數(shù)字化地形圖對(duì)公路勘察設(shè)計(jì)的作用范文

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摘要:對(duì)數(shù)字化地形圖在公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況進(jìn)行闡述，從公路勘察的現(xiàn)狀、數(shù)字化地形圖的特點(diǎn)、數(shù)字化地形圖實(shí)施情況等方面進(jìn)行分析，并介紹了公路勘察設(shè)計(jì)中部分新技術(shù)的應(yīng)用。通過這些技術(shù)的應(yīng)用，全面提高公路測量的效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:數(shù)字化地形圖，公路設(shè)計(jì)，測量方法

引言

近幾年，在公路的設(shè)計(jì)過程中，已經(jīng)普遍運(yùn)用了計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代設(shè)備參與設(shè)計(jì)，但是公路工程的勘察測量依然有許多過程還依賴人工進(jìn)行手工處理，比如手工記錄、人工儲(chǔ)存等，這樣一來就會(huì)增加工作強(qiáng)度和出錯(cuò)率等弊端。但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和數(shù)字化地形圖時(shí)代的到來，有效的解決了這些問題。

1公路勘察設(shè)計(jì)與數(shù)字化地形圖的相關(guān)闡述

1．1公路測設(shè)現(xiàn)狀1)地形復(fù)雜交通不便:我國地域比較寬廣，地形也是豐富多樣，所以在測量的時(shí)候會(huì)常常遇到一些隧道、橋梁這樣地形比較復(fù)雜交通不便的地區(qū)。例如:在丘陵地區(qū)，它一般是由各種巖類組成的坡面組合體，起伏較大，坡度較陡，地面崎嶇不平，由連綿不斷的山體組成的地形，經(jīng)常是各種植物生長茂盛、懸崖峭壁和視線受阻的情況，如果使用傳統(tǒng)測量方法去測量會(huì)受到很大的阻礙，令測量人員吃盡苦頭。而如果測量路線在平原地區(qū)的話，它經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，所以建筑物比較多，各類通訊管線設(shè)備也比較密集，在測量的時(shí)候需要綜合考慮到這些因素，如果也采用傳統(tǒng)測量方法的話，測量過程也是十分費(fèi)勁的。2)數(shù)據(jù)處理出錯(cuò)率高:現(xiàn)階段，公路的測設(shè)還在采用傳統(tǒng)測量方法，而傳統(tǒng)的測量方法在對(duì)數(shù)據(jù)處理的時(shí)候幾乎是通過人工來完成，這樣就容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)處理失誤、保存不便等情況，也不利于數(shù)據(jù)后期的校核。

1．2數(shù)字化地形圖的特點(diǎn)采用傳統(tǒng)的測量方法容易產(chǎn)生勞動(dòng)強(qiáng)度大、周期長、出錯(cuò)率高、不易保存等弊端，而采用數(shù)字化地圖可以有效的解決這些問題。1)數(shù)字化測圖的外業(yè)數(shù)據(jù)采集較方便:在一些山體比較高、建筑物密集等采集人員難以到達(dá)的地方，可采用無棱鏡測距法，這種測量方法既保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性又可以降低了采集人員的工作強(qiáng)度，大大的提高了工作效率。2)成圖速度快:將所測得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，數(shù)字化測圖的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)，可以同時(shí)對(duì)幾幅圖進(jìn)行對(duì)接，比如在一些等高線的生成上面，這樣就可以有效的提高成圖的速度。3)測量精度高:我們在測量的時(shí)候一般常用到的儀器為全站儀。全站儀帶有自動(dòng)數(shù)據(jù)處理功能，它能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出放樣點(diǎn)到測站點(diǎn)的距離，還可以根據(jù)坐標(biāo)值計(jì)算出放樣點(diǎn)的方位角，然后將這些空間數(shù)據(jù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確處理。4)測圖自動(dòng)化:由于數(shù)字化測圖采用的儀器為全站儀，只要將棱鏡對(duì)準(zhǔn)全站儀的鏡頭，全站儀就能夠自動(dòng)讀出所測得的數(shù)據(jù)，并且在它的屏幕上顯示出這些數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果。因?yàn)槭亲詣?dòng)讀取和自動(dòng)計(jì)算，無需人工去參與讀取和計(jì)算，這樣就可避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)凌亂和計(jì)算失誤的情況。全站儀的測設(shè)精度能達(dá)到《水利水電工程測量規(guī)范》規(guī)定的點(diǎn)位誤差小于圖上0．2mm的精度指標(biāo)，出錯(cuò)(讀錯(cuò)、記錯(cuò)、展錯(cuò))的概率小。5)檔案永久保存:采用專業(yè)數(shù)字化地形圖測繪，可以將這些處理好的數(shù)據(jù)以電子檔的形式保存到云端，達(dá)到永久保存的效果，這樣一來勘察結(jié)果可以通過云端在圖上展現(xiàn)出來，數(shù)據(jù)可以導(dǎo)入利用，避免了人工錄入時(shí)產(chǎn)生的誤差，后期還可以對(duì)此進(jìn)行不斷補(bǔ)充。將這種專業(yè)勘測的電子地形圖運(yùn)用到公路的設(shè)計(jì)中可以大大提高勘測的效率，使勘測的周期大大縮短，所測的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)且可永久保存。6)數(shù)據(jù)共享:測量的成果可以使國家控制網(wǎng)的轉(zhuǎn)化與其他行業(yè)共享，最大化的利用這些測量數(shù)據(jù)。這樣在后期的其他項(xiàng)目中如果需要這些數(shù)據(jù)的話就不用再一次去測量了，大大節(jié)約了人力物力。

1．3數(shù)字化地形圖的實(shí)施情況1)調(diào)查和分析:數(shù)字地形圖是以測量其他行業(yè)高新技術(shù)為主體的野外勘察;然后以數(shù)字地面模型為基礎(chǔ)，再通過計(jì)算機(jī)的輔助對(duì)這些公路設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這種方式是現(xiàn)代化公路勘察測量設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。所以我們主要調(diào)查和研究分析在公路路線設(shè)計(jì)和橋梁設(shè)計(jì)中所運(yùn)用到的測量理論和設(shè)計(jì)軟件。所運(yùn)用的測量理論主要有GPS和全站儀等先進(jìn)測量理論，通過這些測量理論與專業(yè)公路路線處理軟件、橋涵設(shè)計(jì)軟件等結(jié)合，實(shí)現(xiàn)專業(yè)數(shù)字地形圖與現(xiàn)有公路設(shè)計(jì)軟件的有機(jī)對(duì)接。2)建立數(shù)字地面模型:數(shù)字地面模型是一個(gè)表示地面特征空間分布的數(shù)據(jù)庫，是輔助道路勘測設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，一般用一系列地面點(diǎn)坐標(biāo)(x，y，z)及地表屬性(目標(biāo)類別、特征等)絎成數(shù)據(jù)陣列，以此組成數(shù)字地面模型利用數(shù)字化的方式描繪地形在空間上的分布屬性和特征，也就是將平面位置中地面點(diǎn)的高程及微地形屬性特征數(shù)字化展現(xiàn)其地形圖。它可以將我們所要測量地形的起伏變化以數(shù)字的方式表達(dá)出來，這樣的話在我們后期進(jìn)行地面模型建立非常的方便。通過建立這個(gè)數(shù)字地面模型能夠簡單明了的表現(xiàn)出不同層次的地理信息，構(gòu)建數(shù)據(jù)空間框架。在道路設(shè)計(jì)過程中我們常用到的數(shù)字模型主要有:三角網(wǎng)式數(shù)模、方格網(wǎng)式數(shù)模、扇形網(wǎng)式數(shù)模、魚骨網(wǎng)式數(shù)模等。再根據(jù)道路設(shè)計(jì)的實(shí)際情況做選擇［1］。3)數(shù)字化地形圖的調(diào)試:目前，數(shù)字化地形圖已經(jīng)在公路設(shè)計(jì)中推廣應(yīng)用，并在數(shù)條國省道測量中得到應(yīng)用，例如:在206國道、濰膠路等數(shù)條國省道測量就采用了這種測量方式，測量的效果非常好，并且這種測量方法比傳統(tǒng)的測量方法更加節(jié)省人力和物力。采用這種電子地形圖可以縮短測量周期達(dá)60%以上，這樣一來不僅節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，還能減少出錯(cuò)率，提高設(shè)計(jì)的效率。經(jīng)過長期的實(shí)驗(yàn)與改進(jìn)，現(xiàn)在我們的數(shù)字地形圖的精度已經(jīng)可以滿足高等級(jí)公路工程的設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)運(yùn)算速度快，即使所測的數(shù)據(jù)非常龐大，它也可以很快速的計(jì)算出結(jié)果，不再像傳統(tǒng)的運(yùn)算方式那樣，需要人工去一點(diǎn)一點(diǎn)計(jì)算數(shù)據(jù)了。

2公路勘察設(shè)計(jì)中部分新技術(shù)的應(yīng)用情況

2．1Google地球運(yùn)用Google地球是由美國研發(fā)出來的一種虛擬地球軟件，通過這個(gè)軟件能夠查看目標(biāo)位置的坐標(biāo)、海拔等地理數(shù)據(jù)，所有的地貌環(huán)境都能一覽無余，且根據(jù)工作階段的不同，可以轉(zhuǎn)化成相應(yīng)比例尺的數(shù)字地形圖。衛(wèi)星遙感技術(shù)具備了豐富的地表信息與直觀的圖像，而且它視點(diǎn)高，不受空域和地面障礙物的限制。所以在路線走廊帶與路線方案優(yōu)化等方面有得天獨(dú)厚的技術(shù)優(yōu)勢［1］。此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于我們的公路勘察測量是非常有必要的，它是推動(dòng)公路測設(shè)現(xiàn)代化必不可少的條件。

2．2數(shù)字?jǐn)z影測量數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像和攝影測量的基本原理，所研究出來的一種測量新技術(shù)。V-STARS軟件是數(shù)字?jǐn)z影測量的核心，它主要通過V-STARS軟件將我們采集好的照片進(jìn)行處理。V-STARS軟件對(duì)這些照片進(jìn)行圖像匹配和計(jì)算得出照片的三維坐標(biāo)，有了這些準(zhǔn)確的坐標(biāo)以后能將我們所照的地方以三維的形式呈現(xiàn)出來［2］。數(shù)字?jǐn)z影測量的主要方式有:1)航空攝影。航空攝影測量的范圍比較大，而且準(zhǔn)確。所以它適用于勘察測量一些大比例尺的公路和像片平面。2)數(shù)字?jǐn)z影測量。它與傳統(tǒng)的攝影測量完全不同，它是以數(shù)字的形式存在，再通過這些數(shù)字去表達(dá)出我們所測地表的三維坐標(biāo)，而且這種坐標(biāo)的生成完全是自動(dòng)化的。這種形式的測量對(duì)于數(shù)據(jù)的處理更加方便和快捷，大大的提高了公路勘察設(shè)計(jì)的效率。

3結(jié)語

數(shù)字化地形圖在公路勘察設(shè)計(jì)中的運(yùn)用是必不可少的，我們應(yīng)該去大力推廣數(shù)字化測量技術(shù)的運(yùn)用，積極的去取締測量效率低、出錯(cuò)率高和不易保存等問題的人工測量方法。運(yùn)用數(shù)字化測量技術(shù)可以解決那些人工方法不能解決的問題，不僅大大的節(jié)約了人力物力，也提升了進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)的運(yùn)算速度，有效的實(shí)現(xiàn)電子數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)軟件的對(duì)接。但是我們對(duì)于數(shù)字地形圖的應(yīng)用還不是很豐富，有許多需要改進(jìn)的地方，比如:對(duì)于內(nèi)業(yè)資料多方面利用還需加強(qiáng)，還有控制點(diǎn)的設(shè)置等。所以我們需要利用各種方法對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果不斷進(jìn)行檢查、校核、維護(hù)和改正，使它的功能變得更加完善、更加強(qiáng)大［3］。

參考文獻(xiàn):

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［2］代朋朋，孟立波．?dāng)?shù)字化地形圖在公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］．環(huán)球市場，2018(3):364．

［3］范晨鑫．?dāng)?shù)字化地形圖在公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015(34):95-96．

作者：康瑞芳 單位：山西省公路局朔州分局勘測設(shè)計(jì)所