現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

張桂森

摘? 要：隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的土木工程建設(shè)項(xiàng)目出現(xiàn)在了人們的生活中，為人們提供著各種各樣的便利。在工程建筑當(dāng)中，工程測(cè)量始終是非常重要的一環(huán)，工程測(cè)量主要為了對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行更加合理的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，此外還能獲取重要的地理信息，而在眾多的測(cè)量方法中，現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)因其操作簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，具有非常廣泛的應(yīng)用，也是未來(lái)工程測(cè)量的重要發(fā)展方向。文章對(duì)現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了著重分析，并對(duì)現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了研究和介紹，希望通過(guò)文章的閱讀，能夠給工程測(cè)量相關(guān)領(lǐng)域的研究工作者提供一定的幫助和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù);工程測(cè)量;數(shù)字地球

中圖分類號(hào)：P204? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）27-0174-02

Abstract： With the development of our society and the progress of science and technology， more and more civil engineering construction projects appear in people's lives， which provides people with a variety of convenience. In engineering buildings， engineering survey is always a very important link that is mainly intended for more reasonable design and planning of the project， while on the other hand， important geographic information can be obtained herein. But among many survey methods， modern digital surveying and mapping technology has a very wide range of applications because of its advantages such as simple operation and high measurement accuracy， and it is also an important development direction of engineering survey in the future. This paper focuses on the advantages of modern digital surveying and mapping technology， and studies and introduces the application of modern digital surveying and mapping technology in engineering surveying， in the hope that this paper can provide some help and inspiration to the researchers in the related fields of engineering survey.

Keywords： modern digital surveying and mapping technology; engineering survey; digital earth

前言

工程測(cè)量是工程建設(shè)過(guò)程中非常重要的基礎(chǔ)性工作，測(cè)量結(jié)果直接對(duì)工程的設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)影響，是決定工程質(zhì)量的重要因素之一。傳統(tǒng)的工程測(cè)量以人工為主，可能存在一定的誤差，甚至是在記錄過(guò)程中存在錯(cuò)誤，對(duì)于工程建筑造成十分不必要的影響。而隨著人們對(duì)測(cè)量精度的要求越來(lái)越高，人力測(cè)量（測(cè)繪）開始暴露出了更大的問(wèn)題，在這樣的情況下，現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在眾多的測(cè)量方式中脫穎而出，因其簡(jiǎn)便、高效、精確的特點(diǎn)，被越來(lái)越多的設(shè)計(jì)和施工單位所選擇[1]。

1 現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的兩類應(yīng)用

1.1 原圖數(shù)字化

原圖數(shù)字化技術(shù)在當(dāng)下的工程建設(shè)中具有非常重要的應(yīng)用，這主要與時(shí)代和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況具有直接的關(guān)系。在傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目建設(shè)當(dāng)中，工程測(cè)量的工作一般是通過(guò)人工完成，借助各種儀器和測(cè)量工具，測(cè)量結(jié)束后，繪制相關(guān)的圖紙。隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的人工測(cè)繪遇到瓶頸，越來(lái)越多的建筑工程項(xiàng)目引入了數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，但是在當(dāng)下這個(gè)新老交替的特殊時(shí)期，不可能為了應(yīng)用數(shù)字測(cè)繪技術(shù)就將傳統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)全盤推翻重新測(cè)量，為了實(shí)現(xiàn)效率和成本的最大化，當(dāng)下的工程項(xiàng)目一般會(huì)充分的對(duì)傳統(tǒng)的工程繪圖和數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，但是傳統(tǒng)的測(cè)量圖存在一定的問(wèn)題，例如數(shù)據(jù)的處理和模擬難度大，保存攜帶不易等等，因此，有必要將這些原始資料轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)上，方便后人調(diào)取應(yīng)用并借助相關(guān)軟件進(jìn)行模擬、分析和處理，這就需要應(yīng)用到原圖數(shù)字化，顧名思義，就是將原有的傳統(tǒng)測(cè)量方法繪制的工程圖紙轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的數(shù)字化數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)當(dāng)中以備不時(shí)之需的方式[2]。

1.2 數(shù)字化測(cè)圖

數(shù)字化測(cè)圖是當(dāng)下數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的主要應(yīng)用，也是未來(lái)的發(fā)展和應(yīng)用趨勢(shì)。顧名思義，就是利用數(shù)字測(cè)繪技術(shù)對(duì)工程當(dāng)中涉及的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量并利用軟件繪制成圖的一種技術(shù)。因?yàn)槠渚群托识几?，不僅僅被應(yīng)用在工程的監(jiān)測(cè)、管理當(dāng)中，對(duì)于地質(zhì)勘探、設(shè)計(jì)規(guī)劃等工作都有著非常重要的應(yīng)用，并且隨著技術(shù)的提高，數(shù)字化測(cè)圖、繪圖技術(shù)能夠滿足工程施工當(dāng)中對(duì)于大比例尺地形圖的繪制需求，在未來(lái)，當(dāng)所有的陳舊數(shù)據(jù)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的轉(zhuǎn)化后，數(shù)字化測(cè)圖繪圖將成為現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量當(dāng)中的唯一應(yīng)用。

2 現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 精度更高

工程測(cè)量當(dāng)中的誤差主要出現(xiàn)于兩個(gè)方面，第一是讀數(shù)及記錄產(chǎn)生的錯(cuò)誤，這在工程測(cè)量中十分致命，一些明顯的錯(cuò)誤往往能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行排除，但是有些錯(cuò)誤由于誤差很小，導(dǎo)致難以通過(guò)人工進(jìn)行排查確認(rèn)，這直接導(dǎo)致了最終的測(cè)量結(jié)果和繪圖結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤，在一定程度上影響了整體的測(cè)量精度[3]。

另外，人工測(cè)量的時(shí)候讀數(shù)幾乎很難保證精確，都會(huì)產(chǎn)生一定程度的誤差，這種誤差主要來(lái)自于視線、角度等原因，大部分的誤差在工程測(cè)量中都屬于可接受的范圍，不過(guò)由于工程測(cè)量中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)量十分巨大，因此誤差的累積之下，就可能對(duì)測(cè)量結(jié)果的精度產(chǎn)生較大的影響。利用現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，所有的讀數(shù)誤差都能被消除，避免了誤差的大量累積帶來(lái)的精度影響，更能夠避免記錄和讀數(shù)產(chǎn)生的錯(cuò)誤，因此精度得到了保證，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)變。

2.2 測(cè)量結(jié)果更加直觀

在過(guò)去，人工測(cè)量得到相關(guān)的數(shù)據(jù)后，一般以表格的形式進(jìn)行記錄，雖然表格也非常直觀，但是對(duì)于數(shù)據(jù)應(yīng)用人員來(lái)講，就具有較高的要求，不僅需要其具備過(guò)硬的專業(yè)素養(yǎng)，對(duì)于相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)也要求較高，這無(wú)疑提高了測(cè)繪結(jié)果應(yīng)用的門檻?，F(xiàn)階段，引入數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，例如對(duì)標(biāo)注的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量，同時(shí)對(duì)于它們的物理信息和空間分布情況也能做到了如指掌，甚至直接借助計(jì)算機(jī)軟件成圖，豐富的圖形信息使得測(cè)量結(jié)果更加直觀的展示，進(jìn)一步降低了對(duì)于測(cè)繪人員的要求，簡(jiǎn)化了工作難度，提升了工作效率。

2.3 自動(dòng)化程度更高，節(jié)約人力物力

數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，借助數(shù)字化儀器進(jìn)行測(cè)量，相比于傳統(tǒng)的工程測(cè)量，不僅僅在精度上得到了提升，由于相關(guān)的科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展和進(jìn)步，由此而來(lái)的是日新月異的測(cè)繪工具和儀器的發(fā)展，而且相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件也在不斷的提高，實(shí)現(xiàn)了軟硬件的雙向發(fā)展，測(cè)量人員在得到測(cè)量數(shù)據(jù)的同時(shí)，就可以通過(guò)計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件，時(shí)間數(shù)據(jù)的整理、篩選、計(jì)算、分析、模擬等工作，不僅僅增加了工作效率，還讓從前多人合作完成的工作由更少的人就能更快更好的完成，實(shí)現(xiàn)了人力的解放，而相信隨著自動(dòng)化和電子信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的自動(dòng)化和智能化程度將會(huì)有進(jìn)一步的提高，人力物力將會(huì)得到更大的節(jié)約[4]。

2.4 測(cè)繪信息的存儲(chǔ)安全，調(diào)取方便

在傳統(tǒng)的工程測(cè)量工作中，測(cè)量結(jié)果的保存非常難，很多時(shí)候鐵打的工程流水的施工單位，原始數(shù)據(jù)丟失、缺損情況嚴(yán)重，給后來(lái)的施工方造成了很大的麻煩，從社會(huì)發(fā)展的角度來(lái)講，這無(wú)疑是非常不利的。例如我國(guó)的大部分舊橋的加固和維修工作，往往因?yàn)樵际┕べY料的缺失而導(dǎo)致施工人員無(wú)法了解水下部分、地下部分和隱蔽部分的真實(shí)情況，導(dǎo)致了施工難度的增加，無(wú)形中增加了成本，降低了施工效率和質(zhì)量。

而數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的測(cè)繪結(jié)果，直接保存在計(jì)算機(jī)當(dāng)中，隨著移動(dòng)存儲(chǔ)和云存儲(chǔ)技術(shù)的不斷升級(jí)，測(cè)量結(jié)果可以實(shí)時(shí)傳遞到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，即便測(cè)繪的儀器、處理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)發(fā)生了故障，數(shù)據(jù)仍然不會(huì)丟失。加上網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)的不斷升級(jí)和完善，測(cè)量結(jié)果將會(huì)越來(lái)越安全，后人的調(diào)取和使用也就更加的方便，提高了整個(gè)社會(huì)的效率和效益[5]。

3 現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量當(dāng)中的具體應(yīng)用

3.1 原圖數(shù)字化

原圖數(shù)字化主要是對(duì)原有的測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行二次應(yīng)用的過(guò)程中廣泛的使用，能夠?qū)⒓堎|(zhì)的測(cè)量材料轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，便于借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理，也能更好的存儲(chǔ)和攜帶，避免原始數(shù)據(jù)的丟失。除此之外，借助現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)老舊圖紙的補(bǔ)測(cè)和修復(fù)，確保了整個(gè)工程的經(jīng)濟(jì)效益。

在實(shí)際工作中，一般使用手扶跟蹤和矢量掃描兩種方法進(jìn)行原圖數(shù)字化處理，不過(guò)由于原始圖紙存在的問(wèn)題很多，當(dāng)下的矢量掃描技術(shù)的智能化程度還明顯不足，因此在原圖數(shù)字化工作當(dāng)中，一般以手扶跟蹤為主，矢量掃描雖然精度更高，但是具有一定的局限性，相信隨著自動(dòng)化和智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，矢量掃描技術(shù)在原圖數(shù)字化領(lǐng)域會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用，甚至逐步的取代手扶跟蹤法。

3.2 地面數(shù)字測(cè)繪成圖

當(dāng)工程建設(shè)中缺少原始的數(shù)據(jù)資料時(shí)，一般使用地面數(shù)字測(cè)圖對(duì)工程用地的情況進(jìn)行粗測(cè)，一般是利用全站儀和衛(wèi)星定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工地區(qū)的地理信息的收集和地面模擬圖形的繪制。如果對(duì)于測(cè)量結(jié)果有一定的精度要求時(shí)，需要進(jìn)一步增加測(cè)量的點(diǎn)位數(shù)，并且增加一些輔助測(cè)量工作。

3.3 數(shù)字地球系統(tǒng)的建設(shè)

數(shù)字地球系統(tǒng)的建設(shè)，顧名思義，就是將整個(gè)地球的地理信息進(jìn)行收集整理，使其變成數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)字化的表達(dá)，讓整個(gè)地球的地質(zhì)、水文信息更加的清晰直觀，就目前的技術(shù)來(lái)講，實(shí)際上數(shù)字地球系統(tǒng)搭建所需要的必備技術(shù)已經(jīng)逐步成熟，但是目前對(duì)于世界各國(guó)來(lái)講，國(guó)內(nèi)的地形、地貌仍屬于國(guó)家秘密，不能實(shí)現(xiàn)共享，不過(guò)對(duì)于當(dāng)下來(lái)講，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)利用數(shù)字測(cè)繪技術(shù)、電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)的地形地貌、地質(zhì)水文信息進(jìn)行全方位的考察和記錄，這對(duì)于我國(guó)的工程建設(shè)來(lái)講，具有非常深遠(yuǎn)的意義。而數(shù)字地球的建設(shè)，對(duì)于世界各國(guó)的民生、社會(huì)、市政規(guī)劃、省市發(fā)展、自然環(huán)境檢測(cè)、災(zāi)害預(yù)防等等也都具有非常深遠(yuǎn)的意義，應(yīng)該是現(xiàn)代數(shù)據(jù)化技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用在未來(lái)的一個(gè)主要發(fā)展方向。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量領(lǐng)域已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的人工測(cè)繪，在精度、效率、直觀性和成本來(lái)講，具有全面的優(yōu)勢(shì)，相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化和智能化的提高，測(cè)繪機(jī)器人將會(huì)代替人類完成更多的測(cè)繪任務(wù)（尤其是特殊環(huán)境），讓工程的設(shè)計(jì)和規(guī)劃更加的精準(zhǔn)、施工更加安全順利，為工程建設(shè)保駕護(hù)航。

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