陳俞佐

廣西華繪勘察設(shè)計(jì)有限公司 廣西 南寧 530000

測(cè)量工作是現(xiàn)代工程項(xiàng)目建設(shè)中的基礎(chǔ)性內(nèi)容，其能為工程項(xiàng)目后期的建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。在信息時(shí)代下，工程測(cè)繪技術(shù)獲得了快速發(fā)展，其靜態(tài)測(cè)量的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了光電學(xué)、機(jī)械學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的有效融合，由此催生了一系列的數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，科學(xué)使用這些技術(shù)，能有效地完成地物目標(biāo)信息的采集、分析和利用，為工程項(xiàng)目高效設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)參考。

1 GIS與數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)內(nèi)涵

1.1 GIS技術(shù)

作為一種依托現(xiàn)代系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的測(cè)繪手段，GIS技術(shù)（地理信息系統(tǒng)）在工程測(cè)量中融合了地理學(xué)、環(huán)境學(xué)和空間學(xué)等專業(yè)學(xué)科內(nèi)容，能有效地實(shí)現(xiàn)地理信息的測(cè)量與處理應(yīng)用。在實(shí)際的測(cè)繪項(xiàng)目中，人們也習(xí)慣性地將GIS技術(shù)稱為資源與環(huán)境信息系統(tǒng)，其能對(duì)全球范圍內(nèi)的地物目標(biāo)進(jìn)行數(shù)字化解析和整合應(yīng)用，由此形成信息圖像，具有精確性、高效性的特征，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)勢(shì)極為明顯[1]。

1.2 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)

該技術(shù)在工程圖和地形圖測(cè)量中具有廣泛應(yīng)用，其能工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的約束下，高效化地完成特定地物目標(biāo)的測(cè)量。對(duì)比傳統(tǒng)的測(cè)量手段，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)不僅具有高效性、靈活性的優(yōu)勢(shì)，而且測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性、實(shí)用性前的價(jià)值極為突出。目前，隨著先進(jìn)理念與技術(shù)的融合，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的類型和應(yīng)用范圍不斷增加，在工程項(xiàng)目測(cè)量應(yīng)用中，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)具有自動(dòng)化處理、圖形編輯、動(dòng)態(tài)化處理的顯著特征[2]。

2 GIS技術(shù)與數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)發(fā)展

2.1 GIS技術(shù)發(fā)展

GIS技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、分析，而且能實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)呈現(xiàn)和共享利用。分析工程項(xiàng)目測(cè)量實(shí)際可知，GIS技術(shù)在硬件層面多采用服務(wù)器結(jié)構(gòu)，在軟件層面使用了分布式網(wǎng)絡(luò)的GIS系統(tǒng)。在長(zhǎng)期的測(cè)量與技術(shù)發(fā)展中，GIS技術(shù)秉持深化開放的理念，通過(guò)對(duì)測(cè)量重點(diǎn)要素的標(biāo)準(zhǔn)化控制，有效地實(shí)現(xiàn)了資源共享和數(shù)據(jù)共享，為具體工程項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)的開展提供了數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)管理是GIS技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的支撐下，GIS技術(shù)努力建成了全新的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的創(chuàng)新升級(jí)。值得注意的是，在全新的測(cè)量體系下，人們對(duì)于GIS技術(shù)的應(yīng)用提出了更好的質(zhì)量要求，在這些要求下，GIS技術(shù)與GPS技術(shù)、RS技術(shù)的聯(lián)系增強(qiáng)，并由此形成了“3S”技術(shù)體系，這實(shí)現(xiàn)了GIS技術(shù)從基本信息管理向更多元復(fù)雜整合功能區(qū)域的轉(zhuǎn)變，為工程測(cè)量提供了空間概念上的全新應(yīng)用模式。

2.2 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)發(fā)展

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是一個(gè)整體性的概念，其是在現(xiàn)代科技支撐下多種先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)的統(tǒng)稱。在一定程度上，GPS技術(shù)、RS技術(shù)、數(shù)字化成圖技術(shù)均可劃歸到數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的范疇。

GPS技術(shù)系統(tǒng)不僅包含了地面監(jiān)控終端，而且涉及衛(wèi)星群和接收設(shè)備，在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)持續(xù)發(fā)射導(dǎo)航電文，GPS技術(shù)可準(zhǔn)確的完成測(cè)距導(dǎo)航工作。在工程項(xiàng)目測(cè)量中，依托GPS技術(shù)快速精準(zhǔn)的定位能力，人們能快速地發(fā)現(xiàn)工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)變動(dòng)和變形隱患，并且在一定程度上，其能將建筑變形監(jiān)控的精度控制在1.0ppm，借助GPS快速定位變形位置，并提醒工程建設(shè)人員進(jìn)行處理，能有效地保證工程項(xiàng)目施工維修的效率，并且在一定程度上，其有效地保證了項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的安全性。

RS技術(shù)包含了攝影、掃描、傳輸和分析、處理等作業(yè)流程，其能在接收各類地理電磁波信號(hào)的基礎(chǔ)上，通過(guò)遠(yuǎn)程識(shí)別和測(cè)控的方式，準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)地物目標(biāo)的實(shí)際情況。在信息技術(shù)的支撐下，RS技術(shù)正朝著智能化、高效化和動(dòng)態(tài)化的方向發(fā)展，并且在技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新中，RS技術(shù)影像的分辨率和光譜分辨率不斷增加，其在光譜特征地表物質(zhì)的分辨和呈現(xiàn)中有突出作用。目前除土地地圖、交通線路測(cè)圖外，水文分布繪圖中均大量使用了RS技術(shù)，有效地滿足了工程測(cè)量的實(shí)際需要。

數(shù)字化成圖技術(shù)是數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用典型代表，其能通過(guò)野外繪圖測(cè)量與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理的方式來(lái)繪制全新的數(shù)字第一，大大提升了數(shù)字成圖的效率。一般在數(shù)字化成圖技術(shù)應(yīng)用中，通過(guò)全站儀、平板等智能工具的使用，人們可將野外分散的各點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，并繪制成圖，并且在成圖過(guò)程中，該技術(shù)化具有數(shù)據(jù)采集與圖形編輯同步進(jìn)行的能力，切實(shí)保證了數(shù)字成圖的精確性[3]。

3 GIS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 地理資源調(diào)查

國(guó)土資源管理中，規(guī)范化地使用GIS技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)采集城市周圍的地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)，更好地了解這些資源的分布情況，這不僅滿足了國(guó)土資源調(diào)查分析的現(xiàn)實(shí)需要，而且為城市規(guī)劃及建設(shè)工作的開展指明了方向。譬如，我國(guó)山西、內(nèi)蒙古等地區(qū)的煤炭資源較為豐富，但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開采，這些區(qū)域的地表環(huán)境變得極為脆弱，發(fā)生塌陷等災(zāi)害的概括大大增加。在新時(shí)期，這些地區(qū)可通過(guò)GIS技術(shù)對(duì)礦區(qū)開采情況進(jìn)行調(diào)查，這樣不論是國(guó)土資源調(diào)查還是城市規(guī)劃開發(fā)，工作人員均能對(duì)鄰近礦區(qū)的地方有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，這不僅滿足了國(guó)土資源調(diào)查和城市規(guī)劃的需要，而且對(duì)資源與生態(tài)環(huán)境的平衡提供了有效支撐。

在GIS技術(shù)應(yīng)用中，工程測(cè)繪人員還需要重視高精度測(cè)繪法、電線圖像處理等要點(diǎn)環(huán)節(jié)的把控。GIS能實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的高精度測(cè)量中，在實(shí)際測(cè)量中，工作人員可借助定點(diǎn)調(diào)頻設(shè)備自動(dòng)化地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并完成大體量、高精度數(shù)據(jù)的處理。在GIS技術(shù)應(yīng)用中，借助集成裝置上的自動(dòng)讀取模塊，可將記錄的數(shù)據(jù)快速地顯示出來(lái)，為后期的數(shù)據(jù)高效應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。點(diǎn)線圖像處理是GIS技術(shù)下圖像處理的一種重要方式，其能通過(guò)點(diǎn)線相連接的方式，系統(tǒng)化地輸出和現(xiàn)實(shí)傳感器所獲取的數(shù)據(jù)，通過(guò)線路交叉，能更好地顯示特定目標(biāo)物的坐標(biāo)點(diǎn)，為具體工程項(xiàng)目的規(guī)劃提供參考。

3.2 野外測(cè)繪

傳統(tǒng)過(guò)程測(cè)量模式下，野外測(cè)繪多是利用人工測(cè)量的方式進(jìn)行的，這對(duì)測(cè)量人員的專業(yè)要求較高，只有嚴(yán)格按照測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容開展野外測(cè)繪工作，才能保證項(xiàng)目測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但是受多種因素影響，人工測(cè)量在效率和精度等層面均難以得到保證?；诖?，GIS技術(shù)在工程項(xiàng)目野外測(cè)量中得到了廣泛應(yīng)用，在GIS技術(shù)應(yīng)用中，通過(guò)衛(wèi)星和一體化模塊的應(yīng)用，能更好地解決地面測(cè)量中存在的問(wèn)題，這大大提升了工程項(xiàng)目測(cè)量的效率，保證了工程項(xiàng)目測(cè)量的準(zhǔn)確性。目前，GIS時(shí)候在野外測(cè)繪中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，除普通的底面與海拔信息外，還能對(duì)底面一定深度進(jìn)行探測(cè)和反饋，滿足了工程項(xiàng)目測(cè)量的現(xiàn)實(shí)需要[4]。

4 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

4.1 建筑工程測(cè)量應(yīng)用

在工程項(xiàng)目建設(shè)的初期階段，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，能準(zhǔn)確地掌握工程建設(shè)區(qū)域的基礎(chǔ)性信息，這對(duì)于項(xiàng)目后期建設(shè)質(zhì)量控制和安全管理具有積極作用。目前，除3S技術(shù)外，測(cè)繪人員還可通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量等數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量，這樣能在降低工程測(cè)量難度的基礎(chǔ)上，提升測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性。譬如，工程建設(shè)人員可通過(guò)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)來(lái)獲取建筑物的數(shù)據(jù)，在實(shí)際測(cè)量中，測(cè)量人員可在3D掃描技術(shù)的支撐下，準(zhǔn)確圈定建筑外圍結(jié)構(gòu)的三維點(diǎn)云，從而構(gòu)建出三維實(shí)體，并根據(jù)實(shí)物形狀，自動(dòng)形成三維模型。在后期的施工環(huán)節(jié)中，為實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)的有效監(jiān)測(cè)，工程建設(shè)人員可在GPS、GIS技術(shù)的支撐下，準(zhǔn)確獲取建筑物傾斜、地基沉降、墻體裂縫等信息，然后結(jié)合施工實(shí)際對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行處理，確保項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)的有效開展，準(zhǔn)確消除項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量問(wèn)題。

4.2 地質(zhì)勘測(cè)應(yīng)用

地質(zhì)勘察是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，其不僅具有工作任務(wù)量大的特點(diǎn)，而且整個(gè)測(cè)量工作的難度較高。利用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)可快速、準(zhǔn)確地完成地質(zhì)勘測(cè)工作。如在現(xiàn)代工程項(xiàng)目建設(shè)中，人們可使用RTK技術(shù)來(lái)開展工程勘測(cè)工作，該技術(shù)能將參考站和GPS相關(guān)的資料傳送到流動(dòng)站，然后建立一個(gè)相位分差的分觀察點(diǎn)，并進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的同步快速處理，最終可為測(cè)量人員提供較為精準(zhǔn)的三維最表信息。新時(shí)期，人們對(duì)于地質(zhì)勘測(cè)的精度提出了更高的要求，利用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)時(shí)，還需要對(duì)原圖進(jìn)行數(shù)字化處理。在原始圖像數(shù)字化處理中，測(cè)量人員可在手工追蹤的基礎(chǔ)上，配合掃描矢量化數(shù)據(jù)，這樣能實(shí)現(xiàn)地形數(shù)據(jù)和數(shù)字技術(shù)的結(jié)合，對(duì)原始測(cè)量的數(shù)據(jù)圖進(jìn)行修改和完善，這不僅滿足了地形圖坐標(biāo)校正的要求，而且有效地提升了地圖的準(zhǔn)確性。

4.3 數(shù)字地球應(yīng)用

數(shù)字地球在現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，其將計(jì)算機(jī)作為基礎(chǔ)的載體平臺(tái)，通過(guò)綜合社會(huì)經(jīng)濟(jì)、地理信息等層面的內(nèi)容，構(gòu)建了一個(gè)完整的信息系統(tǒng)，該信息系統(tǒng)集合了地理坐標(biāo)和社會(huì)資料片等諸多信息，能為現(xiàn)代工程項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)的開展提供有效的數(shù)據(jù)支撐。在數(shù)字地球建設(shè)應(yīng)用中，科學(xué)使用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球上地理坐標(biāo)信息的持續(xù)跟心和補(bǔ)充完善，這確保了信息資源的豐富性和形式多樣性，在后期的數(shù)字地球應(yīng)用中，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和其他技術(shù)的支撐，用戶可方便地獲取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)資料，滿足了具體生產(chǎn)及建設(shè)活動(dòng)的現(xiàn)實(shí)需要。

5 GIS和數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 建設(shè)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)體系

在全新的工程建設(shè)模式下，相關(guān)部門需要推動(dòng)測(cè)繪技術(shù)攻關(guān)，依托現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的支撐下，建成航空、地面、平流層等多層次的綜合對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)，并動(dòng)態(tài)化、高效化、精準(zhǔn)化的進(jìn)行工程測(cè)繪，實(shí)現(xiàn)多維信息的傳輸和存儲(chǔ)，為空間無(wú)縫快速測(cè)圖控制創(chuàng)造良好條件。在一定程度上，這一理念為數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)體系的建設(shè)提供了理論支撐。在工程項(xiàng)目測(cè)量初期階段，測(cè)繪人員需要系統(tǒng)建設(shè)GIS和數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的框架體系，該體系下，應(yīng)將基本的靜態(tài)測(cè)繪技術(shù)作為基礎(chǔ)，深化計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)融合，構(gòu)建數(shù)字化的測(cè)繪技術(shù)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，隨后通過(guò)3S、數(shù)字測(cè)圖等技術(shù)進(jìn)行功能城項(xiàng)目測(cè)量，并完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析和共享利用。在此過(guò)程中，要求建立符合數(shù)字化測(cè)繪的技術(shù)體系和數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合這些標(biāo)準(zhǔn)高效化、精準(zhǔn)化地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和分層利用，助力項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)的有序開展。

5.2 重視測(cè)量技術(shù)應(yīng)用過(guò)程控制

要進(jìn)一步提升GIS等數(shù)字化測(cè)試技術(shù)應(yīng)用水平，還需要重視數(shù)字化測(cè)量技術(shù)具體應(yīng)用過(guò)程的控制管理。其一，在使用數(shù)字化測(cè)技術(shù)時(shí)，測(cè)繪人員需要將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集放在重要位置，該環(huán)節(jié)中，除規(guī)范選擇現(xiàn)代高精度測(cè)量設(shè)備外，還需要結(jié)合測(cè)區(qū)的實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)繪方案，最大限度地保證測(cè)量數(shù)據(jù)的全面性、準(zhǔn)確性。其二，在工程項(xiàng)目測(cè)量中，測(cè)繪人員需要中視協(xié)特殊地形的有效測(cè)量。譬如利用GIS等數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行工程項(xiàng)目測(cè)量時(shí)，如果遇到林木茂盛區(qū)、泥濘灘涂區(qū)等特殊地形時(shí)，則容易因林木密度較大、顏色相對(duì)統(tǒng)一等因素的影響，造成測(cè)量數(shù)據(jù)不清晰、界限劃分不準(zhǔn)確的問(wèn)題。新時(shí)期，在數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用中，測(cè)繪人員還需要重視導(dǎo)引式截面測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)這些特殊地形區(qū)域坐標(biāo)的準(zhǔn)確定位，確保項(xiàng)目測(cè)量的全面性和準(zhǔn)確性。其三，在數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用中，除規(guī)范設(shè)置目標(biāo)參考點(diǎn)外，人們還需要規(guī)范化地進(jìn)行圖像信息采集，并依次進(jìn)行圖像預(yù)處理、圖像拼接融合、邊緣矯正和前景圖形分析處理，以此來(lái)保證圖像數(shù)據(jù)完整性，提升測(cè)量及結(jié)果的精準(zhǔn)程度。在數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)下的圖像精度控制中，人們還需要通過(guò)數(shù)學(xué)模型和算法來(lái)完成測(cè)量數(shù)據(jù)的矯正處理，譬如在實(shí)際測(cè)量中，不論是平地、丘陵地，還是山地和高山地，其在數(shù)字化測(cè)繪中均需要對(duì)地面傾斜角和高差進(jìn)行控制，這樣才能這些地形區(qū)測(cè)量的準(zhǔn)確性（如表1）。

表1 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用指標(biāo)

5.3 數(shù)字轉(zhuǎn)換和制圖

依托GIS等數(shù)字化測(cè)繪手段完成工程項(xiàng)目測(cè)量后，還需要系統(tǒng)化地進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和制圖處理。一方面，在測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中，測(cè)繪人員需要在現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐下，通過(guò)CORELDRAW軟件與需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)建立可靠聯(lián)系，隨后對(duì)各類數(shù)據(jù)的信息結(jié)構(gòu)和格式類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并使得數(shù)據(jù)最終呈現(xiàn)為MIF類型，為工程項(xiàng)目后期的數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。另一方面，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后，工程測(cè)繪人員還需要利用這些數(shù)據(jù)規(guī)范化地制成地形圖和工程圖，并通過(guò)三維地形圖將這些數(shù)據(jù)地形圖直觀地展示出來(lái)，這樣才能準(zhǔn)確指導(dǎo)后期建設(shè)活動(dòng)開展，最大程度地發(fā)揮測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。

6 結(jié)語(yǔ)

信息化、數(shù)字化是測(cè)繪工程現(xiàn)代化發(fā)展的重要趨勢(shì)，在此背景下，我國(guó)對(duì)測(cè)繪工程的發(fā)展也提出了全新要求。新時(shí)期，人們只有充分認(rèn)識(shí)到GIS技術(shù)和數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，結(jié)合工程實(shí)際，深化其在項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)中的深入應(yīng)用，才能有效提升數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用水平，保證工程項(xiàng)目測(cè)量精準(zhǔn)程度，繼而推動(dòng)測(cè)繪工程的信息化、數(shù)字化和智慧化發(fā)展。