陳發(fā)家

摘要：隨著交通運輸?shù)拇罅Πl(fā)展，航道工程的基礎(chǔ)設(shè)施施工也日益普及，然而測量在航道工程施工中的先導(dǎo)地位，日漸顯高。文章鑒于數(shù)字化測繪技術(shù)，闡述了其在航道工程中的應(yīng)用，基于其存在相關(guān)問題，探討了數(shù)字化測繪技術(shù)發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：航道工程；施工；測量；數(shù)字化測繪

縱觀我國交通發(fā)展史，水運交通在中國歷史上的地位一直都是龍頭，當(dāng)前我國水運事業(yè)蒸蒸日上，作為水運基礎(chǔ)設(shè)施的航道必將有新的發(fā)展。為滿足水運工程規(guī)劃、設(shè)計、施工、驗收和船舶安全航行的需要，必須定期和不定期地對現(xiàn)行航道工程進(jìn)行常規(guī)性的維護(hù)測量。當(dāng)前測量技術(shù)的飛速發(fā)展，我國工程測量界在計算機(jī)成圖方面已取得了較大的發(fā)展，尤其在港航工程中的應(yīng)用日益廣泛。

1 數(shù)字化測繪技術(shù)應(yīng)用分析

當(dāng)前，交通部第一、三、四航務(wù)工程勘察設(shè)計院、長江航運規(guī)劃設(shè)計院等曾以MV/8000II超級小型計算機(jī)系統(tǒng)為依托都不同程度地開展了大比例尺計算機(jī)成圖的研究，重點在解決港區(qū)大比例尺計算機(jī)成圖上進(jìn)行卓有成效的探索和交流，在MV/8000Ⅱ的消化吸收和利用上取得進(jìn)展，其成果已在生產(chǎn)實際中應(yīng)用；武漢測繪科技大學(xué)與長江航道局共同研制的內(nèi)河航道自動化成圖系統(tǒng)、廣州水運工程設(shè)計研究院完成的甚小型導(dǎo)航和測量系統(tǒng)及廣西交通規(guī)劃設(shè)計院研制的微型水深系統(tǒng)等都反映了航道測量部門在數(shù)字化測繪技術(shù)方面的代表成績，特別是水深測量與導(dǎo)航方面引進(jìn)計算機(jī)技術(shù)和光電技術(shù)，一改過去采用前(后)方交會進(jìn)行水深點平面定位的傳統(tǒng)方法，而運用電子速測儀極坐標(biāo)法取而代之，成功地實現(xiàn)測深數(shù)據(jù)與水平定位數(shù)據(jù)同步存貯同-記錄器中，即時平差計算顯示圖形和輔助導(dǎo)航．大大減少了人力和提高了成圖質(zhì)量，尤其在通視良好的水域進(jìn)行中小比例尺的水深測量上更能顯示其性能優(yōu)勢。

早在八十年代后期到九十年代初，新一代便攜式PC機(jī)在測繪技術(shù)上的應(yīng)用，使我們能夠把過去只限于室內(nèi)繪圖的軟件"搬"到野外，它不但可以完成數(shù)據(jù)記錄、平差計算，而且可以實現(xiàn)瞬時顯示草圖。因此，出現(xiàn)了以便攜式PC機(jī)為主體的高起點電子平板野外測圖系統(tǒng)(EPS)等的最新研究成果。通過與功能完善的全站式電子速測儀聯(lián)機(jī)，組成具有便攜式流動圖形工作站性能的大比例尺計算機(jī)成圖系統(tǒng)。如果在電子速測儀上配以自動跟蹤系統(tǒng)和自動應(yīng)答設(shè)備，那么這種系統(tǒng)完全可以成為智能化的全自動測地機(jī)器人，其開發(fā)前景相當(dāng)樂觀此外，對計算機(jī)成圖系統(tǒng)中專題軟件的研制也呈現(xiàn)出水平更高的開發(fā)熱潮，如DEM的建立，符號的繪制和配置、編碼設(shè)計及轉(zhuǎn)換等在算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上顯示了豐碩的研究成果，并且就一種數(shù)據(jù)生成多種比例尺地形圖的研究也已提到議事日程，意味著計算機(jī)成圖系統(tǒng)趨向成熟和全面普及的階段即將出現(xiàn)。

如今，特別在航道上的應(yīng)用，航道大比例尺水深測量，在洪水期的水深測量，受高位躉船、停港船舶和其它各種水工構(gòu)筑物對通視的影響．常常會出現(xiàn)極坐標(biāo)法和前方交會法難以前定的盲區(qū)。隨著GPS技術(shù)的廣泛應(yīng)用，采用GPS動態(tài)差分技術(shù)進(jìn)行水深測量的水平定位，由于此項技術(shù)對水平方向的通視條件要求不高，因此，運用這一新技術(shù)可望根本解決測不到的盲區(qū)屏障，并通過用數(shù)字式測深儀、GPS接收機(jī)與計算機(jī)聯(lián)機(jī)，可實現(xiàn)水深測量的自動化和現(xiàn)代化， 數(shù)字化水深測量應(yīng)當(dāng)成為港航工程測量的最終發(fā)展方向。

2 數(shù)字化測繪相關(guān)技術(shù)問題分析

施工測量是港航工程施工的一項基礎(chǔ)工作，在實際的工程施工中，由于基建管理水平、工程規(guī)模大小不同，以及數(shù)字化技術(shù)等其它客觀條件的限制，因此存在或多或少的問題。

2.1 航道數(shù)字化規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)老化問題

在航道測量工程中，數(shù)字化測繪技術(shù)是對傳統(tǒng)測繪技術(shù)的繼承和發(fā)展，它需要摒棄傳統(tǒng)測繪規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)中已不再適應(yīng)數(shù)字化測繪技術(shù)發(fā)展的內(nèi)容。現(xiàn)行圖式國家標(biāo)準(zhǔn)中就有過分強(qiáng)調(diào)美學(xué)效果，在手工繪圖時增加其隨意性，如崩崖，陡崖、獨立石、不規(guī)則面狀符號、變化繁多的漢字字體注記等。當(dāng)然，計算機(jī)成圖不等于要求地形圖中藝術(shù)屬性的消失和美學(xué)價值的降低，而應(yīng)當(dāng)是放棄傳統(tǒng)手工制圖中相對比較含糊和粗略的帶繪畫色彩的方式，代之以更精確和具有嚴(yán)謹(jǐn)邏輯且適合計算機(jī)處理的特點。對港行工程測量規(guī)范，應(yīng)當(dāng)在執(zhí)行國標(biāo)的前提下，補(bǔ)充完善國標(biāo)中所沒有涉及到的港口專業(yè)圖式標(biāo)準(zhǔn)。此外，如舊規(guī)范中圖根點密度、碎部地形測量時采用電磁波測距的視線長度等都已不能滿足計算機(jī)成圖新的要求，宜作適時修訂。

2.2 GIS地形圖數(shù)據(jù)庫問題

眾所周知，地形圖的測量，是港航工程起決定性工程。對已有地形圖的數(shù)字化是數(shù)字化測繪技術(shù)中經(jīng)常用到的技術(shù)途徑，而實現(xiàn)這-途徑的設(shè)備便是數(shù)字化儀。數(shù)字化儀有手扶跟蹤式、掃描式和激光跟蹤式等。地形圖通過手扶跟蹤式數(shù)字化儀輸入一直是制約成圖精度和速度的瓶頸，盡管人們尋找出許多措施力求保證數(shù)據(jù)精度需要，但仍難以解決速度慢，勞動強(qiáng)度大等根本性問題。因此，國內(nèi)外許多學(xué)者正致力用掃描式或激光跟蹤等方法來加以徹底解決。由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此數(shù)字化地形圖的成圖數(shù)據(jù)格式便顯得各不相同。因為未來測繪成果的提供最終會用軟盤來替換現(xiàn)時的圖件，為保證這些軟盤數(shù)據(jù)的通用性，便迫切期待能擁有統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 港航工程數(shù)字化測量軟件技術(shù)問題

如今，在大比例尺計算機(jī)成圖系統(tǒng)的軟件研制基礎(chǔ)必須建立在有一定數(shù)量的設(shè)備資源上。由于多種條件的限制。各單位擁有的設(shè)備不盡相同?；谠O(shè)備的特定配置，往往其開發(fā)的針對性極強(qiáng)：遵循一定的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，面向硬件本身和單位行業(yè)特點及傳統(tǒng)習(xí)慣。此外，鑒于測繪市場的劇烈競爭，導(dǎo)致軟件開發(fā)成為技術(shù)保密和封鎖的重點對象。這樣勢必形成軟件應(yīng)用面單一和低起點重復(fù)性開發(fā)，其商品化律自然不高，造成了有限開發(fā)經(jīng)費的浪費。要使軟件商品化的程度提高，必須解決好以下幾方面問題。

充分發(fā)揮測繪行政主管部門的職能作用．在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，制定出一定范圍的外業(yè)崗位規(guī)程．推行科學(xué)簡便、高工效的新操作標(biāo)準(zhǔn)。充分發(fā)揮測繪學(xué)會，信息網(wǎng)組等學(xué)術(shù)團(tuán)體的優(yōu)勢，引導(dǎo)成立若干個高水平的開發(fā)隊伍．集中人才資金優(yōu)勢．以市場需求為基礎(chǔ)，進(jìn)行高起點的開發(fā)。軟件操作應(yīng)具有簡便易用，價格應(yīng)能被廣大單位所接受，并有良好的售后服務(wù)體系。政府應(yīng)在一定范圍內(nèi)予以政策性傾斜和扶持。

3 數(shù)字化測繪技術(shù)發(fā)展前景

在港航工程方面，水系航運整治開發(fā)、航運規(guī)劃、港口選址和建設(shè)等都可以利用GIS作出更加科學(xué)的分析。GIS(Geographic Information System)即地理信息系統(tǒng)，它是-種在計算機(jī)硬，軟件支持下的空間數(shù)據(jù)輸入、貯存、檢索、運算、顯示和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。對自然資源、環(huán)境管理、交通運輸?shù)确矫娴囊?guī)劃和決策制定提供重要的支持，并發(fā)揮重大作用。GIS的核心是建立數(shù)據(jù)庫．其研究的熱點是數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換，數(shù)字化測繪技術(shù)的成果將是建立數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)資料之一。以全國水運系統(tǒng)港、航、設(shè)、管等部門掌握的數(shù)字化地形圖、自然資源環(huán)保特征、經(jīng)濟(jì)運量、人文特點、區(qū)位特征等綜合空間數(shù)據(jù)為依托，建立一套水運工程信息系統(tǒng)來進(jìn)行評估、預(yù)測和決策，對水系規(guī)劃、開發(fā)及港口投資合理配置，為實現(xiàn)辦公現(xiàn)代化和更加科學(xué)化提供廣闊的應(yīng)用天地。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我們相信，數(shù)字化在港航工程中的應(yīng)用，會日益成熟，并將以此作為主要測量手段，相信在不久的將來，數(shù)字化成熟應(yīng)用于港航工程，會給港航工程帶來巨大的財富。

4 結(jié)語

整個航道施工過程的先導(dǎo)必須是精確的測量技術(shù)，誠然，數(shù)字化測量技術(shù)在某些方面仍然存在不足，但是隨著地理信息系統(tǒng)（GIS）的日益完善以及規(guī)范的日漸成熟，相信在未來的航道工程施工中，其應(yīng)用會更上一層樓。

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