公路工程勘測中測繪技術(shù)的應(yīng)用分析

周林清

（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)測試中心，重慶 400042）

前言

近年隨著測繪技術(shù)的發(fā)展，GPS測繪技術(shù)已廣泛應(yīng)用于公路測繪的方方面面，但是其工作最大、測繪時間長、效率低，同時在網(wǎng)形布設(shè)、觀測方法、誤差控制等方面都存在一定的問題，再加上線路狹長，周圍控制點少，給測繪工作帶來不便。因此在進(jìn)行基礎(chǔ)GRS測繪控制測量上應(yīng)用現(xiàn)代測繪技術(shù)顯得尤為必要。

1 各類新型測繪技術(shù)

1.1 工程測量的數(shù)字化技術(shù)

數(shù)字化測繪技術(shù)在測繪工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，使大比例尺測圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪，歷來就是城市與工程測量的重要內(nèi)容和任務(wù)。常規(guī)的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結(jié)合的艱苦的野外工作，同時還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長，產(chǎn)品單一，難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用和GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn)，把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來，形成一個從野外數(shù)據(jù)采集到室內(nèi)數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統(tǒng)。系統(tǒng)的開發(fā)研究主要是面向城市大比例尺地形圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖，也可提供軟盤，為專業(yè)設(shè)計自動化，建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

1.2 全球衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)的應(yīng)用

GPS是美國從20世紀(jì)70年代開始研制，歷時20年，于1994年全面建成，具有海、陸、空全方位實施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS接收機(jī)的改進(jìn)，廣域差分技術(shù)、載波相位差分技術(shù)的發(fā)展，加之美國SA技術(shù)的解除，使得GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實時監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測量領(lǐng)域有了更為廣泛的應(yīng)用。

RTK技術(shù)是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、能夠?qū)崟r提供流動站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級精度的一種新的GPS定位測量方式，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。RTK測量是將1臺GPS接收機(jī)安裝在已知點上對GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測，將采集的載波相位觀測量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺的載波上，再通過基準(zhǔn)站電臺發(fā)射出去；流動站在對GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準(zhǔn)站電臺發(fā)射的信號，經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測量：流動站的GPS接收機(jī)再利用OTF(運(yùn)動中求解整周模糊度)技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置。

1.3 地理信息(GIS)技術(shù)與數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)的應(yīng)用

GIS是集計算機(jī)科學(xué)、空間信息科學(xué)、測繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興學(xué)科。已成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺和地學(xué)空間信息顯示的基本手段與工具。其技術(shù)優(yōu)勢不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，還在于它的空間提示、預(yù)測預(yù)報和輔助決策功能。目前GIS不僅發(fā)展成為一門較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門新興的產(chǎn)業(yè)，在測繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃土地管理、區(qū)域開發(fā)與國防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法。航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產(chǎn)品。全數(shù)字?jǐn)z影工作站的出現(xiàn)，加上GPS技術(shù)在攝影測量中的應(yīng)用，使得攝影測量向自動化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。

1.4 遙感(RS)技術(shù)及3S集成技術(shù)的應(yīng)用

遙感(RS)技術(shù)由于大面積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

工程測量中的3S(GPS、GIS、RS)技術(shù)的結(jié)合，取長補(bǔ)短，是一個自然的發(fā)展趨勢，三者之問的相互作用形成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即GPS與RS為GIS提供區(qū)域信息及空間定位信息，而GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用的信息并進(jìn)行綜合集成，使之成為科學(xué)的決策依據(jù)。諸如三峽工程、南水北調(diào)工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程，其施工范圍大、物流量大、施工周期長等，而3S技術(shù)為該類大型工程提供了最有效的數(shù)據(jù)及信息采集、分析處理、表達(dá)決策的工具。

2 新型測繪技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用分析

某省一條高速公路勘測采用1：2000數(shù)字地形圖(DLG)測圖和DEM、DOM的制作。主要工作流程：選像控點(用1：10000地形圖)；一空三加密——建立模型——正射影像——外業(yè)像控——空三加密——建立模型——內(nèi)業(yè)測圖——外業(yè)調(diào)繪——內(nèi)業(yè)編輯(數(shù)字化成圖)——DEM制作。采取了在1：10000地形圖上以航飛像片每六條基線量取兩個明顯地物點的坐標(biāo)，作為像控點使用，進(jìn)行空三加密(平面和高程誤差放寬到5m)、模型定向、測量特征線、物方相關(guān)、得到像對的DEM成果、再創(chuàng)建像對DOM、最終以整公里數(shù)為單位鑲嵌成帶狀正射影像圖。由于這條線路北段屬平原地形比較平坦，以南有部分丘陵地形，在制作過程中，他們根據(jù)不同地形采取了不同方法。為了保證影像的精度，每個像對測量特征線，特征線采集越多精度越高，但所需時間就越長，就不能保證按時提交成果，為此，從兩種地形中各選取了幾個像對，在測量特征線時，平坦地區(qū)用非相關(guān)區(qū)包圍整個像對，直接用物方生成DEM來得到正射影像，丘陵地區(qū)只把居民區(qū)作為非相關(guān)區(qū)處理，經(jīng)過像方相關(guān)和物方相關(guān)來得正射影像，通過拼接發(fā)現(xiàn)最大誤差不到5m。這樣整個測區(qū)200多公里的線路采取了兩種方法按線路走向拼接成26幅正射影像圖，在最短的時間內(nèi)為用戶提供了高質(zhì)量的正射影像圖。同時，嚴(yán)格按照《公路攝影測量規(guī)范》執(zhí)行，無論是區(qū)域網(wǎng)布點還是單航線布點，每條航線的基數(shù)不超過4條。利用像控成果內(nèi)業(yè)用自動空中三角測量軟件GXP-AAT，在JX4C全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站上采取半自動作業(yè)方式進(jìn)行空三加密。根據(jù)加密成果在JX4C上利用測圖模塊進(jìn)行模型定向，測繪地形圖。矢量測圖模塊是JX4C最有優(yōu)勢的模塊，它可以使矢量圖形疊加至影像立體上去，并可以放大縮小漫游，為DLG的立體套合查漏創(chuàng)造了有利條件，提高了作業(yè)效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

3 結(jié)束語

測繪工程技術(shù)也在不斷的革新之中，技術(shù)設(shè)計只有不斷改進(jìn)設(shè)計方法，適應(yīng)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，才能有效地指導(dǎo)、控制測繪工程的實施和質(zhì)量。才能使公路測繪實現(xiàn)快速優(yōu)化成為可能，對提高人類利用、改造、美化環(huán)境的水平，對促進(jìn)人類的進(jìn)步具有重要意義。

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