摘要:工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)是現(xiàn)代工程建設(shè)領(lǐng)域中不可或缺的環(huán)節(jié),隨著測(cè)繪技術(shù)不斷發(fā)展,基于測(cè)繪的工程測(cè)量技術(shù)在實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用?;诖?,簡(jiǎn)要介紹基于測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀的工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)的意義,重點(diǎn)探討基于測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀的工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)的具體應(yīng)用,主要包括地下管線測(cè)繪、道路測(cè)量、建筑物測(cè)量等方面,充分發(fā)揮工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用效果,提高工程施工效率,加強(qiáng)工程施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:測(cè)繪技術(shù)工程測(cè)量準(zhǔn)確度地理信息系統(tǒng)技術(shù)
中圖分類號(hào):TU198
DiscussionontheApplicationofEngineeringSurveyingandMappingTechnologyBasedontheDevelopmentStatusofSurveyingandMapping
XINGJianxiong
GansuWaterConservancyandHydropowerEngineeringBureauCo.,Ltd.,Lanzhou,GansuProvince,730046China
Abstract:Engineeringsurveyingandmappingtechnologyisanindispensablelinkinthefieldofmodernengineeringconstruction,andwiththecontinuousdevelopmentofsurveyingandmappingtechnology,engineeringsurveyingandmappingtechnologybasedonsurveyingandmappinghasbeenwidelyusedinpractice.Basedonthis,thispaperbrieflyintroducesthesignificanceofengineeringsurveyingandmappingtechnologybasedonthedevelopmentstatusofsurveyingandmapping,andfocusesonitsspecificapplication,mainlyincludingundergroundpipelinesurveyingandmapping,roadsurveying,buildingsurveying,etc.,soastogivefullplaytotheapplicationeffectofengineeringsurveyingandmappingtechnology,improvetheefficiencyofengineeringconstruction,andstrengthenthequalityofengineeringconstruction.
KeyWords:Surveyingandmappingtechnology;Engineeringsurveying;Accuracy;Geographicinformationsystemtechnology
近年來(lái),隨著測(cè)繪技術(shù)不斷發(fā)展,工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)在各領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。所謂工程測(cè)繪技術(shù)是指利用測(cè)量?jī)x器對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)繪的技術(shù)手段,其通過(guò)收集相關(guān)地理信息數(shù)據(jù),為工程建設(shè)提供準(zhǔn)確的地理空間數(shù)據(jù),有利于相關(guān)人員實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)工作。目前,工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用范圍較廣,涉及土地規(guī)劃、城市建設(shè)、道路建設(shè)、橋梁建設(shè)、水利工程、礦山開(kāi)采等等領(lǐng)域。在土地規(guī)劃方面,工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)能確定土地邊界、土地利用類型、土地所有權(quán)關(guān)系,為土地規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù);在城市建設(shè)方面,工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃、城市設(shè)計(jì)、城市監(jiān)測(cè),為城市建設(shè)提供準(zhǔn)確的地理空間信息。
當(dāng)前,隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、遙感技術(shù)、激光掃描技術(shù)、無(wú)人機(jī)技術(shù)等新技術(shù)應(yīng)用廣泛不斷拓展,工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)正呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢(shì)。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)能提供全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem,GPS)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeidouNavigationSatelliteSystem,BDS)等定位服務(wù),使得工作人員可實(shí)時(shí)獲取測(cè)量?jī)x器的位置和姿態(tài),有效提高測(cè)量的精確度;遙感技術(shù)通過(guò)衛(wèi)星、飛機(jī)等載體,獲取地表的影像和光譜數(shù)據(jù),遙感監(jiān)測(cè)地表實(shí)際情況,為工程測(cè)量測(cè)繪提供大量的地理信息數(shù)據(jù);激光掃描技術(shù)通過(guò)激光束對(duì)地面進(jìn)行高精度的三維掃描,從而獲取地面的點(diǎn)云數(shù)據(jù),為工程測(cè)量測(cè)繪提供了高精度的地理空間數(shù)據(jù);無(wú)人機(jī)技術(shù)通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍,獲取地表的影像數(shù)據(jù),為工程測(cè)量測(cè)繪提供高效的測(cè)量手段[1]。基于測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀的工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用研究,要進(jìn)一步創(chuàng)新測(cè)繪技術(shù),提高工程測(cè)量測(cè)繪的精度,降低工程測(cè)量成本,促進(jìn)工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)可持續(xù)發(fā)展[2]。
2測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀
2.1采集數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制
目前,自動(dòng)化控制的測(cè)繪主要依賴于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)和激光雷達(dá)等先進(jìn)技術(shù),GNSS技術(shù)能通過(guò)接收衛(wèi)星信號(hào),實(shí)時(shí)獲取測(cè)量點(diǎn)的位置信息,從而精確定位;激光雷達(dá)則利用激光束掃描地表,測(cè)量地物的距離和位置,生成高精度的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。目前,采集數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的測(cè)繪在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在城市規(guī)劃中,自動(dòng)化控制測(cè)繪快速獲取大規(guī)模地理空間數(shù)據(jù),為城市規(guī)劃和土地利用提供準(zhǔn)確可靠的信息;在交通管理中,通過(guò)自動(dòng)化控制的測(cè)繪技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道路和橋梁的狀況,及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和修復(fù),提高交通安全性;在環(huán)境保護(hù)方面,自動(dòng)化控制測(cè)繪可以用于監(jiān)測(cè)污染源、土地退化等問(wèn)題,為環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)[3]。
2.2數(shù)據(jù)加工處理?yè)碛懈邩?biāo)準(zhǔn)
數(shù)據(jù)加工處理是將原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,生成可視化模型,該過(guò)程主要包括數(shù)據(jù)清洗、校正、配準(zhǔn)、融合等環(huán)節(jié),要運(yùn)用各種算法。高標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)加工處理意味著處理過(guò)程的準(zhǔn)確性,只有在數(shù)據(jù)加工處理的每一個(gè)環(huán)節(jié)都嚴(yán)格按照科學(xué)方法進(jìn)行,才能保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí),數(shù)據(jù)加工處理要在不同條件下完成,必須具備穩(wěn)定性,以保證結(jié)果的一致性。且隨著測(cè)繪數(shù)據(jù)規(guī)模不斷增大,對(duì)數(shù)據(jù)加工處理速度提出更高要求,只有在保證準(zhǔn)確性的同時(shí),才能追求高效性。為了滿足高標(biāo)準(zhǔn)的要求,測(cè)繪行業(yè)積極引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù),不斷研發(fā)新的數(shù)據(jù)加工處理算法,提高數(shù)據(jù)加工處理的準(zhǔn)確性。此外,測(cè)繪行業(yè)建立嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系,對(duì)數(shù)據(jù)加工處理的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范,提高數(shù)據(jù)加工處理的穩(wěn)定性。隨著高標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)加工處理的推進(jìn),測(cè)繪行業(yè)取得了顯著的成就。一方面,測(cè)繪數(shù)據(jù)的精度和可靠性得到大幅提升,為地理信息服務(wù)、城市規(guī)劃、資源管理等領(lǐng)域提供更好的支持;另一方面,測(cè)繪行業(yè)發(fā)展推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的繁榮,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)持續(xù)性增長(zhǎng)[4-5]。
3工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用
3.1高程控制測(cè)量技術(shù)
在操作高程儀前,要對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn),主要包括水平儀校準(zhǔn)、垂直軸調(diào)整等步驟,確保儀器的穩(wěn)定性,并根據(jù)具體測(cè)量任務(wù)選擇合適的測(cè)量方法,如直接法、間接法、水準(zhǔn)差法等。同時(shí),要選擇合適的測(cè)量點(diǎn),測(cè)量點(diǎn)選擇應(yīng)考慮地形地貌、測(cè)量目的和工程需求等因素,通常要選擇穩(wěn)定、易于觀測(cè)、布設(shè)的地點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn),合理設(shè)置控制網(wǎng),保證測(cè)量點(diǎn)之間的連續(xù)性。無(wú)人機(jī)在案例工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,因?yàn)槠淇梢源钶d各種設(shè)備裝置,滿足各種需求。通常無(wú)人機(jī)的承載能力為6~10kg,可以滿足各種設(shè)備的負(fù)重需求,但由于案例項(xiàng)目位于海邊困難地區(qū),交通情況受到各種外在因素影響,工作人員要提高無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)載重為15kg,才能避免無(wú)人機(jī)飛行受到外在環(huán)境影響。
為了確保無(wú)人機(jī)能持續(xù)工作3h,工作人員要增強(qiáng)無(wú)人機(jī)機(jī)載電源和油箱的供給能力,提高飛行的穩(wěn)定性,加強(qiáng)其操縱性能,使得無(wú)人機(jī)必須能保持平穩(wěn)的飛行狀態(tài),將航路、高度、航速偏差控制在5%以內(nèi),水平偏差低于3%。在無(wú)人機(jī)飛行定位方面,控制GPS垂直誤差小于0.5m,水平誤差低于1.0m;而垂直誤差和機(jī)器視覺(jué)定位的水平誤差應(yīng)分別控制在0.1m和0.3m以下。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)高精度的測(cè)量信息獲取,工作人員選擇分辨率為2000×3000的航拍攝像機(jī),要求圖像信息采集平面精度控制在0.2~0.5μm范圍內(nèi),快門(mén)速度應(yīng)超過(guò)1/1000s,曝光間隔應(yīng)在3s左右,感光度應(yīng)在100~200之間。
地理信息系統(tǒng)(Geo-Informationsystem,GIS)是一種集成空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),可以對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。在工程測(cè)量測(cè)繪中,GIS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于土地利用規(guī)劃、道路建設(shè)、城市規(guī)劃等領(lǐng)域,為工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
在應(yīng)用GIS技時(shí),要限進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,主要包括獲取空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),其中空間數(shù)據(jù)通過(guò)GNSS測(cè)量、航空攝影、遙感影像等方式獲取,而屬性數(shù)據(jù)則通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)等途徑獲取。數(shù)據(jù)采集時(shí)要注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,以確保后續(xù)分析決策的準(zhǔn)確性。
3.2.2數(shù)據(jù)處理
工作人員要將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,有利于后續(xù)分析。數(shù)據(jù)處理涉及數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)融合等過(guò)程,清洗數(shù)據(jù)能去除錯(cuò)誤、重復(fù)和缺失的數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)將不同格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一,融合數(shù)據(jù)可將不同來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合;數(shù)據(jù)處理要注意保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性,以確保后續(xù)分析的準(zhǔn)確性。
3.2.3空間分析
GIS技術(shù)核心是對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,如緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析等方法,以獲取有關(guān)空間關(guān)系和空間模式的信息(如圖1所示)。通過(guò)空間分析,識(shí)別出空間上的熱點(diǎn)區(qū)域、分析空間上的相互作用關(guān)系,并為工程項(xiàng)目的決策提供科學(xué)依據(jù)。
3.3地下數(shù)據(jù)獲取技術(shù)
地下數(shù)據(jù)獲取技術(shù)是工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)中的重要應(yīng)用領(lǐng)域。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,地下空間的利用日益廣泛,因此地下數(shù)據(jù)的獲取變得尤為重要。地下數(shù)據(jù)獲取技術(shù)主要包括地下物體探測(cè)、地下空間三維模型建立、地下管線檢測(cè)等方面。(1)在地下物體探測(cè)方面,傳統(tǒng)的地下勘探方法主要依靠人工開(kāi)挖,不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,還要耗費(fèi)較高成本。而基于測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀的工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù),則通過(guò)雷達(dá)、激光掃描等無(wú)損檢測(cè)手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)地下物體的快速定位和精確測(cè)量,有效提高勘探效率。(2)在地下空間三維模型建立方面,傳統(tǒng)的建模方法主要采用手工測(cè)量和人工繪制的方式,工作量大且容易出錯(cuò)。而基于測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀的工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù),利用激光掃描儀、攝影測(cè)量?jī)x等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)地下空間的快速三維數(shù)據(jù)采集,通過(guò)數(shù)字化處理和建模軟件的支持,可以生成真實(shí)的地下空間模型,為后續(xù)工程設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的參考。(3)在地下管線檢測(cè)方面,傳統(tǒng)管線檢測(cè)方法主要依靠人工探測(cè)和地下雷達(dá)技術(shù),但存在定位不準(zhǔn)確、工作效率低的問(wèn)題。而基于測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀的工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù),通過(guò)激光掃描儀和全站儀等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管線的三維數(shù)據(jù)采集和快速定位,結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管線的智能管理,全面提高管線的安全性[5-6]。
3.4無(wú)人機(jī)的測(cè)量作業(yè)
無(wú)人機(jī)的測(cè)量作業(yè)是一項(xiàng)精確而復(fù)雜的任務(wù),參數(shù)設(shè)置對(duì)于保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。在參數(shù)設(shè)置方面,將無(wú)人機(jī)的飛行速度控制在80~120km/h范圍內(nèi),無(wú)人機(jī)不僅能保持相對(duì)平穩(wěn)的飛行狀態(tài),還有利于測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí),根據(jù)具體情況,可以選擇合適的飛行路徑和飛行高度,以確保測(cè)量覆蓋到所有需要的區(qū)域。同時(shí),還要注意設(shè)置合理的航向,使得無(wú)人機(jī)能從不同角度對(duì)測(cè)量區(qū)進(jìn)行全面覆蓋,避免出現(xiàn)死角問(wèn)題。本文計(jì)算測(cè)量區(qū)的最小地面分辨率和最高點(diǎn)重疊度:
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,近年來(lái),隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展,工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)在各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文將對(duì)基于測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀的工程測(cè)量測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)。
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