樣信息的處理能力就不斷地得到了提高。利用遙感影像技術(shù)進(jìn)行編輯時(shí),如在工程測(cè)繪方面的應(yīng)用,該技術(shù)與制圖系統(tǒng)進(jìn)行融合,很容易就測(cè)繪出應(yīng)急的數(shù)據(jù),因此,對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和編輯, 然后工作人員標(biāo)記后建立圖鑒。
總而言之,在經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展的過(guò)程中,工程測(cè)繪工作的地位發(fā)生了很大的變化,地理信息技術(shù)的高低也決定著測(cè)繪工作的好壞。具體情況下,傳統(tǒng)的工程測(cè)繪已經(jīng)比較落后,如今,其已無(wú)法滿足現(xiàn)代建設(shè)的需要, 因此,對(duì)于工程建筑單位來(lái)說(shuō),其只有提升自身的測(cè)繪技術(shù)才能應(yīng)對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng),為了保證其測(cè)繪的質(zhì)量和效率,需要建筑單位不斷努力將地理信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)融合到一起。