浅析数字化测绘技术在公路测量施工中的运用

刘辉

【摘要】随着社会经济的高速发展，公路交通量增长速度不断提升，局部路段已呈现超饱和状态，同时由于重载、超载情况严重，加剧了公路病害问题，并影响了公路通行能力与沿线经济的可持续发展，为此，要求通过创新体制、完善政策，进一步提升工程建设力度。数字测绘技术作为工程测量的重要组成部分，其测量效果是否良好将直接影响到工程的整体质量，为此，本文主要对数字化测绘技术的优点、技术应用及发展趋势进行了分析与探究。

【关键词】工程测量；数字测绘技术；特点；应用；图形编辑

80年代以来，随着测量技术的出现和不断发展完善，使测绘定位技术发生了革命性的变革，为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术，正在逐步被以一次性确定3维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替，同时定位范围也逐渐扩大。随着计算机、网络技术的高速发展，数字化测绘技术已经成为一项新型测绘技术。为推动公路工程测量行业的可持续发展，必须重视测绘技术的应用，如数字技术。该技术在相应设备的辅助下，可将图、文、声、像等多种信息进行电子计算机能够识别的二进制数字进行转换，并在此基础上进行运算、加工、储存、传送等。数字测绘内包括采集内外业数据的设备和方式，是数字化成图的主要内容。

一、数字化测绘技术的优点

数字化测绘技术是以计算机为核心，以全站仪、GPS、数字测量摄影仪、数字化仪等为数据采集工具，在外接输入、输出设备和软、硬件的支持下，对地形的数字空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘技术。与传统的地籍测量方法相比，数字化测绘技术具有具有明显的优越性：

1、自动化程度高

传统的方式主要是通过手工操作，外业工作时间长，内业编辑工作量大，而且在操作工程中出错的几率大。数字化测绘将外业采集的数据自动记录在电子手簿中，自动计算处理、自动成图，节约了人力、物力、财力，大大提高了工作效率。

2、精度高

传统的测绘方法，地物点的测定视距误差、方向误差、展绘误差、测定误差等会导致实际的图上误差较大。数字化测绘技术中，测量数据作为电子数据格式进行传输、记录、存储、处理和成图，在全过程中原始数据无精度损失，避免了人工观测、记录、绘图的误差，可以大大提高测绘的精度。

3、图形信息量大

数字地图包含的信息量几乎不受测图比例尺的限制，数据可分层存放，使地面信息的存放几乎不受限制。比如将地貌、道路、水系、房屋、植被等存于不同的层中，通过关闭层、打开层等操作来提取相关信息，便可方便地得到所需测区内的地籍图。数字测图时所采集的图形信息，它包括点的定位信息、连接信息和属性信息，易于检索。

4、信息编辑方便

数字化测绘得到的信息是分层存放在计算机中的，便于成果的使用、维护和更新。当实地有变化时，只需输入有关的变化信息，经过编辑处理，很快便可以得到更新修改后的图，能够随时保持产品信息的现势性。同时，还可以根据不同用户的需要，对地籍测绘产品的各种要素及数据进行再加工，得到不同用途的图件。

二、数字测绘技术在公路工程測量中的应用

1、原图数字化

数字化输入为原始图件数字化工作的基础，其最常见的方式为三种：手扶跟踪数字化、扫描矢量化及GPS输入。计算机、数字化仪和有关软件为手扶跟踪数字化选取的仪器，作为早期数字化输入方式，该方式的缺点为输入速度慢、劳动强度大。

扫描矢量化内图象扫描可利用扫描仪输入，随后进行矢量跟踪，以此对实体空间位置进行确定。伴随扫描仪与矢量化软件的发展，该方式操作也越来越简化，其优点为节省时间，数据输入效率高等。

GPS输入，作为地球表面精确位置确定的重要方式，GPS可对三维空间位置数字进行准确测定，并在不进行转换的前提下，实现数据库的直接输入。并按照数字化图件的可用性、易用性等特点，进行矢量化方案的制定。在分析比较多种软件矢量化的基础上，可实现原图数字化。

在数字化应用中，根据国家现行数字化测图规范进行各种比例尺地形图、地籍图数字化精度的确定。精度主要由人工跟踪精度、输出设备精度等进行确定。其中，外设精度易于满足，人工跟踪精度则由工作人员的专业素质所决定，为此，必须重视工作人员专业技能培训，确保工程测量的精度。

根据国家标准及工程测量原定方案进行数据编码、数据分层，也可遵循GIS规定进行数据组织。在准确分析其拓扑关系的同时，应确保线状地物的长度统计符合工程测量确定。并根据GIS规定对总体规划、分区规划等进行整理、录入与建库。

2、数字测图

地面数字测图法也被叫做内外业一体化数字测图，其核心为计算机，在输入、输出设备硬软件辅助下，可采集、输入、成图、绘图、输出与管理地形空间数据。如图一所示。

（1）数字测图的特点

作为现阶段我国各测绘单位最常用的一种数字测绘方式，数字测图的特点包括以下几点：

一测多用。工程测量中，其布设范围如需大比例尺地形图施测，应考虑专业不同人员对用图范围、比例尺大小需求不同，为降低工作量，可选用数字化测图方式，以此进行不同比例尺地形图的编制。

成图精确度高。在外业数据采集中，数字化成图系统可选取全站仪对现场地形地物点三维坐标进行自动采集与存储。在处理内业数据时，可对外业测量精度进行完全保持，避免人为误差的产生，同时外业工作还可对读数、计算、展点绘图等流程取消，在降低工作强度的同时，还可提升外业工作效率。

（2）建立与管理地形图数据库

作为地理信息系统的重要构成成分，图形数据库管理子系统在获取数据中，可对地理信息进行存储与管理。在处理数据中，其不仅提供资料的主体，还是处理结果的归属点。同时，其还是绘图文件与多种地理数据形成的依据。拓扑数据库由图形数据库内的数据通过拓扑处理形成，并在多种空间分析中得到了广泛地应用。

3、实践应用

在公路工程改扩建测量施工中，测绘工作是工程建设最基础的工作。测绘技术人员在原公路勘测和测绘工作的基础上，通过对改扩建公路沿线的工程地质条件的进行勘测，开展测绘工作。

在公路改扩建测绘摄影时，首先由专业测绘技术员沿着 需要扩建的公路线摄制大比例尺航片。 运用 GPS 进行航测，得到的地面数据高程中误差非常小，仅为 0.15 米。以 500 米试验段航测数模和人工实测的比较来看，其互差范围非常 小，完全符合公路改扩建设计的精度要求。然后，生成全线 一定比例的正射影像地形图、三维数字地形图，进行纸上定 线和数字地面模型的建立。

数字化测绘技术中高精度三维路基结构数据可以一次性获取。高程数据可以利用电子水准仪按照四等作业规定获得。数字化测绘技术对 GPS 高程的设计和优化非常严格， 利用精化工程大地水准面模型，非常适应公路改扩建的精度要求。在公路改扩建工程测绘中，数字化测绘对老路路基、路 面的地面测量和调查都具有非常高的精度，误差非常小，可以纠正和规算边沟、挡墙和桥梁等规则结构物的编制程序。数字化测绘技术使公路扩建测绘工作的质量得到大幅度的 提高。

三、数字化测绘技术在公路测量施工中的发展趋势

公路测量工作是公路工程设计的基础，而公路工程设计又是施工的依据和基础，公路测量工作的好坏对整个公路建设质量起着关键作用。因此在公路测量中，必须深入全面地进行调查研究，精心测量，注重技术经济效益，同时考虑环境和社会的影响，为设计提供准确、完整的数据和资料，以保证设计工作的高质量，为施工打下坚实的基础。

测量学是从人类经验中发展而来兼有时代性的一门学科，是人类在复杂的自然界中生存的一个重要手段。工程测量中，无论工程项目的大小，系统的工程测量、公路测量和大面积测绘等，都少不了测量技术，工程测量在工程项目中起着重要的作用。目前，数字化测绘技术在公路工程测量中的广泛应用，标志着工程测量技术的发展方向。它具有精度高、效率高、测试简便等优点，能精确的测量工程数据。遥感技术是地理信息系统的一种技术，它是通过航空或卫星利用可见光、红外、微波等对地形地貌进行摄影成图的技术。数字化测绘技术为国土资源的开发利用和道路规划建设提供了宝贵的信息资料，广泛应用在绘制大比例尺地形图和工程图。数字化测绘技术的应用可以有效地避免环境的艰苦恶劣，而且工作效率高，精度高、准确性有保障。 数字化测绘技术在公路工程测量上的应用，对工程测量是一次革命性的转变，也是工程测量必然的发展趋势。通过对数据库处理分析可实现公路工程成本降低，提升施工效率的目的。

四、结束语

综上所述，随着社会的不断进步，数字测绘技术也在日新月异地发展，广大测绘工作者要更新思维、坚持学习，做数字化的测绘工作者。随着数字化测绘技术的提高，GIS技术的不断成熟、GPS技术在各行各业的广泛应用，现代工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展。大力开展数字化测绘技术的应用与研究将是测绘单位提升自身竞争实力和创造经济效益的首要任务。

参考文献：

[1] 吾甫尔·艾比布拉. 浅谈数字测绘技术的应用与发展策略[J]. 科技创新与应用. 2012（25）

[2] 周建营；吴惠丰；；数字测绘技术在工程测量中的应用[A]；广东省测绘学会第九次会员代表大会暨学术交流会论文集[C]；2010年

[3] 谢太冬，邹弟金. 试论现代测绘技术在工程测量中的应用[J]. 科技致富向导. 2014（35）

[4] 郭增欢，覃智. 着重探讨数字化测绘技术在地形测量中的运用[J]. 中华民居（下旬刊）. 2013（06）

[5]江振，周雅雯. 数字化测绘技术在工程测量中的应用研究[J]. 赤峰学院学报（自然科学版）. 2012（15）

[6]李小珍；焦丽辉；；工程测量技术发展现状与应用浅析[A]；土木建筑学术文库（第9卷）[C]；2008年

[7]韩晓娟；；探究数字化技术在高速公路勘察设计中的应用[J]；中小企業管理与科技（上旬刊）；2012年12期

[8]杨启来；；GPS-RTK技术在高速公路测量中的应用[A]；2007'全国测绘科技信息交流会暨信息网成立30周年庆典论文集[C]；2007年