数字化技术在高速公路勘察设计中的应用

发表时间:2020/9/21   来源:《工程管理前沿》2020年第16期   作者:曲友龙
[导读] 数字化技术方法在现阶段高速公路工程项目建设以及勘察设计过程中应用非常的广泛,从应用实践来看其效果非常的显著,而且在勘察设计中数字化技术的应用优势凸显出来。
        曲友龙
        中冶沈勘工程技术有限公司        辽宁沈阳      110167
        摘要:数字化技术方法在现阶段高速公路工程项目建设以及勘察设计过程中应用非常的广泛,从应用实践来看其效果非常的显著,而且在勘察设计中数字化技术的应用优势凸显出来。通过数字化技术的合理选用,不仅可以大大提高高速公路项目勘察设计效率,而且能够减少投入和确保工程项目建设顺利进行。
        关键词:高速公路;数字化技术;勘察设计;应用实践
        引言
        数字化技术方法在现阶段高速公路工程项目建设以及勘察设计过程中应用非常的广泛,从应用实践来看其效果非常的显著,而且在勘察设计中数字化技术的应用优势凸显出来。通过数字化技术的合理选用,不仅可以大大提高高速公路项目勘察设计效率,而且能够减少投入和确保工程项目建设顺利进行。
        1?高速公路勘察设计过程中所用的数字化技术
        1.1遥感技术
        从整体来看,现阶段国内高速公路工程项目建设过程中主要有两种方式,一是新建,二是改建,在高速公路建设中尤其以前者为主,这也决定了需要选择走廊带,全面把握工程项目控制点周围的地形地貌以及路网分布和沿线自然生态环境条件等。
        随着遥感技术水平的不断提升,而且定位精确度也不断地增加,价值空间分辨较高,以至于遥感操作更加的精确和迅捷,在高速公路工程项目建设中的应用也取得了显著的效果。高分辨率卫星遥感技术的应用过程中,卫星图像不仅可以对区域范围内的路网、道路沿线以及经济布局等不同经济和自然现象进行完整解译,更重要的是还可以让路况、交通调查以及地质详查等更加地高效。在选择路线方案以及旧路扩建模式优化比选过程中,遥感技术优势无可替代。可以对区域地表的不同经济和自然现象进行解译,另一方面还可以利用多波段与多时段遥感信息,以此来获得具体的地质地貌以及水文变化和自然地质灾害等信息;第三,采用IKONOS图像技术可以进行精确地定位,可直接形成数字地形图,比例尺为1:10000,这对那些较为偏远的地区地面数据获取带来了方便。值得一提的是,由于其视点相对较高,而且摄影死角较之于航空拍摄要少,因此即便在很隐蔽区域也可获知该区域的相关资料信息;第四,IKONOS影像技术的应用,具有范围大以及面积广的特点,有利于高速公路路线走廊优化选择。
        1.2摄影测量技术
        摄影测量技术,即数字摄影测量,作为一种全新的技术方法,在国内高速公路勘察设计过程中得以广泛应用,比如自动、数字测图。较之于传统的摄影测量技术,数字摄影测量技术有其自身的特点和优势,其主要是通过先进技术手段的应用对数字化影像自动化处理,在很大程度上为高速公路勘察设计工作的数字化水平提升提供了数据支撑。
        1.3高精三维测量与地面地基模型
        目前高速公路勘察设计时多采用GPS-RTK技术,即采用三维测量技术手段,能够有效测量项目,大大避免了传统测量缺陷与弊端,而且可以有效解决勘测工作问题,从而缩短高速工程勘察周期,有利于提高勘察设计效率。在高速公路勘察过程中,还可以采用三维数字地面与路基模型。实践中可以看到,计算机辅助技术以及CAD技术的应用,为高速公路工程项目建设提供了便利条件,尤其是数字化地面模型在各类工况条件下均可有效地应用。在高速公路线型设计时,数字地面模型的应用可以有效模拟高速公路平面以及纵面和横断面效果,同时可通过计算工程量比选方案。
        1.4数字化技术
        传统的公路勘察设计是通过人工测绘,由各个部门开展和校对完成工作,工作效率低且耗时耗力。而把数字化测绘技术应用于公路勘察工作中,可以提高工作效率、完善人员的配置和确保最终数据的准确无误。

另外,数字化技术可以科学计算公路的面积、断面和路长,提供准确可行的数据信息。在公路勘察设计软件一般是使用矢量图形格式,因为光栅图形格式在使用过程中会耗费一定的成本,所以只会在特殊情况下使用。现在我们可以通过数字化测绘技术减少该过程中的耗费成本,提高测量的工作效率。
        1.5 3S融合技术在公路勘察设计中的应用
        3S技术在道路工程具体勘探设计工作中有很多多样性的使用形式与整合,通常是经过道路工程的实际情况决定的。3S是一种将定位和遥感结合的新式的测绘技能,该技能可以迅速剖析出地理环境并且精确地勘探地球。其中,GPS技术可以迅速查找位置,缺点就是地理性能不够;相关技术人员可以通过遥感技术得到精准信息,但是有的属性没有办法精准获知;地理信息技术在信息整理和查询方面有着较强的能力,但是在获取数字信息的过程中有点困难,为了确保数字信息的获取过程更加高效和精准,要求将以上提到的几种技术有效地整合起来,从中可以看出3S在技术上拥有一定的优势,在以后一定能够引领技术的改革和发展。
        2数字化技术应用实践
        某高速公路工程项目长度为48km,所在地为喀斯特地形,而且岩溶发育良好。该高速公路所经之处地形非常地平坦,并且多数地段为基本的耕地区。公路沿线分布着较多的工业区和水库等。区域范围内的路网非常发达,而且沿线区域范围内有一些铁路、公路以及通村公路等交通设施。对于该高速公路而言,其勘察设计存在着较多的难点,通过对本工程项目分析研究,在勘察设计过程中应当注意以下难点:第一,需大范围对路线方案进行比对选择,尽可能避开耕地、规划区以及岩溶路段和水库区域等。第二,路网较为发达,高速公路沿线交叉着很多的路线走廊带,需对路线方案进行比选,并且扩大其范围,尽可能绕避。第三,传统勘察技术和方法的应用,工作量非常大,而且需调绘结构物,效益低且周期相对较长。基于上述对高速公路工况条件的分析,该工程项目勘察设计时,采用现代测量技术手段以及现有的成果可以取得一定的社会与经济效益。
        2.1采用Google技术
        在本高速工程项目勘察设计过程中,Google技术的应用始终贯穿于整个工程建设全过程,无论是走廊带研究还是选择合适的方案与设计汇报等,均采用了Google技术。在选择走廊带和比选方案比时,Google技术的应用提供了较为详尽的地表建筑物信息资料,全部走廊带真实可见。同时,采用技术手段可以有效减少内业工作以及不必要的现场施工踏勘工作,大大节约了高速公路勘察设计费用和缩短周期。在高速公路项目后期施工建设过程中,可以将设计成果进行还原,实现三维图片式项目汇报,从而使设计成果更加的清晰、直观和简单易懂,并且使汇报得到好评。
        2.2三维数字模型与GPS-RTK技术应用
        本高速公路项目,在勘察设计过程中也用到了数字地面模型。数字地面模型的应用,使得研究从原来的数据源以及模型构建和信息数据的处理逐渐发展至多模型叠加,而且实现了模型优化等,为本高速公路项目建立高精度以及高仿真的路基数字模型提供了帮助。在该高速公路项目外业测量过程中,全测量工作中利用了GPS-RTK技术进行测量,大大节约了测量人员和成本,而且有效改善了高速公路测量作业环境条件,节约了成本费用。从实践来看,数字化技术的应用解决了以往测量技术方法应用过程中劳动强度大、沟谷以及测量视距影响等问题,使得测量工期缩短了至少10 d的时间,并且取得了良好的社会与经济效益。
        结束语
        公路勘察设计中的数字化技术是设计时经常用到的一种技术方法,首先了解公路勘察设计过程中技术的内容和要求,采取相应技术的应用方法,以实现现代公路勘察工作的顺利开展,降低施工过程中所需的成本,提高施工的工作效率,有效发挥公路勘察设计中数字化技术的应用长处。
        参考文献:
        [1]王磊.探究数字化技术在高速公路勘察设计中的应用[J].黑龙江交通科技,2017,40(09):70+72.
        [2]韩晓娟.数字化技术在高速公路勘察设计中的应用[J].青海交通科技,2013(03):16+19.
        [3]韩晓娟.探究数字化技术在高速公路勘察设计中的应用[J].中小企业管理与科技(
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