摘要:本文介绍了在沈阳市地铁工程勘测中所运用的测绘新技术和新方法。例如应用航测正射影像、航测数字化测图及纵横断面测绘等新技术的综合应用,取得良好的经济社会效益。
关键词:正射影像,航测,GPS,DEM
近年来随着城市建设的快速发展,城市中的地铁建设也快速发展起来,由于地铁建设多建在建筑物密集、地下管线繁多的城市环境中,技术含量高、造价昂贵,不仅工程测量精度要求高,而且测量方法特殊。沈阳市地铁二号线地下段从中街商业区的繁华地带穿过,高楼林立、交通繁忙、人流拥挤、昼夜不断,两侧房屋成片,高楼大厦林立,全线工程测量条件极其困难,而且不安全。因此,在沈阳市地铁二号线勘测设计中,大量运用了测绘新技术、新方法。
一、 测绘概况
对地铁沿线开展大比例尺航空摄影,用航测方法测绘地铁工程所需的1∶500带状数字地形图和1∶1000带状彩色正射影像图。这些资料直观、详细、信息丰富,大大减少了设计人员现场核对调查的时间,为确定线路走向、稳定线路方案、站位布置等设计工作起到非常重要的作用,提高了勘测设计速度和质量。彩色正射影像图应用于设计图纸中,也使初步设计文件更加直观、漂亮。
二、外业
外控点布设采用航带法平高区域网布点方式,平高控制点的航向跨度为3条基线,为了提高测图的高程控制精度,在相邻二对外控点中间增加了一个平高控制点或高程控制点。为了给线路方案优化创造条件,要求外控点应控制整个摄影范围。
外控点选刺除满足实地辨认精度外,点位还必须考虑GPS的观测要求,有部分点位就因GPS接收信号不好,又重新观测或移位另外选刺。当点位选在高出或低于地面的目标时,量注比高,在点位说明和略图旁,加绘断面图。
外控点联测采用GPS接收机,按快速静态法测定平面和高程,网平差及坐标转换采用西南交通大学XJGPS软件包进行计算。高程拟合时采取不同的拟合方法进行比较,以确定最合适的拟合方法,保证高程拟合精度。
三、内业制图
航测内业制图采用VirtuoZo等数字摄影测量工作站。用光线束法区域网平差程序进行电算加密,航线旁向连接点采用双排点布设,避免了连接点在一条直线上,加强了旁向连接的构网强度。
航测外控时不调绘,内业测图先参照既有地形图进行室内判释调绘,然后用1∶500地形图到实地进行调绘补测的方式进行制图。测绘房屋时区分性质和楼层,遇有阴影或摄影相对漏洞时,首先考虑采用相邻航线或相邻像对能否测绘,确实无法替代时,圈定范围,由外业实地补测。高程注记点分布均匀,道路中间、桥梁、涵洞均有高程点,便于设计人员读取高程。仪器采集的原始数字地形图文件数据导入Auto CAD 2005环境中的图形编辑系统上进行编辑,接边、检查和按线路走向带状分幅。
测图完成后到现场调查核对,进行修改。隐蔽和新增地物采用全站仪和皮尺丈量的方法补测。为检查地形图精度,用全站仪实测44个平面、59个高程检查散点,经统计计算地形图平面中误差为Ms=±0. 22 m,高程中误差为Mh=±0.13 m,满足规范要求。
四、制作正射影像图
采用Virtuo Zo数字摄影测量工作站进行1∶1000带状彩色正射影像图制作,制图宽度为800m,影像扫描采用Helava DSW600扫描仪进行彩色扫描,以像对为单位,进行数字地面模型(DEM)的自动获取并映射到模型上,进行检查。对于房屋密集的地方采用高程取平均值的方法进行DEM内插,城市中的高架桥、高等级公路,则要修改等高线使之垂直穿过路桥,并使高程与地面匹配,这样就避免了正射影像的制作引起建筑物大的变形。修改完成后,以正确的数模为基础,对核线影像进行精确纠正,获取该像对的正射影像。
由于摄影、摄影处理、扫描等环节的影响,每个像对的正射影像都存在着颜色偏差、饱和度不一样等问题,用影像处理软件进行匀光处理。以单张正射影像为单位划镶嵌线,镶嵌线避开高大建筑物,并根据影像成果反复修改镶嵌线,使正射影像成果中地物没有大的扭曲变形。随后再用Photoshop对TIF影像成果进行适当的修饰整理,调整影像亮度及对比度,使整幅图形色调一致、逼真,进行地名、街道、单位、河流等名称的汉字注记,并在影像边缘添加格网坐标。
五、线路纵横断面测量
利用测绘1∶500地形图的航测资料,用航测技术测绘线路纵横断面图,在Virtuo Zo数字摄影测量工作站上恢复定向后,进入横断面专用测图程序,采集纵断面或横断面数据,断面特征点加注说明。如断面位于树林、阴影、水下,在断面图上标注“需实测地段”,由测量人员在现场实地补测修改。
用航测技术测绘纵横断面图,可把大量的野外实测工作转变成室内作业,减轻劳动强度,大大改善了工作环境,不受天气和道路上行人汽车的干扰。采集的数据与后续专业实现数字化接口,导入设计软件转换成AutoCAD格式图形,进行地质填图和施工图设计。解决了繁华商业地带测量极其困难、安全难以保障等问题,安全、高效地完成了勘测工作。
六、结束语
在沈阳市地铁二号线工程勘测中,航测正射影像、航测数字化测图及纵横断面测绘等新技术的综合应用,取得了良好的经济社会效益。随着高新技术的迅猛发展,各学科间的相互渗透和影响,不断为工程测量提供新的技术和方法,这将更好地为地铁工程测量工作服务。
参考文献
[1] 《城市测量规范》(CJJ8-99)中华人民共和国行业标准,北京市测绘设计研究院出版。
[2] GPS(RTK)测量技术规程
[3] 铁道部第三设计院 ,北京,人民铁道出版社,1975