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数字化地形图对公路勘察设计的作用

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摘要:对数字化地形图在公路勘察设计中的应用情况进行阐述,从公路勘察的现状、数字化地形图的特点、数字化地形图实施情况等方面进行分析,并介绍了公路勘察设计中部分新技术的应用。通过这些技术的应用,全面提高公路测量的效率和质量。

关键词:数字化地形图,公路设计,测量方法

引言

近几年,在公路的设计过程中,已经普遍运用了计算机等现代设备参与设计,但是公路工程的勘察测量依然有许多过程还依赖人工进行手工处理,比如手工记录、人工储存等,这样一来就会增加工作强度和出错率等弊端。但是随着经济的发展和数字化地形图时代的到来,有效的解决了这些问题。

1公路勘察设计与数字化地形图的相关阐述

1.1公路测设现状1)地形复杂交通不便:我国地域比较宽广,地形也是丰富多样,所以在测量的时候会常常遇到一些隧道、桥梁这样地形比较复杂交通不便的地区。例如:在丘陵地区,它一般是由各种岩类组成的坡面组合体,起伏较大,坡度较陡,地面崎岖不平,由连绵不断的山体组成的地形,经常是各种植物生长茂盛、悬崖峭壁和视线受阻的情况,如果使用传统测量方法去测量会受到很大的阻碍,令测量人员吃尽苦头。而如果测量路线在平原地区的话,它经济比较发达,所以建筑物比较多,各类通讯管线设备也比较密集,在测量的时候需要综合考虑到这些因素,如果也采用传统测量方法的话,测量过程也是十分费劲的。2)数据处理出错率高:现阶段,公路的测设还在采用传统测量方法,而传统的测量方法在对数据处理的时候几乎是通过人工来完成,这样就容易出现数据处理失误、保存不便等情况,也不利于数据后期的校核。

1.2数字化地形图的特点采用传统的测量方法容易产生劳动强度大、周期长、出错率高、不易保存等弊端,而采用数字化地图可以有效的解决这些问题。1)数字化测图的外业数据采集较方便:在一些山体比较高、建筑物密集等采集人员难以到达的地方,可采用无棱镜测距法,这种测量方法既保证了数据的准确性又可以降低了采集人员的工作强度,大大的提高了工作效率。2)成图速度快:将所测得数据进行处理时,数字化测图的内业数据处理时,可以同时对几幅图进行对接,比如在一些等高线的生成上面,这样就可以有效的提高成图的速度。3)测量精度高:我们在测量的时候一般常用到的仪器为全站仪。全站仪带有自动数据处理功能,它能够准确的计算出放样点到测站点的距离,还可以根据坐标值计算出放样点的方位角,然后将这些空间数据进行快速准确处理。4)测图自动化:由于数字化测图采用的仪器为全站仪,只要将棱镜对准全站仪的镜头,全站仪就能够自动读出所测得的数据,并且在它的屏幕上显示出这些数据的计算结果。因为是自动读取和自动计算,无需人工去参与读取和计算,这样就可避免出现数据凌乱和计算失误的情况。全站仪的测设精度能达到《水利水电工程测量规范》规定的点位误差小于图上0.2mm的精度指标,出错(读错、记错、展错)的概率小。5)档案永久保存:采用专业数字化地形图测绘,可以将这些处理好的数据以电子档的形式保存到云端,达到永久保存的效果,这样一来勘察结果可以通过云端在图上展现出来,数据可以导入利用,避免了人工录入时产生的误差,后期还可以对此进行不断补充。将这种专业勘测的电子地形图运用到公路的设计中可以大大提高勘测的效率,使勘测的周期大大缩短,所测的数据精准且可永久保存。6)数据共享:测量的成果可以使国家控制网的转化与其他行业共享,最大化的利用这些测量数据。这样在后期的其他项目中如果需要这些数据的话就不用再一次去测量了,大大节约了人力物力。

1.3数字化地形图的实施情况1)调查和分析:数字地形图是以测量其他行业高新技术为主体的野外勘察;然后以数字地面模型为基础,再通过计算机的辅助对这些公路设计的数据进行处理。这种方式是现代化公路勘察测量设计的发展方向。所以我们主要调查和研究分析在公路路线设计和桥梁设计中所运用到的测量理论和设计软件。所运用的测量理论主要有GPS和全站仪等先进测量理论,通过这些测量理论与专业公路路线处理软件、桥涵设计软件等结合,实现专业数字地形图与现有公路设计软件的有机对接。2)建立数字地面模型:数字地面模型是一个表示地面特征空间分布的数据库,是辅助道路勘测设计的基础,一般用一系列地面点坐标(x,y,z)及地表属性(目标类别、特征等)绗成数据阵列,以此组成数字地面模型利用数字化的方式描绘地形在空间上的分布属性和特征,也就是将平面位置中地面点的高程及微地形属性特征数字化展现其地形图。它可以将我们所要测量地形的起伏变化以数字的方式表达出来,这样的话在我们后期进行地面模型建立非常的方便。通过建立这个数字地面模型能够简单明了的表现出不同层次的地理信息,构建数据空间框架。在道路设计过程中我们常用到的数字模型主要有:三角网式数模、方格网式数模、扇形网式数模、鱼骨网式数模等。再根据道路设计的实际情况做选择[1]。3)数字化地形图的调试:目前,数字化地形图已经在公路设计中推广应用,并在数条国省道测量中得到应用,例如:在206国道、潍胶路等数条国省道测量就采用了这种测量方式,测量的效果非常好,并且这种测量方法比传统的测量方法更加节省人力和物力。采用这种电子地形图可以缩短测量周期达60%以上,这样一来不仅节约了经济成本,还能减少出错率,提高设计的效率。经过长期的实验与改进,现在我们的数字地形图的精度已经可以满足高等级公路工程的设计,并且设计运算速度快,即使所测的数据非常庞大,它也可以很快速的计算出结果,不再像传统的运算方式那样,需要人工去一点一点计算数据了。

2公路勘察设计中部分新技术的应用情况

2.1Google地球运用Google地球是由美国研发出来的一种虚拟地球软件,通过这个软件能够查看目标位置的坐标、海拔等地理数据,所有的地貌环境都能一览无余,且根据工作阶段的不同,可以转化成相应比例尺的数字地形图。卫星遥感技术具备了丰富的地表信息与直观的图像,而且它视点高,不受空域和地面障碍物的限制。所以在路线走廊带与路线方案优化等方面有得天独厚的技术优势[1]。此项技术的运用对于我们的公路勘察测量是非常有必要的,它是推动公路测设现代化必不可少的条件。

2.2数字摄影测量数字摄影测量是基于数字影像和摄影测量的基本原理,所研究出来的一种测量新技术。V-STARS软件是数字摄影测量的核心,它主要通过V-STARS软件将我们采集好的照片进行处理。V-STARS软件对这些照片进行图像匹配和计算得出照片的三维坐标,有了这些准确的坐标以后能将我们所照的地方以三维的形式呈现出来[2]。数字摄影测量的主要方式有:1)航空摄影。航空摄影测量的范围比较大,而且准确。所以它适用于勘察测量一些大比例尺的公路和像片平面。2)数字摄影测量。它与传统的摄影测量完全不同,它是以数字的形式存在,再通过这些数字去表达出我们所测地表的三维坐标,而且这种坐标的生成完全是自动化的。这种形式的测量对于数据的处理更加方便和快捷,大大的提高了公路勘察设计的效率。

3结语

数字化地形图在公路勘察设计中的运用是必不可少的,我们应该去大力推广数字化测量技术的运用,积极的去取缔测量效率低、出错率高和不易保存等问题的人工测量方法。运用数字化测量技术可以解决那些人工方法不能解决的问题,不仅大大的节约了人力物力,也提升了进行内业数据处理时的运算速度,有效的实现电子数据与设计软件的对接。但是我们对于数字地形图的应用还不是很丰富,有许多需要改进的地方,比如:对于内业资料多方面利用还需加强,还有控制点的设置等。所以我们需要利用各种方法对数据结果不断进行检查、校核、维护和改正,使它的功能变得更加完善、更加强大[3]。

参考文献:

[1]付廷军.公路勘察设计中应用数字化地形图的优势解读[J].黑龙江交通科技,2016(4):54-55.

[2]代朋朋,孟立波.数字化地形图在公路勘察设计中的应用[J].环球市场,2018(3):364.

[3]范晨鑫.数字化地形图在公路勘察设计中的应用[J].建筑工程技术与设计,2015(34):95-96.

作者:康瑞芳 单位:山西省公路局朔州分局勘测设计所

吉林勘察设计杂志责任编辑:张雨    阅读:人次