航道工程施工测量探讨

陈发家

摘要：随着交通运输的大力发展，航道工程的基础设施施工也日益普及，然而测量在航道工程施工中的先导地位，日渐显高。文章鉴于数字化测绘技术，阐述了其在航道工程中的应用，基于其存在相关问题，探讨了数字化测绘技术发展前景。

关键词：航道工程；施工；测量；数字化测绘

纵观我国交通发展史，水运交通在中国历史上的地位一直都是龙头，当前我国水运事业蒸蒸日上，作为水运基础设施的航道必将有新的发展。为满足水运工程规划、设计、施工、验收和船舶安全航行的需要，必须定期和不定期地对现行航道工程进行常规性的维护测量。当前测量技术的飞速发展，我国工程测量界在计算机成图方面已取得了较大的发展，尤其在港航工程中的应用日益广泛。

1 数字化测绘技术应用分析

当前，交通部第一、三、四航务工程勘察设计院、长江航运规划设计院等曾以MV/8000II超级小型计算机系统为依托都不同程度地开展了大比例尺计算机成图的研究，重点在解决港区大比例尺计算机成图上进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进展，其成果已在生产实际中应用；武汉测绘科技大学与长江航道局共同研制的内河航道自动化成图系统、广州水运工程设计研究院完成的甚小型导航和测量系统及广西交通规划设计院研制的微型水深系统等都反映了航道测量部门在数字化测绘技术方面的代表成绩，特别是水深测量与导航方面引进计算机技术和光电技术，一改过去采用前(后)方交会进行水深点平面定位的传统方法，而运用电子速测仪极坐标法取而代之，成功地实现测深数据与水平定位数据同步存贮同-记录器中，即时平差计算显示图形和辅助导航．大大减少了人力和提高了成图质量，尤其在通视良好的水域进行中小比例尺的水深测量上更能显示其性能优势。

早在八十年代后期到九十年代初，新一代便携式PC机在测绘技术上的应用，使我们能够把过去只限于室内绘图的软件"搬"到野外，它不但可以完成数据记录、平差计算，而且可以实现瞬时显示草图。因此，出现了以便携式PC机为主体的高起点电子平板野外测图系统(EPS)等的最新研究成果。通过与功能完善的全站式电子速测仪联机，组成具有便携式流动图形工作站性能的大比例尺计算机成图系统。如果在电子速测仪上配以自动跟踪系统和自动应答设备，那么这种系统完全可以成为智能化的全自动测地机器人，其开发前景相当乐观此外，对计算机成图系统中专题软件的研制也呈现出水平更高的开发热潮，如DEM的建立，符号的绘制和配置、编码设计及转换等在算法，数据结构上显示了丰硕的研究成果，并且就一种数据生成多种比例尺地形图的研究也已提到议事日程，意味着计算机成图系统趋向成熟和全面普及的阶段即将出现。

如今，特别在航道上的应用，航道大比例尺水深测量，在洪水期的水深测量，受高位趸船、停港船舶和其它各种水工构筑物对通视的影响．常常会出现极坐标法和前方交会法难以前定的盲区。随着GPS技术的广泛应用，采用GPS动态差分技术进行水深测量的水平定位，由于此项技术对水平方向的通视条件要求不高，因此，运用这一新技术可望根本解决测不到的盲区屏障，并通过用数字式测深仪、GPS接收机与计算机联机，可实现水深测量的自动化和现代化， 数字化水深测量应当成为港航工程测量的最终发展方向。

2 数字化测绘相关技术问题分析

施工测量是港航工程施工的一项基础工作，在实际的工程施工中，由于基建管理水平、工程规模大小不同，以及数字化技术等其它客观条件的限制，因此存在或多或少的问题。

2.1 航道数字化规范标准老化问题

在航道测量工程中，数字化测绘技术是对传统测绘技术的继承和发展，它需要摒弃传统测绘规范、规程和标准中已不再适应数字化测绘技术发展的内容。现行图式国家标准中就有过分强调美学效果，在手工绘图时增加其随意性，如崩崖，陡崖、独立石、不规则面状符号、变化繁多的汉字字体注记等。当然，计算机成图不等于要求地形图中艺术属性的消失和美学价值的降低，而应当是放弃传统手工制图中相对比较含糊和粗略的带绘画色彩的方式，代之以更精确和具有严谨逻辑且适合计算机处理的特点。对港行工程测量规范，应当在执行国标的前提下，补充完善国标中所没有涉及到的港口专业图式标准。此外，如旧规范中图根点密度、碎部地形测量时采用电磁波测距的视线长度等都已不能满足计算机成图新的要求，宜作适时修订。

2.2 GIS地形图数据库问题

众所周知，地形图的测量，是港航工程起决定性工程。对已有地形图的数字化是数字化测绘技术中经常用到的技术途径，而实现这-途径的设备便是数字化仪。数字化仪有手扶跟踪式、扫描式和激光跟踪式等。地形图通过手扶跟踪式数字化仪输入一直是制约成图精度和速度的瓶颈，尽管人们寻找出许多措施力求保证数据精度需要，但仍难以解决速度慢，劳动强度大等根本性问题。因此，国内外许多学者正致力用扫描式或激光跟踪等方法来加以彻底解决。由于没有统一的标准，因此数字化地形图的成图数据格式便显得各不相同。因为未来测绘成果的提供最终会用软盘来替换现时的图件，为保证这些软盘数据的通用性，便迫切期待能拥有统一数据格式标准。

2.3 港航工程数字化测量软件技术问题

如今，在大比例尺计算机成图系统的软件研制基础必须建立在有一定数量的设备资源上。由于多种条件的限制。各单位拥有的设备不尽相同。基于设备的特定配置，往往其开发的针对性极强：遵循一定的规范、标准，面向硬件本身和单位行业特点及传统习惯。此外，鉴于测绘市场的剧烈竞争，导致软件开发成为技术保密和封锁的重点对象。这样势必形成软件应用面单一和低起点重复性开发，其商品化律自然不高，造成了有限开发经费的浪费。要使软件商品化的程度提高，必须解决好以下几方面问题。

充分发挥测绘行政主管部门的职能作用．在广泛调研的基础上，制定出一定范围的外业岗位规程．推行科学简便、高工效的新操作标准。充分发挥测绘学会，信息网组等学术团体的优势，引导成立若干个高水平的开发队伍．集中人才资金优势．以市场需求为基础，进行高起点的开发。软件操作应具有简便易用，价格应能被广大单位所接受，并有良好的售后服务体系。政府应在一定范围内予以政策性倾斜和扶持。

3 数字化测绘技术发展前景

在港航工程方面，水系航运整治开发、航运规划、港口选址和建设等都可以利用GIS作出更加科学的分析。GIS(Geographic Information System)即地理信息系统，它是-种在计算机硬，软件支持下的空间数据输入、贮存、检索、运算、显示和综合分析应用的技术系统。对自然资源、环境管理、交通运输等方面的规划和决策制定提供重要的支持，并发挥重大作用。GIS的核心是建立数据库．其研究的热点是数据模型、数据结构和数据格式之间的转换，数字化测绘技术的成果将是建立数据库的基础资料之一。以全国水运系统港、航、设、管等部门掌握的数字化地形图、自然资源环保特征、经济运量、人文特点、区位特征等综合空间数据为依托，建立一套水运工程信息系统来进行评估、预测和决策，对水系规划、开发及港口投资合理配置，为实现办公现代化和更加科学化提供广阔的应用天地。

随着科学技术的飞速发展，我们相信，数字化在港航工程中的应用，会日益成熟，并将以此作为主要测量手段，相信在不久的将来，数字化成熟应用于港航工程，会给港航工程带来巨大的财富。

4 结语

整个航道施工过程的先导必须是精确的测量技术，诚然，数字化测量技术在某些方面仍然存在不足，但是随着地理信息系统（GIS）的日益完善以及规范的日渐成熟，相信在未来的航道工程施工中，其应用会更上一层楼。

参考文献

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