遥感技术在道路选线设计方面应用 7页

遥感技术在道路选线设计方面应用　　摘要：本文分别描述了RS，GIS，GPS技术在道路选线中的应用，并指出“3S”技术，以其强大的功能和优势，在选线的过程中得到更广泛更深层次的应用，从而帮助设计人员设计出了最佳的路线。关键词:道路选线设计,遥感技术,测量,资源利用中图分类号：S611文献标识码：A引言“3S”是遥感(RemoteSensing，RS)、地理信息系统(GeogrphicInformationSystem，CIS)和全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)的有机结合，三者又统称为遥感技术。随着空间技术、信息技术、计算机技术的快速发展，遥感技术也日渐成熟，已成为现代社会持续发展、资源调查与合理规划利用、环境监测、自然灾害动态监测与防治等工作中的重要技术手段，广泛应用于工业、农业、交通、军事、通讯等各个行业[1]。目前，遥感技术又以其精确、方便和强大的数据处理功能等优点，应用于资源管理、道路设计等领域。7 20世纪90年代初期，卫星定位系统技术的民用化推动了遥感技术在道路选线中的应用。目前，遥感技术的应用主要体现在以下几个方面：RS主要是在远离目标的情况下，高效的获取大面积的地面信息或者在大范围的工程规划、设计中使用遥感数据及进行方案的可行性选择等；GIS对传统选线作业流程可进行一定的协助处理，并提高工作效率；GPS则被大量用于控制测量。1遥感技术的应用1.1RS在道路选线中的应用RS技术是利用航片或卫星照片上含有的丰富的地表信息，通过立体观察后，经过计算机的自动预处理、识别、解疑等过程，从而获得与路线相关的地质、水文、建筑等地物信息。通过这种方式获取的地物信息具有视域广、整体性强、影像逼真、信息量大、宏观、直观的特点，对地形、地貌、植被等信息的反映也最为直接。在道路选线阶段，由于各阶段工作所依据的基础资料及数据内容要求的深度和精度不同，具体的工作方法与详略程度也有所不同，主要优点有:1)在项目的预可行性研究阶段，主要是利用航测遥感技术的优势,在大面积范围内进行方案研究、论证和比选。在项目的可行性研究阶段，遥感技术的应用多以大比例尺遥感图像为主，加深对工程地质判释、调绘工作，采取综合勘探手段，获取所需的工程地质及水文地质资料。7 3)在初测阶段，遥感图像、航摄相片先于大比例尺地形图，为各有关专业提供了沿线地区的自然模型。另外，遥感技术可以使工作人员避免不良工程地质现象影响路线方案的选择，为以后的施工创造良好的便利条件。20世纪90年代末，甘肃省境内的高速公路建设已由平原微丘区向山岭重丘区转移，山区地形、地质条件更为复杂。为了提高复杂地形、地质环境下的公路勘察设计水平，加快工作速度，减少不良地质危害，做好前期路线方案比选和优化，甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司从1999年开始在刘寨柯、白银、宝鸡、天水等山区高速公路勘察中广泛的采用了遥感技术，不但减少了野外工作的盲目性，减轻了劳动强度，而且提高了调绘质量和进度，为按时提交设计文件提供了保证。该地区的项目工程地质勘探情况和调绘成果得到了专家和业主的一致好评。1.2GIS在道路选线中的应用随着“数字地球”这一概念的提出和人们对它的认识不断加深，从二维向多维动态以及网络方向发展是地理信息系统发展的主要方向，也是地理信息系统理论发展和诸多领域的迫切需要，如资源、环境、城市等。它是计算机技术和信息化发展的共同产物。7 GIS是以地理空间数据库为基础，在计算机的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。GIS在道路前期规划中发挥着重要作用,如:在拆迁过程中，我们可以在电子地图上准确地定出占地线宽度，计算出占地亩数，还可以算出占用的麦地、水塘等需拆迁工程量，大大减少了工作人员不必要的时间损耗并提高了工作效率，让传统的图文作业凭借计算机的处理，使图文密切的结合，以可视化的方式进行。1.3GPS在道路选线中的应用GPS(全球卫星定位系统)作为新一代的卫星导航和定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续性、实时性的精密三维导航与定位能力，而且还具有良好的抗干扰性和保密性。GPS在道路测量中的应用主要有以下几方面:布设各等级的路线带状平面控制网;桥梁、隧道平面控制网;航测外业平面高程控制测量;密林、密灌地区路线控制测量等。特别是近年来,随着载波相位差分GPS技术的发展,高精度实时动态GPS定位技术在道路工程中的应用受到了极大的关注。例如机载GPS在航空摄影测量中的应用、实时动态定位(RTK)技术在道路施工放样中取得了不错的成果。7 静态GPS测量采用相位差分可以达到cm甚至mm级精度,但缺点是经过事后处理才知道结果。而RTK通过实时处理即能达到cm级精度。实时动态(RTK)定位技术是指载波相位实时动态差分定位,它是GPS发展的最新形式，是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS(GPS-RTK)技术,该系统由基准站和流动站组成,建立无线数据通讯是实时动态测量的保证,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台接收机作为参考站,对所有可见GPS卫星进行连续观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据,计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度,这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况,根据待测点的精度指标,确定观测时间,从而减少冗余观测,提高工作效率。RTK技术将彻底改变道路测量模式，能实时得出所在位置的空间三维坐标,这种技术非常适合路线、桥、隧勘察,它可以直接进行大比例尺地形图测绘、实地实时放样、中桩测量点位测量等。用实时GPS动态测量可以完全克服这种需要内业解算完成之后才可以得到测量点坐标的缺陷，它只需在沿线每个碎部点上停留1~2min，即可获得每点的坐标、高程。结合输入的点特征编码及属性信息，构成带状所有碎部点的数据，在室内即可用绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且数据采集速度快,因此降低了测图难度，既省时又省力，非常实用。2最新的RTK技术在道路设计中所具备的功能7 布设导线控制点,加密国家坐标网。根据路线总体走向,参照地形图,选择导线控制点。定线。根据所采集的重要地物、控制点的坐标,绘制平面草图,利用HrCAD等路线设计软件与其他AutoCAD辅助设计系统配合进行纸上定线，确定直线方向、偏转角度、曲线要素等，并计算道路中线逐桩坐标，生成路线文件。中线放样及其他相关测量。将中桩点坐标输入GPS手簿,采用实时动态模式，将基准站立于导线网点上，用移动站读取路线成果数据进行实时放样。在放样时也可实时定位任意桩号或显示当前点至放样中线的垂直距离,非常便于加桩点及其他点位的放样。中基平测量、路线平面图绘制、横断面测量、构造物调查、防护工程及拆迁调查等相关测量可与中线放样分组同时进行。3结语7 道路选线涉及到的因素很多,是个复杂的综合过程。从以上分析我们可以看出,基于3S技术的道路选线,虽然存在不少问题,但它具有传统选线方法很多没有的优势。RS为道路选线提供所需的海量的现实性、准确性、丰富性信息;GPS能提高精度的、准确的勘测数据;GIS强大的空间分析和地理模拟能力；这样在道路选线的过程中，工作人员就可以尽快选择出最优路线,既提高了勘探的精度,又能大大缩短工期,减少外业工作量,提高工作效率,减少投资。随着3S技术本身的不断发展,其在林区道选线过程中必将发挥更大的作用。事实上,随着工程勘察设计新技术研究的进一步深入,遥感技术在工程勘察设计中的作用也越来越重要,并将逐渐成为道路选线设计必不可少的方法和手段。参考文献:[1]苏广实.“3S”技术及其应用领域探讨[J].广州教育学报,2006,(6):57-59.[2]曹健,何东坡,王森岭.GIS技术在道路选线中的应用[J].测绘与空间地理信息,2005,(6):103-104.[3]陈秀玲.GPS在临木公路控制测量中的应用[J].科技信息,2006,(10):73-74.[4]杨少伟.道路勘测设计:第二版[M].北京:人民交通出版社,2004.7