数字化地形图在公路勘察设计中的应用
时间：2020-12-15 07:51:21 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：随着公路建设的发展，科技不断发展进步，这就需要勘察测量设计人员与时俱进，采用新的设计思路和方法，才能最大限度的提高效率。采用专业的数字化地形测绘用于公路设计，提高公路勘测的效率和质量，推进公路测量设计科技化进程。
关键词：数字化；地形图；公路勘察设计
数字化技术作为一种新型的勘察设计技术，它有着稳定性好、可靠性高，受外部杂波影响较小，易于为计算机所处理，电路简单等诸多优点。在施工中应用该技术是保证工程项目取得成功的前提条件，它对整个工程的质量与工程建设周期有着很强的控制作用。
一、数字化地形图的实施及调试
1.调查和分析
我们从GPS、全站仪等先进测量理论和公路设计两方面入手，进行了调查和分析研究，结合公路路线设计和桥梁设计中的专业知识，与专业公路路线处理软件、桥涵设计软件等结合，这样才可以提高设计质量和效率，实现专业数字地形图与现有公路设计软件有机的对接。
2.建立数字地面模型
数字地面模型是道路辅助勘测设计的基础，数字地面模型简称DTM，是按一定结构组织在一起的数据组，是对带有空间位分布的地形属性特征的数字的描述，通常空间分布是用一个平面坐标系统表示，而地形属性特征是各个平面位置（X，Y）上地面点的高程，它是地形起伏的数字表达，是建立不同层次的地理信息系统不可缺少的组成部分。道路设计中常用的数字地面模型依据构网形式分为：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。我们根据实际情况做了选择。
3.数字化地形图的调试
进一步在公路设计中推广应用，直接采用专业测绘的电子地形图用于设计，电子数据与专业公路路线处理软件、桥涵设计软件等直接导入对接，发现数据精度、软件对接方面存在的问题，并提出解决可行的方案。目前，采用专业人员测绘电子地形图，已在我院推广应用，并在数条国省道测量中得到应用，收到了很好的经济社会效益。缩短测量周期达60%以上，提高了测量效率和质量，大大节约了人力、物力，大大推进了由传统的测量方法到现代的测量方法的变革。通过调试及修改，经过全院的应用调试，数字化地形图全面应用已逐步成熟。由于我们数字化地形图的精度满足高等级公路，采用数字化地形图用于这次设计任务中，设计运算速度快，一个含数千个点位的数十公里的公路，仅需几分钟便可输出公路设计所要的数据，并自动考虑横坡及超高的影响。解决了传统测设手段的设计效率低、出错率高、误差大、检查手段落后和人工作业随意性大等缺点全方位改善了现有公路勘察设计体系，使公路测设过程发生了本质的变化，其使用效率可从勘察设计协同作业方式、工作人员野外工作减少、劳动强度降低、设计周期缩短、设计能力提高、设计质量与设计水平提高等方面得以体现。
二、公路所引用的数字化勘察设计新技术的研究
1、高分辨率卫星遥感技术
高速公路建设方式主要两种：一种是改建，另一种是新建。而目前我国还以新建项目为主，这也就决定了需要大面积的走廊带选择，需要全面了解并掌握项目控制点附近的地形、地貌、路网分布、土地利用以及沿线自然等。卫星遥感技术因为其具备了丰富的地表信息与直观的图像，所以在路线走廊带与路线方案优化、比选等方面提供了一种很不错的选择。
如今随着卫星遥感图像的定位越来越精确，空间分辨率越来越细，从而使得卫星遥感技术得以更加迅捷、精确及详细地获取地表信息，在工程应用领域也取得了具有突破性的发展。
在路线方案选择、旧路扩建方式优化比选方面等拥有无可替代的技术优势：①卫星通常不会受到地面障碍物的限制，可以迅速有效地取得全球任何一个地区最新的立体影像。②高分辨率全色与多波段影像不但能够对区域地表的各种不同的自然、经济现象进行准确地解译出来，而且还能利用多时段及多波段遥感信息分析，从中取得详细具体的工程地质、水文、地貌变化、自然灾害以及地质灾害等各种不同的信息。③IKONOS图像的定位十分精确，有时不用到野外考察测量，就可以直接生成1：10000数字地形图，这对于偏远地区获得地面数据带来了很大的方便，有很重要的意义。同时，因为其视点较高，摄影死角相对航空拍摄要少得多，所以即使是很隐蔽的地区，也能够取得关于其区域的资料。④IKONOS卫星影像提供范围较大、面积较广，更有助于提高企业经济效益，极大地减少了前期工作所投入的人力与物力，这样在路线走廊的选择上更有利于实现优化。
2、数字摄影测量
数字摄影测量是一种新的技术，近年来被广泛运用于高速公路和二级公路的勘察设计，从而实现了真正意义上的自动测图与数字测图。数字摄影测量和传统摄影测量有很大的区别，主要在于它是通过有关技术对数字化影像进行自动处理，形式完全呈数字化，一定程度上为公路勘察设计的数字化提供了稳定可靠的数据支持。数字摄影测量通常用于以下几个方面：①采用航摄像片同时配合少量外业测量，为公路勘察设计提供了像片平面图与大比例尺地形图，可用于选线及纸上定线。②迅速地制作大比例尺正射影像地形图，通过立体观察、判断及一点实地调查实践工作，再充分利用航片丰富的影像信息对高速公路进行规划、选线、经济调查及工程地质遥感分析等等。③采用数字摄影测量，它会直接产生出设计所需要的地表三维坐标数据，构建工程数字地面的模型，为公路测设的自动化系统提供了较为原始的地形数据。
3、低空大比例航空摄影
航空摄影测量的基础是空中摄影像片的所构成的立体像，它是结合集合物理与化学等相关方面的知识加以分析与量测，从而获得准确的所摄对象信息。它的特点有：信息量较大，能客观而细致、真实而详尽地记录摄影瞬间的地表形态；量测度较为精确，判读性能较为出色；在取得被摄地区的大比例地形那个资料时方便而快捷。
4、高精GPS-RTK三维测量
GPS-RTK三维测量技术逐渐发展起来，它被广泛地应用于各种测量中，解决了常规测量中的许多问题，使得工程勘察设计的进度更为加快了、恰当地解决了勘察工期较短的问题，大大提高了经济效益与社会效益，从而保证了工程建设得以按期、顺利、保质保量地完成。它的优势主要体现在以下几个方面：①大幅度减少了人员与物力的投入，使得经济效益得以提高。②测量不再受制于视线，将测量速度大大提高了，确保了勘察设计的工期，从而为工程建设工期提供了稳定的保障，提升了工程项目的社会效益。
结语
数字化技术已在高速公路的勘察设计中得到了广泛的应用，数字化技术应用于高速公路勘察设计中，不仅可以提高工程项目的工作效率、大大减少了人力物力的投入，还能保证工程项目的顺利完成、促使经济效益与社会效益的全面提升。
参 考 文 献
[1]周兰英。数字化地形图在公路勘察设计中的应用[J]。城市建设理论研究.2011
[2]赵文美，程培峰，于晓坤等。利用数字化技术采集公路地形数据的研究[J]。森林工程，2012
