道路選定線勘測(cè)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用研究

劉元

摘要：隨著改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的突飛猛進(jìn)，道路勘測(cè)技術(shù)也變得日新月異，但是我國(guó)目前的道路勘測(cè)工作仍然存在工作效率低下，在耗費(fèi)大量人力物力的情況下仍然需要很長(zhǎng)的工作周期等問(wèn)題。所以，如何將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到道路勘測(cè)工作中是解決、優(yōu)化這些問(wèn)題的重要方案。尤其是數(shù)字化勘測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可以很大程度上提升道路選線定線的精度，有效的提升對(duì)道路勘測(cè)的效率，保證工期。本文主要研究在道路選線定線中的相關(guān)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用和研究，對(duì)工程測(cè)繪行業(yè)的改革發(fā)展有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：道路選定線;測(cè)繪技術(shù);數(shù)字化技術(shù);工程應(yīng)用

道路選定線工作就是在道路建設(shè)工作前按照項(xiàng)目計(jì)劃要求在指定區(qū)域通過(guò)一定的技術(shù)方法結(jié)合地形和地質(zhì)條件等相關(guān)因素選擇一條滿足道路要求和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的線路，并經(jīng)過(guò)研究確定該線路。道路選定線工作是一條公路建設(shè)工程中前期極其重要的工作，這是關(guān)系到道路建造的投資、道路建設(shè)完成后的運(yùn)輸效率和道路安全性的關(guān)鍵工作。過(guò)去一般的傳統(tǒng)道路選定線方法是由具體的工程人員先收集目標(biāo)地區(qū)的地質(zhì)、地形等相關(guān)資料，再在紙質(zhì)的地圖上選幾條可行性的路線，再由選線人員前往目標(biāo)地區(qū)實(shí)地勘測(cè)，然后反復(fù)比較這幾條選線，最終確定一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的路線。這種傳統(tǒng)的選線工作有著非常強(qiáng)的主觀性，非常依賴選線人員的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)素養(yǎng)，很難做到真正的科學(xué)化，并且相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，這種傳統(tǒng)的選定線方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的需求。

一、道路選定線技術(shù)

道路選定線是道路工程中前期工作的重要組成部分，所以必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范制定經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)原則。①一般來(lái)說(shuō)，道路選定線會(huì)受到多種因素的影響，如地形、地質(zhì)、土壤情況等，所以在選線的過(guò)程中一般需要多種備選方案，并經(jīng)過(guò)最優(yōu)為原則考察最終確定一種。②道路選定線工作中被放在首要的因素是安全性，所以在選線的過(guò)程中要選擇寬闊、平穩(wěn)、彎度小、坡度小的路線。③必須考慮土地占用情況，最大限度避免破壞生態(tài)環(huán)境和耕地，同時(shí)道路與城市、城鎮(zhèn)融合，增強(qiáng)道路的實(shí)用性。④避免道路的修建對(duì)生態(tài)脆弱地區(qū)、保護(hù)區(qū)和水域河流的破壞。

二、測(cè)數(shù)字化勘測(cè)技術(shù)在道路選定線中的應(yīng)用

（一）地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System ，GIS）

GIS系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)將地理、測(cè)量和地圖多種技術(shù)的整合，利用地理數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建地理模型用來(lái)進(jìn)行地理研究和決策，并且相對(duì)于傳統(tǒng)紙上定線，GIS系統(tǒng)具有直觀、科學(xué)、動(dòng)態(tài)化的特點(diǎn)[1]。

定線人員可以利用GIS軟件進(jìn)行地理分析，將目標(biāo)選線范圍內(nèi)的地形地貌3D顯示，可直觀的顯示地面起伏程度、坡度和土地平整挖方量等。利用GIS系統(tǒng)道路選線任務(wù)的流程一般為相關(guān)數(shù)據(jù)的采集―利用GIS構(gòu)建3D地形模型―空間量算分析―選定線―線路模擬檢查?；贕IS的道路選線流程如下：

GIS系統(tǒng)的核心工作是空間分析，這也是GIS系統(tǒng)的精華所在，在構(gòu)架單變量分析模型時(shí)，利用GIS空間分析功能可以得到公路選定線其他影響因素信息，從而形成公路選定線多變量空間模型，可以為選定線工作提供科學(xué)可靠的信息。

1.建立帶裝緩沖區(qū)

選線工作可以將新建公路按等級(jí)、地形等類型劃分，利用用地?cái)?shù)據(jù)參考表提供的用地采用寬度值數(shù)據(jù)，使用GIS系統(tǒng)緩沖區(qū)分析功能構(gòu)建公路帶狀緩沖區(qū)模型。

2.空間疊加

利用建立的公路帶狀緩沖區(qū)所構(gòu)建模型作為新建公路的研究范圍，把單變量分析模型和公路帶狀緩沖區(qū)模型疊加就可以得到相應(yīng)的其他因素對(duì)公路帶狀緩沖區(qū)的影響信息[2]。

3.特征提取

利用空間疊加的模型可以查找提取符合條件的公路選定線的有關(guān)信息特征，把新提取的信息儲(chǔ)存起來(lái)作為綜合選線分析的理論依據(jù)

4.地形分析

依據(jù)新建公路的地形、地質(zhì)特點(diǎn)，需要建立相關(guān)的公路帶狀高程模型DEM，依據(jù)地形的不同，一般平丘區(qū)以20m為采樣間隔，山區(qū)為10m，借此就可以建立新建公路的交點(diǎn)位置、曲線最小半徑和變坡點(diǎn)位置等信息，給綜合分析帶來(lái)技術(shù)依據(jù)[3]。

5.對(duì)于GIS創(chuàng)建的公路選定線的空間模型，可以利用GIS對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，對(duì)所有影響公路選定線的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、記錄，形成文件和表格等形式的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（二）谷歌地球（Google Earth）

Google Earth是利用衛(wèi)星和航拍等拍攝圖像的方式構(gòu)建的可視化三維數(shù)字地球模型，可以幫助道路選定線人員在計(jì)算機(jī)上對(duì)目標(biāo)區(qū)域有更直觀清晰的認(rèn)知，給道路選定線人員提供新的視野。通過(guò)Google Earth的衛(wèi)星圖像就可以直觀的觀察到該地區(qū)的地形、地質(zhì)、水文等特征。這種直觀的圖像可以加快道路選線人員對(duì)目標(biāo)地區(qū)的地理、地貌特點(diǎn)的了解速度，可以高效的對(duì)傳統(tǒng)地圖無(wú)法顯示的地區(qū)進(jìn)行大范圍的定性和評(píng)估，迅速選擇出符合條件的公路選線方案[4]。Google Earth地區(qū)衛(wèi)星圖像模型如下：

Google Earth不但可以查看全球任何地區(qū)的航空、衛(wèi)星圖像和經(jīng)緯度坐標(biāo)，還提供了高程數(shù)據(jù)的下載程序，所以選定線人員可以靈活快速取得Google Earth的高程數(shù)據(jù)。通過(guò)API就可以大量的、快捷的取得高程數(shù)據(jù)，給DEM以及其他應(yīng)用提供數(shù)據(jù)。

（三）GPS

GPS測(cè)量系統(tǒng)其實(shí)就是使用接收器和衛(wèi)星之間的實(shí)時(shí)信息反饋轉(zhuǎn)化成我們需要的圖文信息。在道路選線中GPS系統(tǒng)不受地理?xiàng)l件和氣候的影響，小巧方便、便于攜帶、簡(jiǎn)單靈活，用來(lái)記錄地形數(shù)據(jù)和直接繪圖均可。所以，GPS是現(xiàn)在道路選定線工作中使用最廣泛的數(shù)字化勘測(cè)技術(shù)。

三、結(jié)束語(yǔ)

道路建設(shè)是滿足我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)需求的重要工程，所以道路勘測(cè)技術(shù)的先進(jìn)與否將直接影響我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的先進(jìn)水平。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，解決了許多道路選定線工作中的難題，不僅節(jié)約了相當(dāng)大的資源，也提高了工程的效率，同時(shí)也促成道路選定線工作的自動(dòng)化程度，為我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)提供了高效的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫衛(wèi)星，胡圣武.基于GIS技術(shù)的公路綜合選線方法的研究[J].測(cè)繪科學(xué)，2009，34（S1）：94-96.

[2]石國(guó)琦. 道路選定線勘測(cè)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用研究[D].吉林大學(xué)，2017.

[3]王雪潔.數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在道路勘測(cè)中的應(yīng)用[J].江西建材，2019（01）：58-59.

[4]于華穎.數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在道路勘測(cè)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（13）：99.

（作者單位：中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司）