公路工程勘测中测绘技术的应用分析

2011-12-31周林清

中国新技术新产品 2011年23期

周林清

（重庆市地质矿产测试中心，重庆 400042）

前言

近年随着测绘技术的发展，GPS测绘技术已广泛应用于公路测绘的方方面面，但是其工作最大、测绘时间长、效率低，同时在网形布设、观测方法、误差控制等方面都存在一定的问题，再加上线路狭长，周围控制点少，给测绘工作带来不便。因此在进行基础GRS测绘控制测量上应用现代测绘技术显得尤为必要。

1 各类新型测绘技术

1.1 工程测量的数字化技术

数字化测绘技术在测绘工程领域得以广泛应用，使大比例尺测图技术向数字化、信息化发展。大比例尺地形图和工程图的测绘，历来就是城市与工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作，同时还有大量的室内数据处理和绘图工作，成图周期长，产品单一，难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。随着电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现，把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来，形成一个从野外数据采集到室内数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺地形图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图，也可提供软盘，为专业设计自动化，建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。

1.2 全球卫星定位技术(GPS)的应用

GPS是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS接收机的改进，广域差分技术、载波相位差分技术的发展，加之美国SA技术的解除，使得GPS技术在导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量领域有了更为广泛的应用。

RTK技术是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑。RTK测量是将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量：流动站的GPS接收机再利用OTF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。

1.3 地理信息(GIS)技术与数字摄影技术的应用

GIS是集计算机科学、空间信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。

数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。全数字摄影工作站的出现，加上GPS技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。

1.4 遥感(RS)技术及3S集成技术的应用

遥感(RS)技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势，得到快速的普及，多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取，为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

工程测量中的3S(GPS、GIS、RS)技术的结合，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之问的相互作用形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即GPS与RS为GIS提供区域信息及空间定位信息，而GIS进行相应的空间分析以便从GPS和RS提供的海量数据中提取有用的信息并进行综合集成，使之成为科学的决策依据。诸如三峡工程、南水北调工程、西气东输、青藏铁路等工程，其施工范围大、物流量大、施工周期长等，而3S技术为该类大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。

2 新型测绘技术在公路勘测中的应用分析

某省一条高速公路勘测采用1：2000数字地形图(DLG)测图和DEM、DOM的制作。主要工作流程：选像控点(用1：10000地形图)；一空三加密——建立模型——正射影像——外业像控——空三加密——建立模型——内业测图——外业调绘——内业编辑(数字化成图)——DEM制作。采取了在1：10000地形图上以航飞像片每六条基线量取两个明显地物点的坐标，作为像控点使用，进行空三加密(平面和高程误差放宽到5m)、模型定向、测量特征线、物方相关、得到像对的DEM成果、再创建像对DOM、最终以整公里数为单位镶嵌成带状正射影像图。由于这条线路北段属平原地形比较平坦，以南有部分丘陵地形，在制作过程中，他们根据不同地形采取了不同方法。为了保证影像的精度，每个像对测量特征线，特征线采集越多精度越高，但所需时间就越长，就不能保证按时提交成果，为此，从两种地形中各选取了几个像对，在测量特征线时，平坦地区用非相关区包围整个像对，直接用物方生成DEM来得到正射影像，丘陵地区只把居民区作为非相关区处理，经过像方相关和物方相关来得正射影像，通过拼接发现最大误差不到5m。这样整个测区200多公里的线路采取了两种方法按线路走向拼接成26幅正射影像图，在最短的时间内为用户提供了高质量的正射影像图。同时，严格按照《公路摄影测量规范》执行，无论是区域网布点还是单航线布点，每条航线的基数不超过4条。利用像控成果内业用自动空中三角测量软件GXP-AAT，在JX4C全数字摄影测量工作站上采取半自动作业方式进行空三加密。根据加密成果在JX4C上利用测图模块进行模型定向，测绘地形图。矢量测图模块是JX4C最有优势的模块，它可以使矢量图形叠加至影像立体上去，并可以放大缩小漫游，为DLG的立体套合查漏创造了有利条件，提高了作业效率，保证了产品质量。