测绘新技术在市政工程测量中的运用

金佳丽，关朝圆

（绍兴市炬鑫勘测规划设计有限公司，浙江 绍兴 312000）

1 引言

市政工程即为市政基础设施建设工程， 是政府部门有偿或无偿向社会公众提供的各类公共产品与服务设施，如道路、地铁、污水处理等。 另外，向市民提供休息娱乐活动空间的广场，提高城市建设水平的城市绿化工程等，也归属于市政工程范畴中。 我国各地正在开展大规模城市建设，未来会有更多市政工程投入使用，因此，有必要对其测量技术开展详细研究。

2 市政工程测量工作的意义

在市政工程竣工验收环节中， 需要通过测量工作收集市政工程各项专业工程的施工数据， 并将其和施工设计图纸的各项数据进行对比，以此保证施工的精确度。 并且市政工程的测量精度将直接影响市政工程竣工验收环节，同时，对于市政工程的资金投入有直接影响。 为此， 需要合理选择测绘新技术，科学提升市政工程的测量精度，避免出现因数据误差造成的误判断问题。

3 测绘新技术概述

在以往市政工程测量作业过程中，存在测量效率低、操作较为复杂的缺陷。 比如，在传统的测量技术中，仅能开展小范围测量作业，并且需要测量人员投入大量的时间成本，消耗较多精力，难以有效提高测量效率。 如果遇到恶劣天气，或者测量点位于地形复杂区域，会进一步影响测量数据的精度，并且对测量人员的专业能力和工作经验要求较高。 近年我国以计算机技术为主的各类新兴技术逐渐投入应用， 成为各个领域生产的重要工具，以此产生的各类测绘新技术，也成为市政工程测量作业的主导技术。 新技术的应用不仅可以有效提升测量效率，测量操作步骤也得到大幅度简化，测量人员可以将更多的时间、精力投入测量数据分析、解构中，有效提高市政工程施工方案设计水平， 便于后续开展更高质量的市政工程建设。

4 市政工程测量中的测绘新技术类型

许多测绘新技术都可以应用在市政工程测量中。 本文仅对RTK、CORS、 倾斜摄影技术这3 种测绘新技术进行简要分析。

4.1 RTK

实时动态载波相位差分技术（Real-Time Kinematic，RTK）技术，可以对测站点的三维定位数据做实时测量，测量精度可以达到厘米级别。 由基准站预先设置的全球定位系统（Global Positioning System，GPS）接收机接收卫星观测数据，并利用数据通信链实时发送。 设置在基准站周边的移动站GPS 接收机接收基准站发送的信号，对卫星观测数据做实时处理，进而获得移动站在预设坐标系中的三维坐标。 应用RTK 技术时，需要配置2 台GPS 接收机，以及相应的数据通信链，确保流动站可以获得基准站观测数据，实现数据的实时发送与接收[1]。 除此之外，还需要应用RTK 软件对流动站接收到的数据进行处理，如双差模糊度计算、坐标转换等。

4.2 CORS

GPS 技术逐渐成为市政工程测量作业的重要技术， 由此衍生的连续运行参考站 （Continuously Operating Reference Stations，CORS） 技术， 进一步提升了GPS 技术的应用水平。CORS 技术是集合了GPS 技术、 计算机网络技术等多种新兴技术的测绘技术，其主要结构有若干基准站，以及对各个基准站生成测绘数据做相应处理的监控分析中心， 利用数据传输系统将各个组成部分进行可靠连接， 可建立专门应用在市政工程测量作业中的专用网络。建设CORS 基站后，可以通过建设永久基站，以其作为控制点构建相应的测绘网络。 不仅可以提供厘米级别精度的动态实时GPS 定位服务，也可以提升当地基础地理信息建设水平[2]。

4.3 倾斜摄影技术

倾斜摄影技术是在空中摄影测量技术的基础上衍生出的一种新型测绘技术。 其将若干传感器设置在同一飞行平台上，可以对待测量物体进行垂直角度与4 个倾斜角度的影像采集，提供接近人眼观察习惯的影像信息，可以打破以往空中摄影测量技术仅能从垂直角度进行拍摄的技术限制。 相比于正射影像， 倾斜摄影技术获得的倾斜影像可以为用户提供待测量物体的多个观察视角， 以贴近真实情况的方式反映待测量物体当前的情况[3]。 如果配合相应的软件系统，可以在倾斜摄影影像数据的基础上直接开展高度、长度等信息的测量作业，更符合市政工程的测量需求。 同时，倾斜摄影技术获取的影像信息数据量较高， 可以直接使用更为成熟的数据处理技术做细化处理，稳定提升影像数据的利用效果。

5 测绘新技术在市政工程测量中的实践运用

在请教行业专家，参考大量相关文献后，本文针对RTK、CORS、倾斜摄影技术3 种测绘新技术在市政工程测量中的实践运用做详细分析， 希望可以引起更多市政工程测量单位的思考。

5.1 RTK的实践运用

在市政工程测量中，RTK 技术的实践运用可以细分为以下内容。

5.1.1 地形测量

通过使用RTK 技术，可以立体呈现市政工程地形测量数据，每个测量点位都可以通过三维坐标（x，y，z）进行记录，极大地提升了测量精度，也可以对测量数据做层次化分析，便于后续市政工程施工方案设计。 比如，在测量检查井时，需要先确认待测量的位置，再使用RTK 技术对待测量位置所在区域的地形做详细测量，标注位置并进行测量作业，利用三维坐标记录待测量位置，参考测量数据绘制该区域的地形图，从而获得准确的检查井测量数据。

5.1.2 绘制带状地形图

在多数市政工程设计过程中，需要使用1∶500 比例尺的带状地形图进行辅助设计。 在以往的测绘技术中，会通过先构建控制点，再进行碎部测量的方式绘制带状地形图[4]。但是，这种方法需要消耗较多的时间成本， 可能无法达到市政工程设计标准。 在应用RTK 技术后，能够有效改善传统测量方式的不足，通过对碎部点做动态定位监测，即可获取碎部点的坐标、高程等数据，再将数据输入计算机系统中，把特征编码、属性信息等内容做合理匹配， 即可生成与测量数据点相对应的带状地形图，可以有效减少测绘时间成本。

5.1.3 中线测量

进行项目中线测量时，以往测量技术需要实施线测量、中桩测量、中平测量等测量过程，测量步骤较多，极容易出现误差。 应用RTK 技术时，可以同步完成以上所有环节，并且获得较为精准的中线测量结果。 测量人员需要把GPS 接收机设置在预先确定的路线控制点上， 通过流动站测量路线控制点相关数据， 并辅助打桩作业。 测量人员在测量设计路线的基础上，配合相应的路线计算程序，即可实现中桩设计坐标的精准计算。 将测量点位标号输入测量设备中，即可获得当前杆位与设计桩位的间距。 通过RTK 技术，可以快速确认中桩高程、位置等各项数据，使各个测量点位得到独立且准确的测量，极大地缩减了传统测量技术的操作步骤， 避免了数据在多个环节传递过程中出现严重的累计误差。

5.2 CORS 的实践运用

CORS 技术的应用步骤可以简化为以下步骤。

第一步，设置坐标系。 对市政工程开展测量活动时，需要以控制点资料设置合适的坐标系统， 并设置如中央子午线经度投影参数平面校正、高程拟合等内容。

第二，设置工作模式。 移动站需要设置为CORS 模式，并向移动站中输入CORS 所需的服务信息，如服务器地址、端口选择等。

第三，转换坐标系。 考虑到普通市政工程的坐标系统可能和CORS 系统默认坐标系统不匹配， 需要利用控制点放样检核方式，获取转换参数，让市政工程坐标系统和CORS 坐标系统保持一致。 可以将转化坐标系内容进一步细分。

首先，选择控制点。 为提升后续数据分析效果，选择的控制点数量应该超过3 个，对于普通市政工程，可以将控制点数量控制在4～8 个。 在控制点设置方面，需要将其均匀分布在市政工程测量区域的外边缘位置， 确保控制点可以覆盖整个测量区域。 建议将控制点构成的形状调整为多边形，避免出现控制点线性分布的情况，确保参数计算精度[5]。

其次，参数计算。 将经过复测处理的控制点坐标数据录入计算机系统， 使用平滑采集方式采集各个控制点的经纬度坐标，开展相应的参数计算活动。 如果获得的残差结果符合数据精度标准，进入测量信息管理环节，否则需要重新采集控制点经纬度坐标数据。

最后，检验转换成果。 完成参数计算活动后，需要将其应用到市政工程建设中， 选择部分具有代表性的控制点开展相应的测量放样作业，从而检验坐标系的转换成果，确保放样偏差在允许范围内。 通常情况下， 平面偏差≤±8 mm， 高程偏差≤±15 mm，超过这两个标准的数据均为不合格，需要再次开展数据采集与坐标转换作业。

5.3 倾斜摄影技术的实践运用

在应用倾斜摄影技术开展市政工程测量活动时， 需要先对测量区域进行实地调研， 然后分别从垂直角度和4 个倾斜角度获取各个测量点的影像信息， 进而展示测量区域实际情况，方便市政工程设计人员开展更完善的规划工作。 再将影像信息输入计算机系统中， 生成与市政工程匹配的三维立体模型。 使用模型处理软件，如国产Smart3D 软件，对倾斜摄影技术获得的影像信息做细化处理。 除最基础的应用模式外，也可以对市政工程进行相应的辅助规划设计。 例如，空间分析，就是通过倾斜摄影技术获取的三维立体模型提供给规划人员空间规划参考信息。 三维立体模型包含市政工程施工区域的所有数据，可以根据规划需求在模型上获取所需数据，并在三维立体模型上直接开展规划设计， 观察在市政工程当前情况下的规划结果[6]；也可以进行实景模拟，突破以往二维地图平面数据的限制， 以三维立体模型的三维空间模式复刻市政工程施工场景的各类建筑物、道路等重要信息，结合通视原理，分析建筑物是否具有良好采光效果， 并对后续设计环节提供工作难点、重点，减少市政工程设计阶段的安全隐患，保障市政工程顺利建立。

6 结语

城市发展层次可以通过市政工程建设水平反映， 而测量作业又是市政工程建设的重要组成部分， 需要合理应用各类新技术，提升各类资源的利用效率。 希望更多市政工程测量单位可以对测绘新技术进行深入研究， 将更多资源投入测绘作业中，提升测绘精度，便于后续开展更高质量的市政工程建设工作，助力地区经济可持续发展。