关键词：公路 现代测绘技术 航空摄影测量 3S融合
近年来,作为国家基础设施的公路建设得到了飞速发展,为保障公路的设计优化与合理施工,与之息息相关的基础测绘控制测绘工作的重要性不言而喻。但是在公路工程建设中我们常会遇到各种各样的自然条件和繁杂的地质问题,如软土地基、岩溶地形等,而由此产生的投资数额亦是巨大的。一般来说,公路工程中岩土工程往往占到总造价和总工期的30%-70%甚至更高。公路工程现代测绘亦直接关系刊路基、桥隧的安全,因此这一环节应引起高度的重视。
1.现代测绘技术的特点与公路工程测绘的目的
当前现代技术在测绘界的广泛使用,为测绘带来了一场革命性的变化,集中体现在以下几方面：数据获取的手段发生了变化；数据储存管理方式发生了改变；数据的应用发生了变化 这些变化也必然引起现代测绘工程技术设计发生相应的变化,并表现出新的特点：与传统的方法不同。现代测绘技术方法的主要特征是动态设计、优化设计和计算机辅助设计,它与科学技术革命带来的思维方式变革和技术对象的复杂性密切相关。数据设计成为重要的组成部分。由于数据获取的手段发生了变化,测绘工程中每个环节都存在着大量的数字数据,对这些数字数据的储存、管理和传递、使用也就必然成为现代测绘工程中一个组成部分,客观上要求技术设计必须进行数据设计。技术设计更加专业化。随着科学技术的发展,导致了学科分化的发展,因此对个人而言,胜任与测绘有关的所有领域内工作,已经不再可能。因此,一个工程的技术设计也就必然细分为多个专业设计,由多方面的技术设计人员共同完成。测绘是公路工程地质勘测的主要方法。通过观察和走访,对公路所在地区的工程地质条件进行综合性的地面研究。公路工程测绘的目的在于查明公路走廊范围内的地形、地貌、地质条件,并结合区域地质资料。对路基、桥粱、隧道及其他结构物的稳定性、适宜性做出评价,为工程地质勘探、测试工作及工点布置提供依据。工作的主要内容有调查研究地形、地貌特征,划分地貌单元,分析各地貌单元的形成过程及其与地层、构造、场地稳定性的因果关系；查明岩土成因、性质、厚度、时代和分布范围；调查岩层产状。确定地质构造类型、软弱结构面的产状及其性质；调查新构造活动的痕迹、特点和与地震活动的关系。工程地质调查采用的方法主要有观察和访问群众,必要时可配合勘探和试验。观察是工程地质调查最重要最基本的方法,是利用现场自然迹象和露头对内部情况观察分析,从而认识路线通过地区的工程地质情况。
2.现代技术在公路测绘中的应用技术
2.1 航空摄影测量
根据公路工程的特点,当前长线公路普遍采用航空摄影的方法,用安装在飞机或其它飞行工具上的摄影机,对观测地区按一定要求进行摄影,根据摄影。瞬间得到的航空像片,读取各种信息资料和编制地形图的技术, 叫做航空摄影测量。尽管航空像片详尽而准确地记录了地面上的实际情况,它却不能直接作为地形图使用其主要原因就是航空像片是中心投影,而地形图是垂直投影。航摄比例尺：航摄比例尺分母不能大下成图比例尺的4倍。
2.2 3S融合
3S融合技术为人类探测地球和分析环境提供了先进有效的手段。3S技术各有特长：遥感图像能够快速获取大面积信息,但有些地物属性又不可全面感知；GPS可以迅速定位目标,但没有地理属性；GIS具有信息查询分析和管理能力,但数据的获取比较困难；因此它们的结合应用是当代信息科学发展的必然趋势。3S技术的结合有多种形式,主要根据工作需要而定。应用卫星和航空遥感图像与计算机信息处理技术的结合,可以快速编制各种比例尺的遥感图和解译工程地质图,指导选线勘察工作,其综合效益可以提高30200倍以上,地质选线速度可以提高3-5倍以上。
2.3 JX4C数字摄影测量
利用JX4C全数字摄影测量系统进行实际生产,操作简单,在一台计算机上就能完成航测内业的各个工序。它不仅使用于高速公路的测绘,还可以作城市测量、近景测量、三维景观,它是一套用于生产高精度、高密度DEM、DOM和矢量图,实用性强,人机交互功能好,有很强的产品质量控制的数字摄影测量系统。JX4C数字摄影测量在公路勘察设计,尤其在高速公路网的宏观规划、路线调查及大型隧道、桥位工程的方案论证等方面,可以全面掌握公路规划区的环境地貌与地质构造要素,提高决策水平和设计质量,对优化方案、节约投资起到关键作用。
3.现代测绘技术在公路勘测中的应用实例分析
3.1 JX4C数字摄影测量系统的应用
安徽省地质测绘技术院在阜-六、安、合-阜等数十条高速公路采用1：2000 JX4C数字摄影测量系统。主要工作流程：选像控点；-空三加密-建立模型-正射影像-外业像控-空三加密-建立模型-内业测图-外业调绘-内业编辑-DEM制作。采取了在1：10000地形图上以航飞像片每六条基线量取2个明显地物点的坐标,作为像控点使用,进行空三加密、模型定向、测量特征线、物方相关、得到像对的DEM成果、再创建像对DOM、最终以整公里数为单位镶嵌成条带状正射影像图。由于这条线路北段属淮北平原地形比较平坦,淮南以南有部分丘陵地形,在制作过程中,他们根据不同地形采取了不同方法。为了保证影像的精度,每个像对测量特征线。特征线采集越多精度越高,但所需时间就越长,就不能保证按时提交成果。这时他们从两种地形中各选取了几个像对,在测量特征线时,平坦地区用非相关区包围整个像对,直接用物方生成DEM来得到正射影像,丘陵地区只把居民区作为非相关区处理,经过像方相关和物方相关来得正射影像,通过拼接发现最大误差不到5m。这样整个测区200多公里的线路采取了两种方法按线路走向拼接成26幅正射影像图,在最短的时间内为用户提供了高质量的正射影像图。
3.2 3S融合技术的应用
遥感图像的宏观性、真实性、全面性,提供了可靠的地形地貌、地质构造和地物的识别分析依据,具有其他方法无可比拟的优势。有研究结合陕西省“米”字形干线公路规划建设的需要,应用卫星遥感TM 数字图像编制中大比例尺公路设计图,在实施中有突出的效果。例如,西安至汉中途经秦岭高山区,地貌及地质构造极其复杂,应用常规方法进行高等级公路的方案规划与比选十分困难,只有从大区域卫星遥感图像上才能看出地形地貌和大地构造特征。通过1：10万和1：6万大区域卫星遥感图像的处理,清晰直观的显示出公路设计方案的走向和地形地貌之间的关系,开阔了眼界和思路,提出了新的具有较高对比价值的方案,加快了方案比选的速度,提高了认识水平。在国道主干线西安-禹门口段高速公路方案、汉中槐树关-勉县段公路方案、陕北307线高等级公路方案、榆林-靖边高速公路方案等规划设计中,我们都根据需要及时用计算机处理出1：5万-1：20万的遥感图像,成为表达公路设计思想的必备资料。
总之,在进行公路基础控制测绘时如果处理不当势必会对公路的设计、施工、运营带来不利影响。随着社会经济的发展,测绘技术设计只有不断改进设计方法,适应当代科学技术发展,才能有效地指导、控制测绘工程的实施和质量。
参考文献：
公路勘测规范．中华人民共和国交通部,2000．
潘正风,杨正尧．数字测图原理与方法．武汉：武汉大学出版社,2002．
董绪荣．一种低成本GPS组合导航定位系统．指挥技术学院学报,2000,：7-8．
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