陳磊

（阜陽(yáng)市測(cè)繪院有限責(zé)任公司）

1 引言

數(shù)字化測(cè)繪是系統(tǒng)概念，屬于依托計(jì)算機(jī)技術(shù)完成的高效的測(cè)繪手段，是數(shù)字化技術(shù)集成的成果，可推動(dòng)工程測(cè)量的發(fā)展。新時(shí)期，數(shù)字化測(cè)繪不斷完善，其在工程測(cè)量中的使用，為項(xiàng)目品質(zhì)提供了保障。從應(yīng)用成果來(lái)看，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用讓測(cè)繪數(shù)據(jù)更精確，其智能和自動(dòng)性更好。數(shù)字化測(cè)繪體系中，GIS、GPS 技術(shù)的融合是新的趨勢(shì)，提高了測(cè)繪數(shù)字化能力，成果顯著，夯實(shí)了現(xiàn)代工程測(cè)量的基礎(chǔ)。

2 數(shù)字化測(cè)繪應(yīng)用價(jià)值

現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)著工程測(cè)量的進(jìn)步，目前工程測(cè)量中所采用的方式逐漸多元化，數(shù)字化測(cè)繪備受關(guān)注。此技術(shù)的應(yīng)用，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的不足，保證大比例尺測(cè)圖的質(zhì)量。傳統(tǒng)工程圖測(cè)繪中，需要花費(fèi)大量時(shí)間，測(cè)繪工作需要多人的參與配合，顯然無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代化工程測(cè)量的需求。為此，可將數(shù)字化技術(shù)引入測(cè)量工作中，借此高效完成數(shù)據(jù)采集，同時(shí)將測(cè)繪數(shù)據(jù)清晰、直觀展示，使工作更加高效，為工程測(cè)量提供重要的技術(shù)支撐。

3 數(shù)字化測(cè)繪的優(yōu)勢(shì)分析

3.1 測(cè)圖精度高

數(shù)字化測(cè)繪有較高的測(cè)圖精度，這是其優(yōu)勢(shì)所在。從其技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，在復(fù)雜的工程測(cè)量環(huán)境中，采用新型的測(cè)繪技術(shù)，依托數(shù)字化的手段可確保圖像的清晰度，提高測(cè)繪的精準(zhǔn)性，借此保障項(xiàng)目安全性。結(jié)合現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)可知，數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)與工程測(cè)量的深度融合，不僅保障了工程圖的質(zhì)量，同時(shí)也提升了測(cè)量的工作效率。例如，測(cè)量工作中，可積極采用電子速測(cè)儀設(shè)備，合理縮小測(cè)量誤差，將誤差限制在3mm 以?xún)?nèi)，為后續(xù)工作提供保障。值得強(qiáng)調(diào)的是，數(shù)字化生成技術(shù)運(yùn)用復(fù)雜，不論是輸入還是輸出，均需依靠編制好的程序，使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成[1]。研究表明，合成的報(bào)告可達(dá)到高精確度的要求。數(shù)字化測(cè)繪的失誤率低，傳統(tǒng)工程測(cè)量數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)換后，難免會(huì)有誤差，而在新的技術(shù)保障下，誤差的概率極低，同時(shí)還可突破視距型誤差等問(wèn)題，可高效提升外業(yè)測(cè)量精度，技術(shù)應(yīng)用安全可靠。

3.2 自動(dòng)化水平高

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)實(shí)踐過(guò)程中，除了可以獲得高清的測(cè)繪圖外，其自動(dòng)化程度也非常理想，可保障測(cè)量速度和誤差。通過(guò)計(jì)算機(jī)的使用，可強(qiáng)化數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理，提高數(shù)據(jù)處理精確度，滿(mǎn)足各種制圖要求。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在數(shù)據(jù)獲取、整合、分析等操作中優(yōu)勢(shì)顯著，與此同時(shí)，應(yīng)用該技術(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)圖示符號(hào)選擇自動(dòng)化[2]。經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)手繪地形圖難以滿(mǎn)足較高的精度要求，為此需加大力度研究新的數(shù)字化生成圖表技術(shù)，高質(zhì)量降低數(shù)據(jù)的損耗，減少人為干擾。實(shí)踐證實(shí)，采用新的技術(shù)后，測(cè)繪錯(cuò)誤率明顯下降。

綜上可以看出，數(shù)字化測(cè)繪屬于新的理念，不同于一般測(cè)繪手段，現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中該技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)繪的明顯差異，可借助表1體現(xiàn)。

表1 數(shù)字化測(cè)繪與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的差異性

4 數(shù)字化測(cè)繪關(guān)鍵技術(shù)

4.1 圖形數(shù)字化處理

在數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)體系中，包含的技術(shù)眾多，其中圖形數(shù)字化處理的優(yōu)勢(shì)最突顯。該處理技術(shù)可保障測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠，在工程測(cè)量中，應(yīng)用該技術(shù)后，可完全自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的掃描、傳遞、處理，同時(shí)轉(zhuǎn)換成需要的圖形，為后續(xù)工作提供參考，確保工程的順暢。掃描矢量化在測(cè)量階段的使用效果很好，有一定的精準(zhǔn)度，可結(jié)合工程的實(shí)際，降低測(cè)量的誤差值。

4.2 地面數(shù)字測(cè)圖

地面數(shù)字測(cè)圖是新穎的數(shù)字化測(cè)繪形式，此項(xiàng)技術(shù)的作用是對(duì)面積比大的工程實(shí)施測(cè)量，得到多源地圖（不同比例的），并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通常比例尺大的地圖內(nèi)容更加清晰和全面，借此可滿(mǎn)足不同作業(yè)的需要，確保工程進(jìn)展順暢。

4.3 成圖技術(shù)

現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，假設(shè)工程面積比較小，往往會(huì)應(yīng)用到成圖技術(shù)。使用相關(guān)的軟件，對(duì)工程開(kāi)展有效建模，在此基礎(chǔ)上保障數(shù)據(jù)的可靠性，使其滿(mǎn)足施工需求，夯實(shí)工程建設(shè)的基礎(chǔ)。成圖技術(shù)在應(yīng)用期間，可借助自動(dòng)化控制系統(tǒng)，將圖形傳送到電腦中[3]。這樣操作后，人員在使用數(shù)據(jù)時(shí)可以直觀地分析，借助數(shù)據(jù)模型提高相關(guān)的工作效率和質(zhì)量，推動(dòng)工程測(cè)量的發(fā)展。

4.4 GIS信息源的運(yùn)用

除了上述技術(shù)外，GIS 信息源的運(yùn)用也是數(shù)字化測(cè)繪的核心技術(shù)?，F(xiàn)階段，信息技術(shù)日新月異，技術(shù)發(fā)展步伐較快，各種技術(shù)漏洞得到修復(fù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)安全性顯著增強(qiáng)。GIS 技術(shù)的應(yīng)用，可深度優(yōu)化制圖質(zhì)量，確保制圖的速度，同時(shí)科學(xué)降低誤差。結(jié)合現(xiàn)實(shí)可知，GIS信息源的使用，提高了數(shù)據(jù)使用便利性，相關(guān)數(shù)據(jù)可輕松從GIS 數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取。傳統(tǒng)的數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)存在局限性，主要體現(xiàn)在所得到的數(shù)據(jù)不會(huì)在應(yīng)用中與GIS 所獲取的數(shù)據(jù)形成關(guān)聯(lián)。但現(xiàn)如今，隨著技術(shù)的完善，可以有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的深層次對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測(cè)繪與GIS的高度關(guān)聯(lián)，促使數(shù)字測(cè)量技術(shù)更成熟，發(fā)揮理想的價(jià)值。對(duì)比例尺大空間數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)搜集效率更高，該技術(shù)可應(yīng)用到大規(guī)模城市規(guī)劃以及大型公路建設(shè)施工中，可為建設(shè)規(guī)劃和施工提供必要的保障。

4.5 無(wú)人機(jī)確定土地面積

1）結(jié)合實(shí)際，開(kāi)展測(cè)繪的項(xiàng)目調(diào)研

繼續(xù)強(qiáng)化《太湖流域管理?xiàng)l例》貫徹落實(shí)工作，結(jié)合“世界水日”和“中國(guó)水周”活動(dòng)開(kāi)展專(zhuān)題宣傳培訓(xùn)，進(jìn)一步提高流域各省（直轄市）、環(huán)太湖各地政府對(duì)條例的認(rèn)知度和貫徹力；開(kāi)展配套制度建設(shè)，推進(jìn)落實(shí)重點(diǎn)河湖取水總量控制制度，向流域兩省一市下達(dá)了太湖、太浦河、望虞河2013年取水計(jì)劃；組織開(kāi)展流域重點(diǎn)地區(qū)取水許可限批管理制度等研究；堅(jiān)持在規(guī)范中服務(wù)、在服務(wù)中規(guī)范，進(jìn)一步加強(qiáng)流域河湖管理，強(qiáng)化涉水項(xiàng)目許可，開(kāi)展河湖專(zhuān)項(xiàng)執(zhí)法活動(dòng)和條例貫徹實(shí)施情況監(jiān)督檢查，有效規(guī)范涉水建設(shè)行為，維護(hù)流域水事秩序。

為高質(zhì)量完成測(cè)繪任務(wù)，在正式測(cè)繪前，須收集數(shù)據(jù)，高效完成項(xiàng)目調(diào)研，夯實(shí)后續(xù)分析工作基礎(chǔ)。

2）項(xiàng)目工程范圍劃定

憑借無(wú)人機(jī)+遙感的組合技術(shù)，發(fā)揮技術(shù)集成優(yōu)勢(shì)，獲取可靠的數(shù)據(jù)，夯實(shí)后續(xù)工作的基礎(chǔ)。通過(guò)范圍的明確，可進(jìn)一步分配項(xiàng)目資源，提高工程建設(shè)效益。

3）完成上述內(nèi)容后，制定航空拍攝計(jì)劃

從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，無(wú)人機(jī)航空攝影優(yōu)勢(shì)中除了成像清晰外，還具備高度自動(dòng)化特點(diǎn)。在實(shí)施航拍前，須對(duì)參數(shù)提前設(shè)定，確保可以清晰成像，提升測(cè)繪的有效性，保障測(cè)繪工作的進(jìn)度與質(zhì)量。

4）數(shù)據(jù)處理

最后一步是實(shí)施數(shù)據(jù)處理，獲得有效數(shù)據(jù)后，要借助三維地表模型（重要工具），將數(shù)據(jù)合理轉(zhuǎn)換，生成三維可視化數(shù)據(jù)，為等比例尺地形圖的設(shè)計(jì)提供保障[4]。值得強(qiáng)調(diào)的是，實(shí)施無(wú)人機(jī)測(cè)繪期間，為強(qiáng)化測(cè)繪效果，減少誤差需在核心測(cè)繪數(shù)據(jù)生成階段，對(duì)偏差影像數(shù)據(jù)糾正，確保無(wú)人機(jī)的測(cè)繪效果。

5 案例分析

5.1 工程概況

表2 X工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表

5.2 數(shù)字化測(cè)繪應(yīng)用路徑

5.2.1 測(cè)量放樣中的應(yīng)用

針對(duì)X 工程的工況和開(kāi)展工程測(cè)量的復(fù)雜性，所以選用了GIS 技術(shù)獲取地面信息。第一步，信息采集后，將其內(nèi)容輸送至計(jì)算機(jī)，借此便可動(dòng)態(tài)掌握監(jiān)測(cè)工程地面數(shù)據(jù)，為隧道施工提供保障。監(jiān)測(cè)實(shí)際的沉降情況，一旦發(fā)生隱患，要立即啟動(dòng)應(yīng)急機(jī)制。第二步，運(yùn)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，在施工系統(tǒng)中建立工程的三維成像，以便多角度獲得工程參數(shù)，完成地質(zhì)的變形監(jiān)測(cè)。第三步，工程中用RS 遙感技術(shù)，收集地質(zhì)的變形數(shù)據(jù)，將變形數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)中，在技術(shù)保障下生成直觀的三維影像。結(jié)合上述內(nèi)容，不斷調(diào)整X工程的施工方案，使施工更加安全。

5.2.2 設(shè)計(jì)繪圖中的應(yīng)用

X 工程的設(shè)計(jì)繪圖中，需要應(yīng)用到先進(jìn)的GPS系統(tǒng)，利用其航測(cè)成圖的優(yōu)勢(shì)。事實(shí)表明，應(yīng)用了GPS技術(shù)后，可確保無(wú)測(cè)繪死角，能夠進(jìn)行360°的測(cè)繪，獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)更全面。利用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)備，可獲得清晰的圖像，迅速定位測(cè)繪目標(biāo)，保障項(xiàng)目設(shè)計(jì)繪圖的質(zhì)量。同時(shí)利用GPS 技術(shù)，還可以控制施工中不確定因素，有效提升施工效率。

首先，在設(shè)計(jì)繪圖中，需借助GPS系統(tǒng)遠(yuǎn)程衛(wèi)星操控平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)工程進(jìn)行航拍攝影，多角度拍攝、收集工程周?chē)牡孛?，分析潛在事故隱患。其次，測(cè)繪工作要在GIS技術(shù)的配合下，搭建數(shù)字化分析模型，為后續(xù)隧道施工提供保障。最后，在航拍過(guò)程中，要對(duì)工程區(qū)域合理分區(qū)，因本工程是隧道工程，為方便數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)收集隧道工程信息，要在各區(qū)域內(nèi)設(shè)立有效的航拍檢查點(diǎn)。同時(shí)對(duì)航行高度等進(jìn)行確定，在技術(shù)保障下實(shí)現(xiàn)數(shù)字化繪圖。

相較于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，現(xiàn)實(shí)中還可采用GPSRTK 這一主流技術(shù)作為工程測(cè)量的核心技術(shù)，其測(cè)量精度更有保障，同時(shí)實(shí)操靈活性也比較高。適用于特殊且施工難度大的工程測(cè)繪中。該技術(shù)應(yīng)用期間特殊地段需輔助全站儀，通過(guò)合理化方式，繪制出精確的圖像。除此之外，測(cè)繪數(shù)據(jù)的最終獲得還要通過(guò)計(jì)算得出高程，規(guī)避施工隱患的發(fā)生，保障X工程質(zhì)量。GPS測(cè)繪技術(shù)原理，如圖1所示。

圖1 GPS在工程測(cè)量的應(yīng)用

5.2.3 數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用

X工程測(cè)量工作中，因?yàn)槭撬淼拦こ?，所以?shù)字化測(cè)繪技術(shù)的使用要考慮諸多的因素，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，要明確地表沉降、水平位移等工程情況，測(cè)定其變化速率，如表2 所示。將其與工程數(shù)圖相結(jié)合，確保工程測(cè)量數(shù)據(jù)合理性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在工程測(cè)量中要積極應(yīng)用新的理念，依托數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，確保工程測(cè)量數(shù)值的精準(zhǔn)，降低測(cè)量的經(jīng)濟(jì)成本，彌補(bǔ)傳統(tǒng)操作不足。