數(shù)字化測繪技術(shù)對地質(zhì)工程測量的運(yùn)用

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【摘要】簡單概述數(shù)字化測繪技術(shù)，闡述數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，分析在地質(zhì)工程測量中數(shù)字化測繪技術(shù)應(yīng)用存在的一些問題，探究數(shù)字化測繪技術(shù)的具體應(yīng)用，包括GPS技術(shù)的運(yùn)用、RTK技術(shù)的運(yùn)用、遙感技術(shù)的運(yùn)用、地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用及原圖數(shù)字化技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)工程；測量；數(shù)字化測繪技術(shù)

1引言

在地質(zhì)工程的測量工作中，精確的測量工具能夠發(fā)揮十分重要的作用。在傳統(tǒng)的測繪工作中存在重要數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高的情況，影響了工程設(shè)計(jì)的順利開展。數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用解決了實(shí)際工作中的技術(shù)難題，能夠獲得更加精確的地質(zhì)信息，為相關(guān)工作提供信息支持。地質(zhì)工程需要加強(qiáng)數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用，彌補(bǔ)傳統(tǒng)作業(yè)的不足，確保各項(xiàng)工作的順利開展。

2數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1測量精確度高

數(shù)字化測繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一是測量的精確度高，和傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，獲得的數(shù)據(jù)的誤差非常小。在距離300m內(nèi)，測量地物點(diǎn)的誤差約為2mm，地形點(diǎn)的高差約為8mm。測量后獲得的數(shù)據(jù)會以電子的形式進(jìn)行傳輸、儲存和處理。在這一過程確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呔刃訹1]。

2.2測量實(shí)現(xiàn)自動化

數(shù)字化測繪技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)等形成的一項(xiàng)技術(shù)，這就使得數(shù)字化測繪技術(shù)具有自動化的特點(diǎn)。在實(shí)際的應(yīng)用中，測繪人員進(jìn)行簡單操作，下達(dá)指令，數(shù)字化測繪技術(shù)便會自動獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并自動傳輸、儲存，同時還會自動計(jì)算和分析這些數(shù)據(jù)，根據(jù)地質(zhì)條件的實(shí)際情況，自動識別和匹配相應(yīng)的圖片、符號和顏色。測量實(shí)現(xiàn)自動化，減少了人力資源的使用，也能很好地控制工作誤差，提高測繪的準(zhǔn)確性[2]。

2.3成圖精確性高

和傳統(tǒng)技術(shù)相比，數(shù)字化測繪技術(shù)的成圖效果明顯具有更高的精確性。在傳統(tǒng)工作中采取傳統(tǒng)測繪技術(shù)獲得各項(xiàng)數(shù)據(jù)后，還需要進(jìn)行手工計(jì)算、展點(diǎn)、繪圖等一系列外業(yè)工作，不僅存在一定誤差，還耗費(fèi)了大量的時間，過程十分煩瑣，成圖的精確性不高。應(yīng)用數(shù)字化測繪技術(shù)，能夠自動處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算，然后輸入軟件中自動繪圖，能夠縮減測繪人員外業(yè)工作的時間，同時提高成圖的精確性[3]。

2.4全面滿足用戶需求

數(shù)字化測量技術(shù)不僅能夠提供自動化測量的技術(shù)支持，同時還能提供數(shù)據(jù)存儲、計(jì)算分析、圖像數(shù)字處理等多種服務(wù)，滿足了地質(zhì)工程測量人員的多方面需求。在實(shí)際的工作中，應(yīng)用數(shù)字化測量技術(shù)可獲得自己所需的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析處理，為工程提供全面服務(wù)。

3地質(zhì)工程測量中數(shù)字化測繪技術(shù)存在的問題

3.1等高線處理問題

在開展測繪工作時測量人員主要是根據(jù)野外實(shí)地采集的地貌點(diǎn)高程運(yùn)用計(jì)算獲得的距離作為等高線，然后根據(jù)測量出的高程值繪制曲線，運(yùn)用不同方法生成等高線。但是在實(shí)際的工作中，所需的地貌點(diǎn)不能全部采用等高線內(nèi)插，需要采取人工干預(yù)。在這一過程中，如果人工干預(yù)處理不當(dāng)，等高線不精確，那么數(shù)字地形圖無法反映真實(shí)的情況[4-6]。

3.2采集信息不全面

采集野外的各項(xiàng)信息時，面臨的地形地貌十分復(fù)雜，一些技術(shù)會受到地形地貌的影響，獲得的數(shù)據(jù)信息并不全面。如果在地形變化位置標(biāo)出的地形點(diǎn)不全，獲得的信息不全，會導(dǎo)致繪制圖像失真，無法反映真實(shí)的地形地貌情況。

4地質(zhì)工程測量中數(shù)字化測繪技術(shù)的運(yùn)用

4.1GPS技術(shù)的運(yùn)用

GPS技術(shù)是地質(zhì)工程測量中常用到的一項(xiàng)數(shù)字化測繪技術(shù)。在項(xiàng)目工程中應(yīng)用GPS技術(shù)，主要有靜態(tài)定位與動態(tài)測放兩種。靜態(tài)定位主要是通過反復(fù)接收衛(wèi)星信號觀測某個位置的三維坐標(biāo)，從而完成測繪。而動態(tài)測放是利用衛(wèi)星系統(tǒng)建立控制參數(shù)，實(shí)地放樣已知三維坐標(biāo)點(diǎn)。兩種形式的結(jié)合應(yīng)用，能夠獲得更加精確的數(shù)據(jù)，為地質(zhì)工程測繪提供重要的信息支持[7]。第一，開展GPS點(diǎn)控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作，按照地質(zhì)工程每一標(biāo)段的實(shí)際線路情況來建設(shè)GPS控制網(wǎng)。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，5~10km的間隔為最佳距離，以此合理設(shè)置GPS的通視點(diǎn)。在這個過程中，需要提高測繪人員對此工作的重視程度，嚴(yán)格控制GPS的選點(diǎn)位置。根據(jù)GPS點(diǎn)將路段分割為若干段分別開展測量工作，獲得更為精確的數(shù)據(jù)信息。第二，使用GPS的靜態(tài)定位功能。充分發(fā)揮GPS的靜態(tài)定位功能，可為工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)提供正確的導(dǎo)線點(diǎn)，確保導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)的精確程度。控制點(diǎn)應(yīng)該選在四周較開闊，利于接收衛(wèi)星信號的地方，整個項(xiàng)目區(qū)內(nèi)移動信號必須穩(wěn)定。第三，使用動態(tài)測量功能。GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合，能夠充分發(fā)揮動態(tài)測量功能，科學(xué)布置不同等級線路的平面控制網(wǎng)絡(luò)，高效完成各方面的測放工作。在地質(zhì)工程正式施工時，也可以使用這一功能做好前期的施工放樣工作。為了確保施工放樣的實(shí)時性，還可以建設(shè)永久性基站，這一基站不會受到環(huán)境等各方面的影響。第四，在植被茂密地區(qū)應(yīng)用GPS技術(shù)。地質(zhì)工程修建會遇到各種各樣的地形地貌，尤其是一些植被茂密的地區(qū)，會受到高大樹木的遮擋，增加了測繪的工作難度。這一類區(qū)域使用傳統(tǒng)測繪方法，難度大，無法獲得精確的數(shù)據(jù)信息，可使用GPS技術(shù)進(jìn)行有效控制和測量。提前確定好地點(diǎn)，合理設(shè)置GPS控制點(diǎn)，對確定的控制點(diǎn)進(jìn)行通視加密，在兩個相鄰的控制點(diǎn)范圍內(nèi)開展放線測量工作。通過這一操作獲得更為精確的信息，提高測繪工作效率。

4.2RTK技術(shù)的運(yùn)用

RTK技術(shù)又稱載波相位差分技術(shù)，它是數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和GPS技術(shù)結(jié)合組成的系統(tǒng)。將其應(yīng)用于地質(zhì)工程的測量工作中，能夠根據(jù)GPS定位獲得各項(xiàng)數(shù)據(jù)，形成相位差分觀測值，優(yōu)化定位點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在正式測量前，需要做好準(zhǔn)備工作。合理設(shè)置基準(zhǔn)站，一般將基準(zhǔn)站設(shè)置在已知的點(diǎn)位上，方便操作，然后開展調(diào)試工作，確認(rèn)基準(zhǔn)站啟動無誤后才可投入使用。在實(shí)際作業(yè)中，首先，要設(shè)置好參數(shù)。將實(shí)際控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)輸入手簿中，通過計(jì)算獲得參數(shù)，然后將控制點(diǎn)分布在測區(qū)。其次，要開展GPS數(shù)據(jù)的采集工作。主要的測量方法是根據(jù)RTK手簿中的公路緯地文件，放樣各個路線的中樁，將測量所得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存。再次，在進(jìn)行縱斷面放樣時，需要輸入放樣的數(shù)據(jù)，生成放樣點(diǎn)文件，隨時到現(xiàn)場進(jìn)行放樣。進(jìn)行橫斷面放樣時，要確定橫斷面的形式，將數(shù)據(jù)輸入軟件中，采取和縱斷面同樣的方法進(jìn)行放樣。最后，為防止數(shù)據(jù)丟失，當(dāng)天采集的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)盡快導(dǎo)入電腦中生成表格文件，為后續(xù)的權(quán)屬界線、地類圖斑的調(diào)查測量提供重要的數(shù)據(jù)支持。

4.3遙感技術(shù)的運(yùn)用

遙感技術(shù)在高空或外層空間接收地表呈各類地理電磁波的信息，然后收集這些信息進(jìn)行掃描傳輸處理，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的測控和識別，因此，在地質(zhì)測量工程中得到了廣泛應(yīng)用。在地質(zhì)工程測量中涉及了許多復(fù)雜的地形，包含了森林、田地、村莊及各類建筑等，因此，可以使用遙感技術(shù)開展遠(yuǎn)距離的測量和識別工作，能夠獲得具有較強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的照片，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化成圖，成圖周期短。常應(yīng)用到的技術(shù)有衛(wèi)星遙感技術(shù)和航空衛(wèi)星技術(shù)。衛(wèi)星遙感技術(shù)掃描范圍廣，但圖像的分辨率低，航空衛(wèi)星技術(shù)獲得的地理信息具有針對性，通過兩種技術(shù)的有效結(jié)合能夠獲得更為精確的數(shù)據(jù)信息。4.4地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用地理信息系統(tǒng)是基于地理信息技術(shù)建立的基礎(chǔ)地理信息庫，可以應(yīng)用于交通規(guī)劃、國防規(guī)劃等一系列領(lǐng)域中。地理信息系統(tǒng)能夠完整收集、整理、儲存地理信息，同時還具備運(yùn)算分析、描述等一系列功能。在應(yīng)用地理信息系統(tǒng)采集地質(zhì)工程信息時，不需要開展實(shí)際的測量工作，而是通過計(jì)算機(jī)建立地貌地表物體的信息模型數(shù)據(jù)庫。這種技術(shù)不需要開展野外人工測量，精確度更高。此外，該技術(shù)還包含了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理、空間系統(tǒng)分析、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)及應(yīng)用等多項(xiàng)功能。地質(zhì)工程測量人員利用地理信息系統(tǒng)篩選信息，選出最合理的信息，避免不相關(guān)信息的干擾。將地理信息系統(tǒng)和其他技術(shù)相結(jié)合，如遙感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)功能統(tǒng)一，開展遠(yuǎn)距離定位勘測，確保信息的精確性，提高測繪工作的效率。

4.5原圖數(shù)字化技術(shù)

原圖數(shù)字化技術(shù)可以分為手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化。在地質(zhì)工程測量工作中使用該項(xiàng)技術(shù)獲得的原圖比例和尺寸，能夠滿足國家的規(guī)定要求，因此，它在測量精確度、高效化等方面具有明顯優(yōu)勢。矢量化掃描技術(shù)具有良好的操作性能，工作效率比較高。但該項(xiàng)技術(shù)在進(jìn)行數(shù)字化處理時受到各種因素影響，也存在原圖精確性下降的問題，因此，一般是作為應(yīng)急措施來使用。在實(shí)際的應(yīng)用工作中，可根據(jù)地質(zhì)工程的實(shí)際情況，使用原圖數(shù)字化技術(shù)，對已有的地形圖進(jìn)行整理利用，然后利用掃描設(shè)備和計(jì)算機(jī)等完成作業(yè)，在相對較短的時間內(nèi)可以獲得測量結(jié)果。手扶跟蹤數(shù)字化錄入設(shè)備的操作比較簡單，而且具有精確度高的特點(diǎn)，在測量工作中也得到了普遍應(yīng)用。在測量原圖完成后，可開展數(shù)字化的處理工作，將它與其他技術(shù)相配合使用，能夠有效控制測量精度和效率，滿足制圖的標(biāo)準(zhǔn)要求。例如，可以和多級影像金字塔匹配計(jì)算，確保測量圖片連接點(diǎn)的均勻分布，滿足工程的各項(xiàng)需求。

5結(jié)語

綜上所述，相較于傳統(tǒng)測繪技術(shù)，數(shù)字化測繪技術(shù)具有高精度自動化的優(yōu)點(diǎn)，能夠減小數(shù)據(jù)誤差，提高測繪效率。因此，在地質(zhì)工程測量工作中，可使用數(shù)字化測繪技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測繪技術(shù)，應(yīng)用GPS技術(shù)、RTK技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和原圖數(shù)字化技術(shù)，多種技術(shù)相互配合，獲得更為精確的數(shù)據(jù)，為地質(zhì)工程測量的建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持，優(yōu)化工程的設(shè)計(jì)方案，確保工程的順利進(jìn)行。在不斷的應(yīng)用過程中，各項(xiàng)數(shù)字化技術(shù)也在不斷發(fā)展成熟，在地質(zhì)工程測量中起到了更為重要的作用，推動地質(zhì)測量行業(yè)向前發(fā)展。

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作者：陳青娘 單位：中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)