现代测绘技术在工程测量中的应用研究

2020-03-27徐楚

工程建设与设计 2020年4期

关键词：高差读数控制点

徐楚

（湖北煤炭地质物探测量队，武汉430200）

1 引言

近年来，随着计算机技术和网络技术的发展，现代测绘技术出现了很大的进步，尤其是各种新算法、人工智能技术在测绘技术中的广泛应用，逐渐提高了测绘数据的准确性、实时性和快速性。

2 测绘技术的发展历史

最早的测绘技术起源于观测天文现象，根据天文现象的变化来表征地球地面上的空间位置信息，用这种方法记录的位置信息简单、粗糙，并没有实际的应用价值。随着互联网、物联网、人工智能、卫星通讯等技术和理论的发展及其在测绘技术中的广泛应用，各种新型测绘理念带动了各种新型测绘技术的出现，测绘结果对建设工程项目的支持力度越来越大，进一步地保证了工程建设的质量，降低了工程建设的成本。

3 现代测绘技术概况

现代测绘技术主要建立在遥感技术、卫星定位技术和地理信息系统的基础之上，对工程项目的建设和实施提供基础性的数据支撑和规划保障作用。

工程测量最主要的目的是通过测绘技术把设计图纸上标注的建筑物的各项尺寸、结构数据和位置坐标放置到实际地形中，确保工程师和建筑工人能够准确地按图施工。建筑物落成后，可以应用测量技术比对实际建设效果与设计图纸的差异，发现不合适的问题，并进行修补。在公路、铁路、隧道或架设桥梁等项目中，需要利用测绘技术进行施工深度、广度的测量和计算，按照测绘数据进行精确的施工，确保各道工序有序衔接、确保基础性工程发挥应有的作用，最终依靠测绘技术实现准确规划和精确施工。

4 现代测绘技术涉及的技术手段

4.1 遥感技术

遥感技术是利用发射装置对物体发射电磁波，然后接收物体反射回来的电磁波，利用多普勒效应计算物体的位置信息，完成距离的探测[1]。通常遥感技术要结合卫星定位技术进行综合应用。

4.2 全球卫星定位技术

全球卫星定位技术即GPS 技术，是利用导航卫星进行时间和距离的测量，从而实现定位和地形图的绘制目的[2]。全球卫星定位技术具有全天候工作、高精度定位、多角度测绘的特点，目前很多工程测量工具都需要利用这种技术实现定位和校时。

4.3 地理信息系统

地理信息系统主要是利用各种数据库存储各种地理位置和地形图信息，需要时可以方便、快速地调取。在进行设计图设计和工程测量时，地理信息系统的作用非常重要。

5 现代测绘技术在工程测量中的应用

5.1 在高程控制网测量中的应用

进行高程控制网测量时，需要利用水准仪观测各高程控制点之间的高度差，利用电测波测距仪测量边长，利用经纬仪测量角度，然后根据这些测量数据进行位置和方位的计算。具体过程如下：

1）建立高程控制网。选定高程控制点，利用微倾水准仪和自动安平水准仪观测水准路线，记录各高程控制点的位置和水准路线的准直度和长度。

2）测站计算。计算视距时，可以利用以下公式：

式中，x后和y前分别为后视距和前视距；x上和x下分别为后尺上丝读数和后尺下丝读数；y上和y下分别为前尺上丝读数和前尺下丝读数。

3）高差计算。高差的测量需要在改变仪器高前进行一次、在改变仪器高后进行一次，最后取2 次计算的平均值作为最终结果，公式为：

式中，h 为最终计算出来的高差；h前为改变仪器高前计算出的高差；h后为改变仪器高后计算出来的高差。改变仪器高前计算高差和改变仪器高后计算高差可以依据式（3）计算：

式中，x后中和x前中分别为改变仪器高前后尺中丝读数和前尺中丝读数；y后中和y前中分别为改变仪器高后后尺中丝读数和前尺中丝读数。将式（3）代入式（2）中，可以计算出高差。

5.2 在平面控制网测量中的应用

平面控制网测量的主要步骤如下：（1）搭建平面控制网。在待测量区域内选择一系列平面控制点，使各个控制点组合成三角形或矩形，在各平面控制点上建立地面标志和测量觇标，从而形成平面控制网。（2）测量数据。利用经纬仪测量各个控制点之间的相对角度，利用电磁波测距仪测量相关控制点之间的边长，记录数据。（3）进行计算。根据以上测量出的数据，利用三角测量法、交汇点测量法或导线测量法的相关计算公式开展计算，得到需要的数据。

6 现代测绘技术在工程测量中的优化

6.1 提高测绘结果的实时性

现代测绘技术及所依赖实施的测绘仪器，基本都是单机作业，能够实现测量和数据存储的功能，但是对数据的在线分析能力有待提高，对数据做不到实时处理。因此，需要加强测绘仪器与计算机之间的实时通信的研究，实现测绘数据安全、快速地通过网络上传到计算机中，利用计算机中预装载的数据处理软件快速分析出结果，实现对工程测量的指导。这一方面需要研究测绘仪器与计算机之间的实时通信。另一方面，需要研究并开发计算机中的相关测绘数据处理和计算软件，并尽可能地提高算法的稳定性和计算速度。

6.2 开发测绘数据的地下和水下获取方法

要实现对地下和水下地理位置信息的准确测绘，一方面，需要研制适用于地下和水下工作环境的测绘仪器，提前预制地理坐标信息，通过多台仪器的相互标定来获取测绘数据并实现地形绘图；另一方面，需要研究新的测绘和计算方法，在没有遥测技术、卫星定位技术等相关辅助手段的支持下，如何通过新的理论和方法来获取想要的地理信息数据。