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數(shù)字化地形圖在公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用論文
摘要:本文介紹數(shù)字化地形圖在公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,對(duì)直接采用專業(yè)測(cè)繪的地形圖用于公路設(shè)計(jì)的有益探索,全面提高公路測(cè)量的效率和質(zhì)量,推進(jìn)公路勘察設(shè)計(jì)科技化進(jìn)程。
關(guān)鍵詞:數(shù)字化地形圖;公路勘察設(shè)計(jì);科技化
1.概述
目前公路勘測(cè)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)過(guò)程已經(jīng)廣泛使用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì),但是公路工程的勘察測(cè)量依然存在技術(shù)含量低、測(cè)量數(shù)據(jù)手工記錄、勞動(dòng)強(qiáng)度大、周期長(zhǎng)、出錯(cuò)率高、不易保存等弊端。隨著公路建設(shè)的發(fā)展,科技不斷發(fā)展進(jìn)步,這就需要勘察測(cè)量設(shè)計(jì)人員與時(shí)俱進(jìn),采用新的設(shè)計(jì)思路和方法,才能最大限度的提高效率。采用專業(yè)的數(shù)字化地形測(cè)繪用于公路設(shè)計(jì),提高公路勘測(cè)的效率和質(zhì)量,推進(jìn)公路測(cè)量設(shè)計(jì)科技化進(jìn)程。
2.數(shù)字化地形圖
2.1 公路測(cè)設(shè)現(xiàn)狀
目前,我們?cè)谶M(jìn)行道路、橋梁、隧道的測(cè)量設(shè)計(jì)經(jīng)常遇到地形復(fù)雜交通不便的情況。如果路線在平原地區(qū),往往是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),重要的建筑物眾多,各種電力通訊交通管線密集,如何綜合考慮這些紛繁復(fù)雜的各種因素,常常是令測(cè)設(shè)者決策者十分頭疼的問(wèn)題。如果線路在丘陵山區(qū),經(jīng)常是各種樹(shù)木生長(zhǎng)茂盛、溝壑縱橫,難以通視,傳統(tǒng)的測(cè)量手段很難解決,經(jīng)常令測(cè)量工作人員吃盡了苦頭。傳統(tǒng)的測(cè)量手段數(shù)據(jù)處理往往用手工方法記錄儲(chǔ)存,不僅數(shù)據(jù)顯得零亂,而且在數(shù)據(jù)后續(xù)處理中,往往手工處理,工作量大,容易出錯(cuò),測(cè)量數(shù)據(jù)不易校核。由于處理枯燥,需要耗費(fèi)的重復(fù)勞動(dòng)也就相當(dāng)多,內(nèi)業(yè)處理出錯(cuò)率較高。
通過(guò)調(diào)查研究,在我國(guó)大多數(shù)單位在公路設(shè)計(jì)測(cè)量工作中采用的方法傳統(tǒng),速度慢、精度差,數(shù)據(jù)不易保存校核,所以難以適用當(dāng)前推進(jìn)公路建設(shè)自動(dòng)化、信息化建設(shè)的要求。
2.2 數(shù)字化地形圖的特點(diǎn)
采用現(xiàn)在傳統(tǒng)的測(cè)量方法存在許多弊端,例如測(cè)量數(shù)據(jù)多,易出錯(cuò),測(cè)量完畢不易校核和保存, 采用數(shù)字化地形圖可有效解決這一問(wèn)題。采用專業(yè)數(shù)字化地形圖測(cè)繪,經(jīng)過(guò)處理后,可以滿足公路規(guī)范的需求,每條公路的地形圖可以形成永久保存的電子檔案,勘測(cè)成果在圖上一目了然,可重復(fù)利用,并可不斷補(bǔ)充調(diào)整。公路設(shè)計(jì)引入專業(yè)勘測(cè)的電子地形圖,勘測(cè)效率大大提高,勘測(cè)費(fèi)用降低很多,勘測(cè)設(shè)計(jì)周期會(huì)大大縮短,而且數(shù)據(jù)精確,易于保存,數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入利用,免去人工錄入的繁瑣和失誤,可以重復(fù)利用,一舉多的,可以紙上選線、定線,測(cè)量數(shù)據(jù)可以視實(shí)際情況,隨時(shí)補(bǔ)充調(diào)整。測(cè)量成果可以直接與國(guó)家控制網(wǎng)轉(zhuǎn)化,以便與其他測(cè)量行業(yè)的數(shù)據(jù)共享。測(cè)量完畢或公路施工后能長(zhǎng)久保存測(cè)量成果,并進(jìn)行校核,推進(jìn)公路測(cè)量的數(shù)字化進(jìn)程。
2.3 數(shù)字化地形圖的實(shí)施及調(diào)試
2.3.1 調(diào)查和分析
我們從GPS、全站儀等先進(jìn)測(cè)量理論和公路設(shè)計(jì)兩方面入手,進(jìn)行了調(diào)查和分析研究,結(jié)合公路路線設(shè)計(jì)和橋梁設(shè)計(jì)中的專業(yè)知識(shí),與專業(yè)公路路線處理軟件、橋涵設(shè)計(jì)軟件等結(jié)合,這樣才可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率,實(shí)現(xiàn)專業(yè)數(shù)字地形圖與現(xiàn)有公路設(shè)計(jì)軟件有機(jī)的對(duì)接。
2.3.2 建立數(shù)字地面模型。
數(shù)字地面模型是道路輔助勘測(cè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),數(shù)字地面模型(Digital Tertian Model)簡(jiǎn)稱DTM ,是按一定結(jié)構(gòu)組織在一起的數(shù)據(jù)組,是對(duì)帶有空間位分布的地形屬性特征的數(shù)字的描述,通常空間分布是用一個(gè)平面坐標(biāo)系統(tǒng)表示,而地形屬性特征是各個(gè)平面位置(X,Y)上地面點(diǎn)的高程,它是地形起伏的數(shù)字表達(dá),是建立不同層次的地理信息系統(tǒng)不可缺少的組成部分。道路設(shè)計(jì)中常用的數(shù)字地面模型依據(jù)構(gòu)網(wǎng)形式分為: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(yú)骨網(wǎng)式數(shù)模等。我們根據(jù)實(shí)際情況做了選擇。
2.3.4 數(shù)字化地形圖的實(shí)施
采用專業(yè)電子地形圖在濰膠路、206國(guó)道中進(jìn)行數(shù)條國(guó)省道測(cè)量中得到試驗(yàn)應(yīng)用,大大節(jié)約了人力、物力,收到了很好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益 。
2.3.5 數(shù)字化地形圖的調(diào)試
進(jìn)一步在公路設(shè)計(jì)中推廣應(yīng)用,直接采用專業(yè)測(cè)繪的電子地形圖用于設(shè)計(jì),電子數(shù)據(jù)與專業(yè)公路路線處理軟件、橋涵設(shè)計(jì)軟件等直接導(dǎo)入對(duì)接,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)精度、軟件對(duì)接方面存在的問(wèn)題,并提出解決可行的方案。
目前,采用專業(yè)人員測(cè)繪電子地形圖,已在我院推廣應(yīng)用,并在數(shù)條國(guó)省道測(cè)量中得到應(yīng)用,收到了很好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。縮短測(cè)量周期達(dá)60%以上,提高了測(cè)量效率和質(zhì)量,大大節(jié)約了人力、物力,大大推進(jìn)了由傳統(tǒng)的測(cè)量方法到現(xiàn)代的測(cè)量方法的變革。
通過(guò)調(diào)試及修改,經(jīng)過(guò)全院的應(yīng)用調(diào)試,數(shù)字化地形圖全面應(yīng)用已逐步成熟。由于我們數(shù)字化地形圖的精度滿足高等級(jí)公路,采用數(shù)字化地形圖用于這次設(shè)計(jì)任務(wù)中,設(shè)計(jì)運(yùn)算速度快,一個(gè)含數(shù)千個(gè)點(diǎn)位的數(shù)十公里的公路,僅需幾分鐘便可輸出公路設(shè)計(jì)所要的數(shù)據(jù),并自動(dòng)考慮橫坡及超高的影響。
解決了傳統(tǒng)測(cè)設(shè)手段的設(shè)計(jì)效率低、出錯(cuò)率高、誤差大、檢查手段落后和人工作業(yè)隨意性大等缺點(diǎn)全方位改善了現(xiàn)有公路勘察設(shè)計(jì)體系,使公路測(cè)設(shè)過(guò)程發(fā)生了本質(zhì)的變化,其使用效率可從勘察設(shè)計(jì)協(xié)同作業(yè)方式、工作人員野外工作減少、勞動(dòng)強(qiáng)度降低、設(shè)計(jì)周期縮短、設(shè)計(jì)能力提高、設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)水平提高等方面得以體現(xiàn)。
3.應(yīng)用數(shù)字化地形圖設(shè)計(jì)中問(wèn)題與建議
本研究活動(dòng)取得的成果尚還有需要完善的地方:內(nèi)業(yè)資料多方面利用還需要加強(qiáng);控制點(diǎn)的設(shè)置;我們對(duì)數(shù)字化地形圖應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)還不是很豐富。同時(shí),我們尚需利用其他手段對(duì)數(shù)據(jù)成果不斷進(jìn)行檢查和校核、維護(hù)和改進(jìn),使它的功能更全面、更強(qiáng)大。
“他山之石,可以攻玉”。公路設(shè)計(jì)引入專業(yè)電子地形測(cè)繪,建立專門(mén)的電子存檔庫(kù),與專業(yè)公路路線處理軟件、橋涵設(shè)計(jì)軟件等相輔相成,使公路設(shè)計(jì)準(zhǔn)確、優(yōu)質(zhì)、高效,極大的改變了我院測(cè)量設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)測(cè)量到現(xiàn)代化測(cè)量的變革,路線勘測(cè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了飛躍,使得每條公路的縱斷、橫斷、橋涵在圖上一目了然,必將推動(dòng)公路測(cè)量設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
〔1〕徐紹,等.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用.武漢:武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社,1998.
〔2〕《公路全球定位系統(tǒng)》(JTJ/T066-98).
〔3〕《公路全球定位系統(tǒng)》(JTJ/T066-98).
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