浅谈数字化测绘技术在工程测量中的应用

薛燕莎

河北省煤田地质局物测地质队 河北 邢台 054000

科技进步促进了各行各业的改革创新。近年来，我国全面进入信息和数字时代，各种先进技术手段在工程勘察中得到广泛应用。数字测图技术在工程勘察中的应用不仅方便快捷，而且可以保证测绘成果的可靠性和准确性。

传统的测量主要是手工进行的，测量主要依靠人工记录。总结所有测量数据后，即可得出最终结果。整个过程需要大量的人力、物力和资金支持。由于人为和不确定因素的影响，测量数据会出现偏差。可以看出，在工程监测中引入和应用数字测绘技术，不仅可以避免传统测量中容易出现的诸多问题，而且可以保证测量成果的精度。

1数字化测绘技术的定义与优势

科技进步促进了各行各业的改革创新。近年来，我国全面进入信息和数字时代，各种先进技术手段在工程勘察中得到广泛应用。数字测图技术在工程勘察中的应用不仅方便快捷，而且可以保证野外测量成果的可靠性和准确性。

1.1 数字测量技术的定义

数字测量技术是21世纪发展起来的高新技术。在不断发展的过程中，可以使工程测量朝着更加信息化、自动化的方向发展。借助智能处理模式，可以简化作业流程，提高测量效率，完成自动分析，也可以实时有针对性的数字化部分数据。在数据自动采集的前提下，完成数据计算、数据传输、数据存储等多个环节，实现数据、图像的融合，实现测量成果的可视化。从目前测绘手段的发展来看，可以分析出新的测绘技术主要有以下几种常见类型。首先是高速摄像技术，目前，它具有成本低、精度高、效率高等优点。第二，遥感技术，主要结合卫星影像等，快速建立模型，进行数字化。该方法适应性强，适用于各类复杂地区。第三，GPS技术，它具有非常高的精度和可靠性。第四，GIS技术主要利用地理空间要素，根据所涉及的模型进行测绘，具有很强的适应性，如测绘水利和土地工程。

1.2 数字测绘技术的优势

（1）提高数据精度。数字化测绘技术在制图和野外成图方面具有较高的测量精度和显著优势。数字化测绘技术在工程勘测过程中的应用，可以通过绘图技术和数字测绘技术全程采集勘测数据，并能自动采集三维坐标，尤其在地形复杂的区域，保证工作人员安全的前提下也能准确获取想要的数据。数字测绘技术还可以自动存储数据，节省记录数据的一般时间，提高工作效率。

（2）自动化。数字测绘技术以及工程测量的主要优势是因为数字测绘技术是一项基于计算机的新技术。实际上，将计算机技术集成到数字测绘应用中非常重要，并借助这一环节加强制图自动化技术和测绘技术的融合。随着计算机技术、制图技术和数字测量技术的不断发展正变得越来越全面。这可以完全满足对图形信号节点和计算自动化的需求，并且可以使地形图处理更轻松，更准确。此外，在工程研究过程中引入数字测绘技术可以提高自动化水平，减少对人力的过度消耗。

（3）获取信息内容丰富。数字测绘技术在工程测绘中的应用可以丰富信息获取的广度;利用数字测绘技术可以进一步提高野外获取的数据的准确性;在一些特定领域可以更好的发挥他的优势，根据具体的工作任务和周边地形环境的特点有针对性的开展工作，可以根据实际需要测量地形和地物。总之，数字测绘技术的出现可以更快捷更高效的获取目标地物的关键信息，通过电脑终端生成地形图等可视化成果，为正在进行的制图环节和技术研究提供坚实的基础。

（4）方便存储。数字测绘技术可以简化数据存储的形式，图片技术和数字成像技术的出现更方便、长久的收集和存储到电子产品中，从而提高工作效率降低返工率，进而降低生产成本。运用新的测绘技术和手段在特殊环境下或者极端观测条件下可以完成人工完成不了的工作任务，获取周围环境数据，在观测的同时即刻完成存储，保证数据的长久性和可读性，有效存储数据，并及时转换处理某些数据成果，并将结果直接输出。这将使工作效率有质的改变，便于野外随时掌握观测成果，安排下步工作任务和方向。

2 目前工程测绘的现状

2.1 等高线处理不当

因为传统制图过程中的目标对象的高程通常基于在现场收集的地貌点的高程，我们需要努力实现不同的景观有特征的高程点来获取和计算处理从而绘制地图。但是我们在实际过程中获得的信息存在错误。这需要通过人工干预来解决。但该技术将基于专业测量人员的专业技能和经验判断。这影响到了测绘成果的精度和成果的真实还原度。

2.2 现场数据收集不准确和不完整

首先，环境复杂的区域地形点收集不足，例如悬崖上的一些点和悬崖下方的点，这些区域人工很难到达，同时观测此类地形点也有一定的危险性。这会影响地形图绘制，如果点位采集不到位，也会影响最终成果从而难以准确反映定位。其次，例如在涉及地下管线测绘方面，对地下隧道，电力线，电信网络或电缆以及各种管道的起源和终点探测不到位，这样会影响到后期施工放线。第三，前期设计不完善，在前期实地踏勘和野外测绘中，由于地形和人员素质的影响，导致设计数据和实地相差出入很大。或者由于前期数据采集时间太久，由于人来生产活动，实地地貌已经改变，这样就需要及时知晓，不再使用之前的老旧数据。野外踏勘是一项非常必要的工作，必须确保地形图上位置的精确度。

2.3 自检无效

与传统的地图制图相比，新型的测绘技术在获取地表数据和地物特征点方面有更大的优势，同时也发现传统技术的更多缺陷。除了上述问题之外，也需要加强绘图员的专业素质，加强其对野外现场的了解程度，同时有专业的检核人员负责仔细检查可能出现的错误，以及可能出现的其他遗漏，这些都与测绘成果生产过程的质量控制有关。

3 数字化测绘技术在工程测量中的具体应用

3.1 地图矢量化技术在数字制图中的应用

在传统工程图的数据处理过程中，容易受到多种因素的影响，例如矢量化原始图纸时，导致图上地物和线条的失真和扭曲变形。但是，通过现代化数字测绘技术的应用可以有效地解决这些问题。如果工程测量的制图员获得了原始数据，可以利用数字测绘和数据处理软件进行分层存储，从而有效地减少了矢量化过程中产生的问题。同时，在用数字绘图方法处理原始地图的过程中，可以根据原始图中不同地物自身属性快速找到具有相同属性的图形信息，然后将数据与数据进行比较和综合应用。在此基础上，可以进一步改变颜色、形状等。此外，在利用原始数据重新线化地图时，工程测量人员可进一步改善数据建立新的资料库，以提供更丰富及准确的图形数据，为工程施工提供技术支撑。

3.2 数字地理和航空摄影技术在数字制图中的应用

在工程测量过程中，数字地球技术和航拍技术作为两种重要的数字测绘技术得到了广泛的应用。数字地理学对工程测量数据进行综合处理，从而建立统一的坐标系。在此基础上，结合数字地球技术，将更令人满意的地图数据与获得的大量信息有效地结合起来。例如，Google Earth是目前测量人员在工程测量中使用的技术之一。结合这项技术，在测量过程中，工程测量人员可以对地理环境和地质地貌进行有效的预判和测量。此外，航空摄影技术是工程测量中应用较为广泛的方法。利用这项技术，可以有效地提取和建立工程测量地面模型的参数以及航空摄影数据，从而可以绘制区域测量的完整地图。同时，在进行工程测量时，这项技术并不局限于天气、地形等因素[1]。

3.3 数字化测绘技术在建筑工程中的应用

随着我国建设的快速发展，数字测绘技术得到了充分的应用。其中主要包括建筑地盘的资料搜集、建筑地盘的地形测量、建筑地盘的测绘及建筑地盘的定位。采用数字绘图技术在施工现场采集数据，首先可以采集施工主体数据，便于后续工程数据的利用。第二，这项技术可以收集建筑物的墙壁数据，特别是每一个建筑物的墙壁数据，并利用这项技术进行测绘和分析，包括有关墙壁承载力的具体参数的信息，等等。第三，利用这项技术还可以测量建筑起重机的数据，从而确定悬吊板的高度，便于后续施工。在建筑工程地面测绘方面，采用数字化测量方法，可大大提高地面测绘的准确性，误差大约在3cm以内。同时，利用这种测绘技术，可以提供更多样化的测绘手段，开发出大规模的测绘产品。在建筑工程的定位方面，利用GPS数字卫星定位技术，可以准确地定位建筑物，从而获得整个建筑物的可靠位置数据。

3.4 数字化测绘技术在地质工程勘测中的应用

在地质工程的勘测中，工程技术人员或研究者往往对地质状况的测绘结果有较高的要求，这样才能有效保证后续工作的开展。因此，利用数字化测绘技术能有效的满足这类工程的勘测。通过数字化测绘技术的应用，可以对复杂地质结构进行有效的数据获取和图形绘制。例如，在这一技术的帮助下，可以进行地质顶线、带状地形图以及大比例尺地形图的有效测量。同时，由于地质工程勘察往往处于一些较为恶劣的野外工作环境中[2]，所以只有携带较为方便，且操作流程较为简单的测量设备才能满足他们的需要，而数字化测绘设备恰恰能满足这些要求。另外，在野外地质勘测过程中，利用数字化测绘技术的GIS系统，可有效对所测定的数据信息进行整合和快速保存，从而帮助勘测人员顺利完成工作。在地质测绘方面，利用数字测量仪器和测绘软件，可以有效地建立完整的土地测绘系统，从而减少在土地测绘过程中获得的数据误差。

3.5 数字化测绘技术在矿山工程勘察中的应用

在采矿测量中，应用数字化测绘技术可以极大地提高采矿工作的精度和效率。它主要包括以下应用领域：用于数字制图技术采集的数据绘制地形图。配合应用的电脑技术，可提供在山泥倾泻工程中所得的地形图，协助采矿业建筑工人准确地确定位置和目标。利用这项技术对矿井采集的数据进行意义分析，在矿山测量中，该技术的应用不仅提高了测量精度，而且使所得数据能够快速存储处理，从而预测分析了矿山建设项目的风险因素，最终保证了施工安全。利用这项技术为矿山工程人员提供业务援助，利用该技术对矿山所有施工工作进行有效的数据采集和分析后，使得管理层对矿山施工进展有了较为全面的了解。一旦发生矿山安全事故，相关救援人员可利用收集到的数据，准确定位，及时救援，最大限度减少人员和财产损失[3]。

4 建筑工程测量中测绘技术应用面临的挑战与问题

4.1 测绘技术应用于工程勘测的挑战

首先，中国城镇化进程也在加速。城市建设正在扩大。因此，工程测量变得尤为重要。引入更精确的测量技术以满足大多数人日益多样化的需求非常重要。要真正解决我们在测量过程中面临的各种问题，如测量周期很长、计算规模大，数据处理复杂等，通过不断拓展技术范围，改进工程测量技术，真正实现利用数字化测量技术，自动采集数据，真正满足了现代工程的需求。其次，虽然我国工程勘测技术目前处于发展的先进阶段，但整体测量技术仍相对落后。许多专业人士的整体专业素质需要提高和丰富。尤其许多中国工程建筑工人人数众多，一些工人无法适应新的测绘技术，他们仍然使用传统的测量技术。主要原因是建筑公司和负责人没有及时进行员工培训，没有组织内部员工重视新技术，此类宣传工作不到位，因此一定程度上影响了工程进展的效率和工程质量。第三，虽然一些施工的项目经理在进行项目建设时使用新的测绘仪器和测绘手段，也确实加快了施工进度并确保建筑质量，但与传统测量方法相比，新的测量技术需要投入额外的施工成本。这种新型工具还要求使用者具有更高的专业水平，因此，一些建设项目经理考虑到成本和技术人员不足等问题，对引进新仪器，培训员工等工作表现不积极，他们更倾向于追求短期利益。

4.2 工程测绘技术发展中需要解决的问题

在测绘工程测量中，通过结合新的测绘技术流程和方法能更好的解决很多生产问题，目前测绘领域面临的主要问题有以下几点：第一，生产成本制约企业引进新设备，目前很多管理人员因为经费问题宁愿放弃更好更快捷的测绘技术，退而求其次选择成本低的生产方式。其实越是高新技术，越在市场上有竞争优势。而新设备和新技术都需要投入大量经费，相信随着科技的发展，仪器的生产成本也会有所降低。第二，未来数字测绘方向以3S技术为代表，通过3S技术对空间信息的获取、存储和分析使得数据获取实时化、自动化，这是信息化测绘技术的发展方向，然而实际生产中我们的测量人员很多技术水平有限，专业知识匮乏，在新技术的运用和推广过程中就会出现断层，一些管理人员的识字能力非常低，这影响了测绘技术的实施和管理[4]，不能很好的领会和运用，不能把新技术和实际工作结合起来，影响了新技术的推广和应用。第三，数据管理问题，随着测绘技术的发展，数据采集内容越来越详细，数据量也是很巨大，因此存储和处理这些数据也需要有硬件设备的支持，以往的电脑设备和硬盘在庞大的数据面前也显得吃力。所以怎样解决数据的管理和存储问题也是行业面临的一个新任务。

5 结束语

在工程测量中使用数字测绘技术，可以使数据更精确，使工程测量效率更高。与传统的测量技术相比，新的数字化测绘技术也被公认为有价值的。而且未来发展空间是巨大的。它的投入和推广将有助于工程测量的发展。同时，我们从业者要紧跟时代成长步伐，不断创新测绘技术，革新测绘方法，提高测绘水平，使测绘数据更加准确。