数字化测绘技术在工程测量中的应用探讨.pdf

与 建 材装 饰2015 年 11 月 数字化测绘技术在工程测量中的应用探讨 张 波陈 强 （嘉善县三维测绘与地理信息院浙江 嘉善314100） 摘要： 科学技术不断发展的过程中， 数字化测绘被广泛应用于工程测量， 在现代施工过程中发挥着重要的作用。 本文 结合数字化测绘技术的介绍， 论述了数字化测绘技术在工程测量中的应用实例。 关键词： 数字化测绘技术； 工程测绘； 应用研究 中图分类号： TB22文献标识码： A 文章编号： 1673-0038 （2015） 47-0186-02 引 言 随着经济建设的发展， 各种复杂且精密的工程项目正雨后春 笋般蓬勃发展， 对测量技术的精度提出了较高的要求。作为现代 测绘学中最活跃的学科之一， 工程测量也提出了数字中国、 数字 城市的概念， 在测绘技术不断进步的同时， 工程测量改变了原有 的测量方法。由于工程测量技术涉及的范围广， 必须对数字化测 绘技术有明确的认识。 1 数字化测绘技术 1.1 地理信息技术 （GIS） GIS 是一个计算机软件系统， 专门管理地理信息。它可以分 门别类、 分级分层地去管理各种地理信息， 而且还能将地理信息 进行组合、 分析、 再组合、 再分析等。地理信息系统具有特殊的 “可视化” 功能， 把所有的地图信息逼真地再现到计算机屏幕上， 把信息的规律和分析结果清晰直观地表现出来，实现信息的动 态监测。 GIS 技术现已广泛应用于资源调查、 土地治理及利用、 市 政区域的合理规划、 农作物产量的预估、 对灾害的监测与预报、 规划生态环境等方面。 1.2 全球卫星定位技术 （GPS） GPS 具有功能齐全、 抗干扰性强、 用时短、 操作简便等优点， 在实际的应用中， GPS 具有精度高、 全天候、 效率高的特点。在科 学技术不断发展的同时， 各种类型的 GPS 技术正逐步完善， 被广 泛地应用于科研、 军事、 航海等领域， 发展前景十分广阔1。 GPS 通过测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离， 综合多颗卫星的数据明确接收机的具体位置。根据星载时钟所 记录的时间， 在卫星星历中查出卫星的位置。纪录卫星信号传播 到用户所经历的时间， 再将其乘以光速得到测点到卫星的距离。 在 GPS 技术的基础上， 人们又发明了 RTK （实时动态） 测量 技术。为了形成电子地图， 可以在不布设控制点的情况下充分利 用测图软件来实现， 这种方法使用极为方便， 根据人为提供的数 据， 进行有效的实地放样， 减少人力物力， RTK 在当代测绘领域 中被广泛应用于工程测绘、 施工放样、 数字化测土等工作中2。 1.3 遥感技术 （RS） 和 3S 集成技术 RS 是指接收来自高空或外层空间的电磁波信息，通过扫描 摄影、 传输处理后， 实现远距离控测和识别地表地物和现象的综 合技术。RS 技术现已广泛应用于调查植被、 天文气象、 农作物产 量预估、 环境监测、 交通线路网络等方面。3S （GPS、 GIS、 RS） 是把 遥感、 卫星定位系统和地理信息系统进行有机结合， 各取所长， 快速准确地收集处理环境信息， 给地形测量带来了极大的帮助。 1.4 数字摄影测量技术 数字摄影测量是摄影测量技术发展中的第三个阶段。 计算机 技术的发展和数字图像处理等技术不断发展的同时，完全可以 由计算机来实现传统摄影测量中的找点和录像跟踪等工作。以 相对低廉计算机软件代替了价格昂贵的精密光学仪器，使摄影 测量得到了更广泛的应用3。 2 数字化测绘技术在工程测量中的应用 2.1 建筑工程中的应用 随着城市建设的不断发展， 国内的大型工程建设也逐步走向 成熟，为建筑行业的发展带来了机遇和挑战。大型地铁工程项 目、 水利工程项目、 桥梁设施、 网络电视塔等建设项目加快了城 市化建设进程。伴随着城市化进程的推进， 各类建设项目不断扩 大， 项目的工程结构也在逐渐复杂， 提高了施工的机械化程度， 为施工放样带来了技术困难。现阶段， 大型项目的施工和建设过 程中， 施工放样测量成为工程测量中的关键步骤， 在实际的放样 测量过程中， 一般采用全站仪的坐标法进行施工放样， 根据测量 出的不同的坐标点计算出线路的曲线技术，在测量的控制范围 内， 确定全站仪的配置， 从客观的角度测量放样曲线的定位点， 对线路曲线进行放样技术中的修订。GPS 技术为道路建设施工 过程中的管线架设提供了方便， 确定出施工的最佳位置， 得到了 广泛的应用。 RTK 技术是在 GPS 技术的基础上发展而来的， 能实 现动态监测， 在建筑工程施工放样中的具体应用如下： 设置参考点： 在已知控制点上架设接收机和天线， 打开接收 机， 将室内参数读入 GPS 接收机， 建立配置集， 输入参考站点的 坐标和天线高， 参考站 GPS 接收机将接收的参数转换为坐标， 连 续接受所有可视 GPS 卫星信号，通过数据发射电台将其测站坐 标、 观测值和接收机工作状态发射出去， 电台指示灯发出通讯信 号后即可开展下一步工作。 流动站工作： 打开接收机， 新建工作项目， 建立配置集， 流动 站接收机在跟踪 GPS 卫星信号的同时接受来自参考站的数据， 处理流动站获得的三维坐标，通过与单靠站相同的坐标装换将 其转换为相应的坐标， 及时显示在流动站的终端上， 接收机可将 实时位置与设计值比较， 指导放样的正确位置。 在桥梁建设施工过程中， 利用 GPS 和 RTK 技术可以很方便 地确定水面上位栓的监测， 在桥梁打桩过程中， 可以利用 GPS 和 RTK 技术建立相对稳定的几何关系， 确定桩体的具体方位。在实 际测量过程中，可以通过自动化设备对高新技术的全站仪进行 远程遥控， 一以便进行动态的施工测量。在地铁隧道等大型建设 项目中， 需要采用全站仪进行实时具体的定位测试， 采用自动照 准仪进行实时和具体的测量，通过人工调节和自动化的轴线设 计， 保证施工的顺利进行。 2.2 水利电力工程中的应用 在水利领域中， 常利用遥感技术观测江河湖泊， 利用 RS 和 GIS 技术预报洪水和干旱，把可靠的抗洪抗旱情报提供给人们。 地质 勘察 测绘 186 与 建 材装 饰2015 年 11 月 利用 GPS 技术， 可以为水库大坝提供必要的选址、 计算库容和设 计引水渠等工作， 为水利资源的科学开发提供必要的技术保障。 在电力方面， 可以利用 GPS 技术进行线路的测量、 杆塔塔基的选 址工作， 快速完成电力工程的设计， 降低了劳动强度， 缩短了工 程的施工时间4。 2.3 湿地方面的应用 在经济建设不断发展的同时， 城市建设用地和高速公路用地 也在不断增加， 导致湿地和耕地面积急剧下降， 土地资源面临着 退化的危险。利用数字化测绘技术可以多层次分析湿地和耕地 资源， 监测湿地生物资源的分布， 通过实时更新地理信息系统， 对数据进行空间分析， 获得及时可靠的数据和动态变化情况， 利 用遥感和地理信息系统技术， 分析生态环境中的质量结果， 对水 质和植被进行采样时可借助 GPS 技术，为湿地配置提供可靠的 依据， 保护湿地面积， 保护生态平衡。 2.4 公路工程中的应用 对公路周围的地质、 地貌和地形条件进行勘测时， 必须结合 实际情况利用数字化测绘技术细致精确地采集各项数据，结合 相关地质资料， 对公路范围内的结构物、 桥梁和路基的稳定性进 行合理的评价，在公路工程的施工布置和地质勘探中数字化测 绘技术可以提供有力的依据。在公路工程中， 为了选择最合理经 济的路线， 就必须先进行测绘工作， 先将带状地图绘制出来， 在 图纸上进行设计和定线， 标出路基边坡和平面位置， 以此指导工 程的开工。当公路跨越河流时， 必须先利用测绘技术将两岸的河 流比降和河床断面确定下来，为桥梁的设计提供真实可靠的数 据。由此可见， 测绘工程技术在公路工程的设计或建造中都是必 不可少的工具，测绘工程技术的使用，可使公路工程最合理安 全， 从而能体现出社会效益与经济效益。 3 结束语 随着科学技术的不断发展， 计算机技术和测绘技术逐渐走向 成熟， 数字化测绘技术发生了重大的变革， 测绘技术作为新的信 息科学， 正在经济建设的多领域中发挥着越来越重要的作用。在 现有测绘技术的基础上， 应不断创新， 力求获得更广阔的发展前 景。 参考文献 1赵 平.数字化测绘技术在工程测绘中的应用分析J.四川大学学报 （工 程科学版） ， 2014， 89 （21） ： 837. 2彭长天.试论现代工程测绘技术的发展J.中国科学院研究生院学报， 2014， 25 （7） ： 125. 3谢大东.数字化测绘技术在工程测量中的应用探析J.昆明理工大学学 报 （自然科学版） ， 2014， 36 （24） ： 136. 4张相丞.工程测绘技术探讨J.科技导报， 2011， 96 （3） ： 78. 收稿日期： 2015-11-5 地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用研究 郁凯帆蒋小琴 （嘉善县三维测绘与地理信息院浙江 嘉善314100） 摘要： 在建设道路工程的时候， 非常重要的一项工作内容就是测绘， 在测试过程中应用地面三维激光扫描技术可以 快速得到密度以及精度都非常高的具体目标空间信息， 其所具有的特点主要为： 数据处理能力非常强、 扫描速度比较快、 数据采集比较安全简单、 可以节省人力、 所采集的数据信息量非常大以及精度非常高、 实际作业成果完全和道路工程设计 以及施工需求相符。本文主要对道路工程测绘工作中地面三维激光扫描技术的实际应用进行研究， 提出笔者的思考和建 议， 仅供参考。 关键词： 地面三维激光； 扫描； 道路工程； 测绘 中图分类号： U412.2文献标识码： A 文章编号： 1673-0038 （2015） 47-0187-02 引 言 通常在对道路工程进行复制、施工验收以及竣工验收的时 候， 需要用到道路工程的具体信息， 比如， 道路坑洼点、 局部路面 平整度以及关键路段里面具体起伏情况等。以上这些现象都应 该通过密集路面点组成具体实地模型将其呈现出来。而地面三 维激光技术可以在现场扫描测量被测物体，并且扫描测量结构 精度以及密度均非常高，这样就可以直接得到激光点覆盖的物 体表面具体三维坐标、 具体反射强度以及色彩信息。 1 地面三维激光扫描具体分类和工作原理 （1） 依据测量方式， 可以将地面三维激光扫描系统分成固定 式和移动式两种， 和全站仪不同， 固定式扫描仪主要采集的不是 非常离散的那种单点三维坐标， 其采集的是众多点云数据， 采集 特点为： 扫描范围比较广、 速度非常快、 采集结果精度比较高、 同 时野外操作性非常强。而移动式扫描系统的基础是车载平台， 主 要组成部分有： 全球定位系统GPS、 固定式扫描系统以及惯 性导航系统1。 （2） 三维激光扫描技术工作核心原理为激光测距过程以及三 维激光扫描过程，