测绘工程技术在土木工程中的应用关键分析

2023-01-12雷振韬

建筑与装饰 2022年15期

雷振韬

兰州高科投资（控股）集团有限公司甘肃兰州 730010

引言

对于土木工程而言，包括施工选址—施工图纸的绘制—施工过程管理—竣工验收—后期维护在内的每一个环节都要有测绘技术的介入。因此，某种意义上来说，测绘技术的应用水平可以说决定了整个土木工程的施工质量。现阶段，我国关于测绘技术的应用多倾向于3S，3S技术是未来一项主要测绘技术，它指的是地理信息技术（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）和遥感技术（RS）。此技术在土木工程中发挥了非常重要的作用。怎样更全面地发挥出测绘技术的作用，从而进一步提升土木工程质量，往往是当前该行业建设和发展过程中亟待面临的首要问题。

1 测绘工程技术的概述及其重要性

对于测绘工程而言，其技术的实践具备一定的多样性，其中同时包含了工程区域内的水文地质、气候、地形地貌等各种因素，另外还有各路空间长度信息和高度信息等。分析这样的应用现状，切忌将测绘工程技术定义为简单的设计段的测量工作，其中又包含了施工段以及竣工段在内的一系列测量工作，所以，测绘工程应用于土木工程渗透了施工设计的全过程。测绘工程技术实际土木工程建设设计发挥的主要作用获取工程区域周边的各种情况。但其技术在施工段的应用则是按照具体的设计要求及精度要求予以定线放样。并且后期在竣工使用后，测量工程技术的作用便成了变形测量和监测等，此环节能有效提升工程结构的稳定性、安全性。

测绘技术在土木工程中扮演着非常重要的作用，具体可以从以下几方面体现出来：首先，土木工程工程量比较大，工期也长，因此工作中涉及的因素非常多，所以施工过程往往会受到多种因素的干扰，基于这种情况下，在土木工程施工中介入测绘技术的应用往往可以保证科学施工，以确保工程结构的稳定性不会受到影响。其次，由于施工区域较大的缘故，迫于我国整体经济水平的不断提升，土木工程建设也开始以纵向延伸的方向发展，高度逐渐升高，对此就应该特别注重工程建设中施工误差的控制，不然很容易导致不必要的安全事故，严重时可能导致停工而增加施工成本，因此，为了保证工程能够在合同规定的期限内按时交付，应用测绘工程技术就非常有必要。基于此，在土木工程设计施工当中，测绘技术的应用极具现实性影响意义，除了能优化设计方案以外，又可以进一步地为保证施工顺利进行提供数据支撑，整体性提高工程的稳定性、安全性[1]。

2 传统测绘与信息化测绘对比差异性分析

传统测绘利用模拟方法测定和推算测绘物的几何位置，几何分布及有关信息，编制全球或局部地区的各种地图，为国民经济发展和国防建设以及地学研究服务。传统测绘具有下列特点。

以往传统测绘技术基本都采用的是模拟方法来测算建筑物的几何位置、分布情况及信息参数，如此完成全球范围内各个地区的地图绘制，以更好地服务于国民经济和国防建设、地学研究等工作。因此，传统测绘技术的不足可以具体总结如下：①地面操作；②手工操作；③劳动强度高；④维持时间长；⑤测量精度低；⑥测绘范围有限；⑦静态测量；⑧应用范围及服务对象较窄。

自21世纪以后，信息化测绘便充分利用互联网技术将数字化测绘体系发展延伸到了一个新的历史时期，且其产品主要以地理位置信息服务为核心，全面利用计算技术、现代化网络通信技术、空间信息技术及数字化测绘产品，凭借图文声像、视频文字、图表数据等形式供给相应的信息服务，继而给用户带来更真实的体验式服务。现代化测绘技术系统装备主要以数字化技术装备为主，并且它把GIS技术、GNSS技术、RS技术以及网络技术或通信技术和数字测绘产品有机结合起来，包含数据获取、处理、管理分析及供给产品服务在内的各个环节均陆续完成了自动化、实时化以及智能化建设，切实做到了海、陆、空一体化，成功地完成了关于什么时间、什么地方、什么目标、发生什么变化等一系列问题的回答任务，后将此类时空信息以特定的服务形式时刻供给与之相对应的个人。具体来说，总结信息化测绘技术的特点概括如下：①实时、动态化获取数据；②智能化、自动化处理数据；③网络化完成数据交换服务；④社会化完成信息应用；⑤服务化实现功能取向；⑥法制化角度完成信息共享[2]。

3 现代测绘新技术

基于现代化高科技技术手段的应用和带动作用影响，现代化测绘技术已经逐渐实现了朝数字化与智能化方向进展。

利用3S技术可以完成地球环境中各种立体化的测量工作，且能在很短的时间内收集到各种地球环境数据。此技术目前被广泛地应用于各种大型工程中，类似于三峡工程、西气东送、青藏铁路、南水北调等工程项目，此类工程均表现出施工范围广、面积大、工期长且土方量大等共同特点。毋庸置疑，3S技术的实践应用为很多大型施工项目提供了科学且可靠的数据采集及数据分析技术，全面提升了数据决策层相关参考信息的准确性。

此外，全站仪属于建筑工程中最常使用的一种测量工具，其集成电子维度仪与遥感测试技术。所以，全站仪同时具备电子遥控测量的功能，它可以做到高效率自动化运行，且可以在没有人值守的前提下运用自动采集与计算测量数据，全方位提升测量效率和测量精度。现阶段所使用的用作控制测量的GPS接收机经高科技手段革新之后，周身质量不足1kg，且所有的操作均以自动化为主。RTK GPS接收机则作为全面控制测量以及实时的数据采集器，可以时刻测出地面维度数据。不仅如此，它也能完成50km以内的选址放样工作。假如把全站仪与GPS技术二者结合起来，往往能创造出一台功能极其先进的“超站仪”，这台超站仪可以突破以往测量工作中大部分限制条件，独立完成测量、碎部测量及施工放样等多项复杂工程。随着我国科学技术水平的不断提升，目前我国各级测绘部门基本都配备了GPS技术，同时也经过实践证实了一个真理，即GPS技术的介入更进一步地提高了测量工作的质量和工作效率，提升了测量精度，因此，我们可以毫不犹豫地说，GPS技术的诞生和应用再度掀起了一场测量行业的新革命[3]。

4 现代测绘技术在土木工程中的应用

4.1 绘制大比例地形图

例如，道路工程实际施工过程中要涉及线路的选线问题，而一般来说，选线均是基于大比例尺带状地形图的基础上开展的，比如运用传统的测量方式测量选线中的地形图时，由于工作量比较大且需要花费的时间也比较长，此会波及实际施工进度及施工效率。然而，GPS动态测绘技术在土木工程中的应用方法，是直接性采集碎部点的数据，并且根据采集到的信息使用绘图软件直接绘制行成地形图。此过程关联的工作人员仅需要采集碎部点的坐标即可，同时还要录入与之相关的属性信息，应用此测绘方式相较而言效率比较高，且测绘难度也比较低，这样能充分保证地形图的绘制质量。对于许多大型的土木工程而言，类似于隧道、大桥、互通式立交等项目工程，基本都应用的是静态测量的方法，但普通的公路工程则需要应用动态测量方式，应用此测量方式能够使之与相关的工作人员及时获取到工程涉及的各种类型的信息，继而保证测绘精度不受影响，有效降低工程误差。

4.2 线路勘测

事实上，土木工程中覆盖的线路勘测工作内容很多，而在勘测线路阶段，要求与之相关的工作人员必须要根据相应的勘测规范严格施工，避免施工中占用农田或房屋，借此保证工程线路设计能够满足工程建设标准要求。例如，应用GPS RTK技术就能获取到良好的测量效果，或者也可以当车载GPS接收站成流动站，根据原来的道路中心依照特定间距完成数据的采集和获取，同时还必须要选取已经设置好的点当作参考站，假如采集数据时遇到重要的建筑物，则必须要明确进行定位，后再把经测量获取到的数据录入计算机系统中去，紧接着再运用相关软件来完成计算机的选线工作。如果对应的设计工作人员往地图上定线之后，必须要在道路中线于地面上标注出来，以最终获取到对应的点的坐标[4]。

4.3 道路的中线测设

设计工作人员完成地图上的定线之后，要划定线路于地面上的标准。如果这时应用GPS RTK技术进行测量，只需往GPS接收机中输入中线主点坐标即可，而又因为针对不同的点位均是独立完成测量工作的，因此实际测绘工作中也不会积累生成误差，此时便能有效提升测绘精度。确定完线路中线之后，要采用中线桩点坐标使用对应的绘图软件，实时获取到线路纵横断面的实况信息。测绘地形图的途中可以获取到所有的数据，因此无须再进行施工现场的测量，这样就能有效减少工作量，并且又保证测绘精度和效率不受影响。

4.4 施工测量

在土木工程建设当中，GPS技术应用的范围非常广，同时鉴于其自身具备的良好软硬件系统又可以通过此二者合理的配合来科学控制土木工程的施工质量。在施工过程中涉及的所有点、线、面等放样的灵活性和施工效率都比较高，此导致测绘精度也较高，甚至能够精确到厘米。伴随测绘技术不断延伸发展，未来的测绘新技术同样具备更广阔的发展及应用前景。

4.5 在复杂建筑工程中的信息化测绘应用

基于CAD平台定位一些复杂的建筑轴线、框架柱以及主要特征点的坐标方式，且在实测时明确测量基准点，采用较为先进的全站仪和红外测距仪完成放线测量。对比以往比较传统的放线、经纬仪测量来说，采用此方法实践过程更加便捷、迅速和高效，同时其测量精度也比较高（通常情况下全站仪都属于全电子化测量设备，并且能够直接输入点位坐标，或者也可以利用反射棱镜完成点位坐标的测量，对于大部分单个棱镜而言，其测量距离基本都可以达到1.5km，而产生的数字误差仅1mm，届时角度测量精度两级，且能够达到信息化测量的具体要求。）因此，这种测量方法多用于一些高层或者多层建筑中，包括片筏式或者箱型基础以及大型的设备基础等的施工中[5]。