好的开始是成功的一半 3S技术：勘察设计的“千里眼”

文 / 本刊记者 崔丽媛

好的开始是成功的一半 3S技术：勘察设计的“千里眼”

文 / 本刊记者 崔丽媛

公路勘察设计一直是道路建设工程的关键，是有效保证道路工程建设质量的前提条件。随着国家加大对基础设施建设的投入，公路项目也陆续启动，这无疑给公路的勘测设计和施工建设提出了更高要求。量大质优的需求促使着行业内的科技含量不断增加，从而进一步推动着道路勘察设计向智能化发展。

一直以来，大发展离不开大交通，“要致富先修路”似乎已成为一条至理名言。近年来，随着国民经济的快速增长，我国基础设施建设不断加大投入，公路建设得到突飞猛进的发展，尤其是大批现代高等级公路建设项目陆续上马。这一方面是为了调动内需，促进经济发展；另一方面则是为了提高公路设施建设水平。

从道路工程质量角度来说，提高了公路勘察设计质量，才能保证道路工程施工的建设质量，从而为企业创造更多的经济效益，建立品牌工程项目，促进我国高速公路建设的快速发展。而这些现代的高等级公路勘测相对于以往的传统公路勘测，更具有现代公路的高要求特点，如公路勘测的精度要求高、时间要求紧、公路设计要求CAD化、内外业数据要求一体化等，而想达到具有这些要求均须有高精度的基础控制网作保障，还必须提供地面数字化测绘产品的支持，建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链，而这些也正是影响现代公路设计技术发展的“瓶颈”所在。要想突破此“瓶颈”，需要我们加大公路勘测设计和施工建设方面的科技含量，提高公路作业的现代化水平。

作为计算机应用起步早、发展快、效益高的行业之一, 勘测设计行业的信息化、智能化水平则备受关注。

3S技术助力道路勘察设计

公路勘察设计离不开地理信息、空间信息、社会信息。公路勘察设计是在全面掌握了地形、地貌、地质构造、城镇发展规划、现有路网、社会经济状况，以及预测未来社会经济发展、交通量发展趋势等综合因素上确定公路建设的可行性、公路等级和公路在路网中的功能。而作为地球空间信息科学的技术体系中最基础和基本的部分，3S技术及其集成的运用将利于工作人员在公路勘察设计中迅速得到所需信息并合理加以管理，智能化地给出决策建议，从而加快设计速度，提高设计质量、经济效益和社会效益。

所谓3S是指全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS) 和遥感(RS) 的统称，是目前对地球观测中空间信息获取、存储管理、更新、分析和应用支撑技术。它集中了空间探测、电子技术、计算机、数据库、互联网、通讯、人工智能和地球科学等众多最新成就，为人类探测地球和分析环境提供了先进有效的手段。

首先，来看看GPS技术，它被应用于公路勘测可谓是公路建设领域的一项重大技术革命。就高等级公路勘测而言，一般均需要进行控制测量、地形测绘、初测定测、施工放样，然后才能施工。自80 年代以来，控制测量大多采用导线测量方法，地形测绘与施工放样大多采用极坐标方法。而受联测和通视双重困难的影响，勘测一直处于外业工作繁重、精度难以保证的状态。GPS 定位技术的应用，可以使公路勘测摆脱繁重的外业工作，加快作业进度，提高测量精度，是公路勘测的现代化手段之一。

将GPS、GIS、RS 技术运用于道路勘查设计中

将3S技术运用于公路勘察设计中，将有利于工作人员更快获得所需信息并合理加以管理，智能化地给出决策建议，从而加快设计速度，提高设计质量、经济效益和社会效益。

据了解，GPS 技术在公路勘测的应用前几年主要体现在采用静态或快速静态作业模式建立沿线GPS 公路控制网。而近几年则主要体现在采用实时动态（RTK）作业模式用于加密控制点、数字化测图数据采集、施工放样、纵横断面测量以及营运管理等方面。在公路勘察设计的前期，用GPS 静态或快速静态方法建立沿线总体控制网，可以为勘察阶段测绘带状地形图、路线平面、纵面测量提供依据；在勘察阶段，采用动态定位模式( RTK) 可完成大比例尺工点地形图测绘、中桩测量、纵断面地面线测量、横断面测量等工作；在施工阶段，GPS为桥梁、隧道建立施工控制网；而在后期营运阶段，还可以用GPS精密定位、全天候观测的特点对重点桥涵、隧道、软土路基及对公路运行有影响的滑坡体进行变形观测。其实，在实际项目中，GPS技术的应用案例不胜枚数，例如甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司自2000年起便在国道主干线丹东至拉萨的重要路段刘寨柯至白银高速公路、兰州至海石湾段高速公路的勘测中全面采用了GPS 定位技术。

其次，作为道路勘察设计领域的另一大智能技术，GIS是以空间数据库为基础，提供对地球表面空间和地理分布有关的数据进行存贮、管理、分析、描述、显示、输出等功能，是具有地理图形和空间定位功能的空间型数据管理系统。在公路项目前期决策中( 可行性研究阶段)，应用GIS建立的不同尺度的空间数据库和决策支持系统，可以向项目规划人员提供多种形式的空间查询、空间分析和辅助规划决策，通过对公路走廊带内的人文经济、自然资源、水土保持、环境敏感点等多种信息进行管理和分析，从而掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空间联系和空间过程的演变规律，为公路设计的决策提供依据。

最后，RS 技术，即通过不同遥感传感器来获取所摄目标的影像，然后进行处理、分析, 最后获得各种几何和属性信息的科学技术，也较大地推动了勘察设计实现智能现代遥感技术的发展，其主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特征，其获得的信息也越来越丰富，能真实地反映地形、地貌、地表岩性、地质构造和不良地质等内容。如制作公路路线方案遥感影像图、利用遥感地质资料指导路线方案比选、公路工程地质调绘等。

总之，通过3S 集成技术可以对地上、地下、三维空间环境加以分析、模拟，综合考虑沿线的地质、地形、气候、水文分布、生态环境敏感点、工程造价、运营成本等因素，实现公路设计方案的最优化，并可以大幅度降低工程建设费用和勘察设计费用，缩短勘察设计周期，为公路勘察设计提供了先进的技术平台和手段。