测绘新技术在测绘工程中应用的常见问题及对策

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

成家林

61242219860524051X 湖北省 430000

摘要

测绘成果的准确与否,将直接影响到整个工程项目的建设质量,我国建筑业的发展和进步,对测绘事业的发展起到了一定的促进作用。进入新时期后,智能化、科技化水平明显提高,新的测量方法也大大提高了精确度和工作效率,但是像误差计算等还有明显的不足。工程测量是目前各个行业常用的手段,已经是工程建设中不可缺少的重要部分,工程测量的精准度也在一定程度上关系到工程项目质量。新测绘技术的开展依赖于网络和信息技术,卫星、基站都是信息传递的主要工具,通过这些技术的应用可以获得目标的具体位置,因此新测绘技术相比传统手段的工作效率、测绘数据精准度都明显提高。虽然新测绘技术有很大的优势,不过也容易受到环境的影响,本文以某工程案例为基础,探讨测绘新技术在应用中存在的问题,探讨改善对策。


关键词

测绘新技术;测绘工程;存在问题;解决对策

正文


我国科学技术的进步,测绘工程的结果准确度也明显提高,为了顺应时代的发展、满足测绘的实际需求,测绘技术也越来越受到人们的关注,测试新技术也在测绘工程中占据重要的地位,有极高的应用价值[1]。随着目前我国计算机技术、卫星探测技术的进步,测绘新技术的应用确实给工程测量带来了便利,但是在具体应用中还是有很多的问题需要进行解决,因此需要我们对测绘新技术采取更加深入的研究与探讨。

一、工程概况及周围环境分析

(一)工程概况

2020年7月因为受到了强降雨的影响,蕲春县向桥乡狮子堰村二组发现了斜坡不稳定的问题,造成经济损失大约有1万元,同时也对20户人家的生命财产安全和该地区人们的出行造成了威胁,潜在的经济损失隐患有600万元。八里湖地区的不稳定性斜坡曾经在2010年出现过小规模的滑塌,2012年在水泥厂后山的斜坡也发生了局部滑塌,给该地区的公司、人员的生命及财产安全都带来影响。根据工程前期设计与勘察获得如下结果:向桥乡狮子堰村二组不稳定斜坡方量为19200m3,不稳定斜坡下方除了威胁20户人家生命安全和公路安全以外,也威胁着2000多人的出行安全、农田和输电设施等。通过评估确定该项目防治等级II级,以此在施工过程中设立安全监测与防治监测点,同时采取以群测为主的长期监测点。

(二)周围环境分析

狮子堰村的不稳定斜坡地理位置为东经115°51′04.57″,北纬30°18′57.90″。斜坡前缘为村级公路,该地区交通便利。八里湖的不稳定斜坡地质灾害位于龙凤山,包含了3处不稳定斜坡,分别在居民集中区;水泥厂办公宿舍楼后、水泥厂厂房后山。

(三)地质和水文条件

蕲春县位于湖北东部地区,地势起伏较大、海拔差有1233.6米,地貌结构复杂,兼具山地、丘陵、平原等。该地区地势为东北高、西南低,形成了一个向南边敞口的不完整盆地。狮子堰村的不稳定斜坡就在山丘陵位置,高度差有50~100m之间,山体为松树林,自然山坡为微凸形,不稳定斜坡位置的斜坡整体呈坡度30~50°。该地区的地质灾害的水文地质环境比较简单,地下水为第四系松散岩类孔隙水和变质岩类风化裂隙水。

二、监测目的和依据

(一)监测目的与依据

对不稳定斜坡地质灾害监测测量的目的为:采用常规或先进的设备对野外现场及周围地区开展连续、重复的测量,确定好监测网和形变监测点的坐标、高程等数据,通过数据处理后可以掌握水平位移、垂直位移等动态数据,从而可以判断滑坡的规律、灾害预防对策和预防效果等[2]。边坡变形监测包括:第一,施工过程的安全监测主要是对边坡位移、支护结构应力的监测。第二,防治结果的监测是对边坡防治设计和施工效果的评估,也是评估防治处理后边坡稳定性的有力措施[3]。第三,长期动态监测可以保持数据的连贯性,从防治后期对边坡实施动态追踪,能够掌握边坡稳定性变化情况与特点,从而来评估边坡长期的稳定性。

(二)监测项目和仪器

第一,根据工程的施工特点,按照《建筑变形测量规范》(JGJ8-2016)、《地面沉降测量规范》(DZ/T0154—2019)等要求进行项目监测。见表1。第二,监测仪器。由于本案例的监测项目较多且检测区域较为分散,采用的监测工具主要包括全站仪、水准仪、GPS接收机等。见表2。

1  监测项目和数量

监测项目

测点数量或断面

挡土墙水平位移

6

挡土墙竖向位移

6

周边坡面地表水平位移

9

周边坡面地表竖向位移

9

截排水沟水平位移

9

截排水沟竖向位移

9

2  监测仪器与用途

仪器名称

用途

厂商

天宇CTS-632R4全站仪

位移观测

中国

苏一光DSZ1水准仪

沉降观测

中国

思拓力S9IGPS接收机

位移观测、沉降观测

中国

计算机

数据处理

中国

车辆

设备人员运输

中国

三、测绘新技术在工程测量应用中存在的问题

根据本文研究案例,该工程测量中使用的技术包括CORS技术、无人机倾斜摄影技术等,通过对测绘成果的分析,对新测绘技术在应用过程中出现的问题进行了分析。

(一)CORS技术

第一,操作原理。CORS技术是在RTK技术的基础上实现的,它是一种将卫星定位技术和计算机网络技术相结合的方法,包含了基准站、数据处理中心、定位导航系统等。系统应用前,工作人员可以通过与数据中心合作从而选择合适的固定基准站,如果遇到了例如轨道误差的数据再由主控中心对误差结果进行分析和调整,最终将资料上载至移动台,完成定位任务。CORS系统最大的优点在于克服了普通 RTK在使用过程中存在的操作范围受限的缺点,不仅如此还提高了测量的精准度、测量流程得到良好的优化[4]

第二,对测量精准度造成影响的因素。会影响CORS技术测量精准度的因素有为:(1)受到控制网点位分布的影响。由于 RTK技术所测得的坐标与工程实际中的坐标是不一样的,因此,控制网点的位置分布会对转换参数产生一些影响。在测量之后,需要将测量的结果转化为参数,但测量点的选择,测量区内的控制点的选择、测量区的最终取值都是影响测量结果的主要因素。(2)收到信号质量的影响。目前,在测控领域,信号的传输主要采用无线方式进行,易受外界干扰,如信号干扰、基准站与基准站之间的距离过大等。

(二)三维激光扫描

第一,操作原则。三维激光扫描的操作原理是以测量仪器为基础来构建三维坐标模型,接下来采用激光光束来确定目标位置以及目标与仪器的距离,还可以获得激光光束的角度,通过这些数据最终获得三维坐标。

第二,影响精准度的相关因素。通过对3D激光扫描原理和工作流程的分析,得出了一些影响3D激光扫描精度的因素。举个例子,在测绘阶段,不同的测绘项目,所扫描的景物和目标也是不一样的,而且外部环境影响的差异也非常大,因此扫描中的误差不断累积则会影响扫描的精准度。精度分析中,对精度造成影响的主要因素为:仪器的各项参数;扫描几何条件、扫描仪为主等;不同的扫描对象,由于材料和形状的不同,其波长的匹配程度也会有所不同[5]

(三)无人机倾斜摄影技术

第一,操作原理。在测绘工作中,无人机倾斜拍摄技术的重点是云数据,数字正射图像处理和构建三维模型。该系统具有测量时间短,操作简单,成本低廉,不易受云层和其他因素的影响,能得到高分辨率的图像。

第二,影响测量精准度的因素。会对无人机倾斜摄影结果造成影响的因素为以下几点:(1)影像图变形,比如镜头变形、地势起伏等。(2)影像采集有误差,比如巡航速度、飞行质量太差都是导致影像采集误差的原因。(3)像控点误差,比如像控点分布不合理为主要因素。(4)空中三角测量误差,比如像控点精度、影像分辨率、测量精度等都是主要因素。(5)内业误差,人为因素是造成该误差的主要原因,工作人员的操作熟练度是关键因素。

(四)TMS系统

    该系统主要用于隧道工程的测绘,由于隧道基本位于山脉中、处于地下环境等,因此给测绘工作带来很大的难度,TMS系统的应用则可解决这一难题,保证测绘数据的精确度。传统的测绘技术不仅工作效率较低而且测绘数据不够准确,随着TMS系统的发展与应用,弥补了传统测绘的不足。TMS系统应用中,通过利用全站仪来确定横断面的定位,然后放射出超声波来检测地质内部的实际情况,超声波回馈的数据会上传到TMS系统中,通过对数据的处理与分析可得出相应数据。TMS系统的测绘方法不会受到遮挡物体对测绘数据精准度的影响,因此非常适用于隧道等工程的测绘。不仅如此,TMS系统还可以将以往测绘获取的数据保存在CF卡中,然后就可以将多次测绘的数据进行对比,然后将其中误差较大的数据剔除掉,有效提高了测绘数据的精准度。随着我国科学技术的发展,海底隧道工程测绘系统也被广泛应用,测绘工作的质量也得到大幅度提升。

四、促进测绘新技术应用的改善对策

(一)CORS技术的优化对策

首先,通过上述问题的分析,通过分析可知, CORS系统中控制网的布置和信号质量是影响其精度的主要原因,那么在测量工作中就要加强对这两项因素的关注。首先在测量点的选择中:首先,在一定范畴内可以适当的增加一些高等级的控制点,然后对这些控制点收集的参数进行分析处理,可有效的控制误差的形成,并且控制点也可以保持良好均匀分布的状态来对整个测区进行全面的监控。其次,要合理地确定测试区的大小,并不一定是面积大就一定好,面积大了反而更加困难。在地形特征较为明显,地形起伏较为平缓的地方开展勘测工作[6]

其次,在信号质量管理上。首先,对信号质量和卫星结构的关系进行了分析,在实际测量过程中,为确保观测精度,必须选取适当的星座。同时,将参考站点设置在高层建筑顶部,能够有效避免在传送期间信号之间的互相干扰,从而降低信号的干扰。

除了上述解决方案以外,为了提高测量的精准度还要注意评估测量结果的精度,常用的评估方法为内符合和外符合测试。内符合测试的方法为:首先在测量区域中选择合适的测量点,然后,采用 RTK技术,在三个方向上,对所测得的坐标进行平均计算,并对实测值和平均值的偏差值、误差修正值进行计算,最终得到内符合的精度数据。外符合测试方法为:该方法主要应用于对测试结果的准确性进行评定,即根据外部参考值对测试结果进行判定。首先,在选定的区域中,选定一个已知的点,然后对其进行连续观测,最后得出外符合的精度[7]

(二)三维激光扫描技术的优化对策

第一,技术流程管理。在分析了影响3D激光扫描精度的原因后,提出了如下解决办法:首先要提高对仪器参数、刻度精度的认识,并对激光束的宽度、角度等进行选,保证扫描操作可以符合要求。其次,确保在数据采集阶段能够严格地依照操作程序进行操作,并且对数据的处理也要给予足够的重视,既要对数据进行预处理,又要对数据进行拼接配准。最后,在建模中要科学构建三维模型,数据传输完成后则要对结果进行评估。第二,可行性分析。三维激光扫描技术应用中,因为受到物体、环境等因素的影响,为了提高测量准确度就要通过多点扫描拼接的方式来复原物体,为了减少误差,采用了合适的拼接方案。在此基础上,利用四元数匹配的方法进行了可行性分析。

(三)无人机倾斜测量技术的优化对策

第一,合理通知误差。无人机倾斜测量技术应用中,为了保证测量结果的可靠性、准确度,就要做好对误差的管理:(1)高速巡航时,为确保成像质量,采取低空、低速飞行。(2)为了确保飞机在飞行过程中保持良好的姿态,必须加强对飞行质量的控制。(3)管理像控点。保证像控点分布合理、科学,然后对像控点精度实施严格掌控。选择合适的测量区,保证像控点刺点明显。(4)保证空中三角测量精度和影响分辨率。

第二,找到关键技术。因此要结合实际情况来设计相关参数来完成对航线的规划。确定好摄影比例尺,摄影比例尺越大那么分辨率就会越高,自然的测量精准度也会提升,不过工作量以及成本也会相应的提升。像控点的布设也要结合工程的实际情况,通过设置少量的控制点和采取空三加密法来确定待定点[8]。空中三角的测量就是空三加密,也是无人机技术中的重要内容之一,完成了定位坐标和外部定向要素的确定。空三加密的操作流程为:通过分析数据—图像与资料处理—手工修测—地面控制点测值—精度评估-两次重平差计算。

(四)对网络传输进行优化

    对测绘工程而言,良好的网络环境可以提高测绘资料传输的准确性,测绘环境较为复杂的地区需要架设网络天线、设置信号放大装置来为测绘工作奠定基础。因此优化网络传输可以保证测绘数据得到有效的传输从而保证数据不会有较大的误差,不仅有利于提高我国测绘质量的提升,也对推动我国工程建设水平的提高奠定了条件。

五、小结

   测绘就是采用合适的测绘技术、测绘工具等来完成工程测量工作,为工程施工顺利完成奠定基础,由于影响测绘精准度的因素有很多,因此就需要对不同因素和具体问题进行探讨,找到针对性的解决方法,保证新测绘技术在工程测量中发挥积极的作用。

 

参考文献:

[1]厉争艳.测绘新技术在测绘工程中应用的常见问题及对策分析[J].西部资源,2023(03):166-168.

[2]李秋,王人杰.测绘新技术在测绘工程中应用的常见问题及对策[J].城市建设理论研究(电子版),2022(24):103-105.

[3]张铮.测绘新技术在测绘工程中应用的常见问题及对策分析[J].低碳世界,2022,12(03):41-43.

[4]胡一勤.测绘新技术在测绘工程中应用的常见问题及对策[J].低碳世界,2021,11(12):44-45.

[5]沈建营.测绘新技术在测绘工程中应用的常见问题及对策[J].居舍,2021(15):169-170.

[6]于思妍.测绘新技术在测绘工程中应用的常见问题及对策[J].黑龙江水利科技,2020,48(12):186-187.

[7]谢振磊.测绘新技术在测绘工程中应用的常见问题及对策[J].河南科技,2020(17):88-90.

[8]孟先.测绘新技术在测绘工程应用中的常见问题及对策[J].工程技术研究,2020,5(07):111-112.

 


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