量天测地 大变天地
■卢 达
  技术人员对地形图进行立体采集。中国铁设 供图

  几十年来,中国铁路设计集团有限公司数代测绘人接续奋斗,引领铁路测绘技术手段不断变革和突破。如今,空天地一体化测量技术已经逐渐形成并大量应用在铁路建设中,在大幅降低劳动强度的同时,提高了工作效率和质量,以往大规模采用人工操作的方式已经成为历史。智能化、信息化的测绘技术已经成为引领铁路建设快速发展的强劲引擎。

  从手工测量起步

  在20世纪50年代初期,铁路勘测中主要使用经纬仪、水准仪、钢尺等简单的仪器设备,60年代至80年代,铁路航测和遥感技术处于模拟测图和航片目视判释阶段,测图精度尚不能完全满足大比例尺设计用图的要求,设计用图主要依靠外业手工测量的方式,铁路勘测主要方式是拉链量距、中桩抄平和断面跑尺。在技术落后的条件下,铁路勘测工作者克服困难,用计算盘、手摇计算器等设备完成集二、包成等重要铁路工程,并在60年代至70年代承担了坦赞铁路的勘测工作,在国际上获得赞誉。

  甩掉图板迎来计算机时代

  20世纪80年代以来,中国铁路测绘经历了从小到大、从弱到强、不断壮大的发展历程。20世纪80年代至90年代中期,铁路勘测陆续引进激光测距仪和全站仪,实现了“量距不拉链”的目标,距离测量产生了质的飞跃。在铁路航测领域,大规模开发航测解析测图技术,形成了精密立体测图与解析测图相结合的航测生产体系,逐步甩掉图板,实现计算机成图。

  20世纪90年代,在铁路工程勘测中,全站仪、全球卫星定位系统(GPS)技术的应用开始向小型、综合、全方位发展。使用全站仪坐标法可直接测量中桩,获取线路纵断面和中桩的横断面,加快了勘测进度。GPS技术使测量模式由地面光学电子模式转变为空间电子测量模式,可以完成铁路平面控制网测量、中线测量、地形测量、断面测量、变形观测等多项工作,中线测量实现了中桩不抄平。

  进入21世纪,随着京津城际铁路的建设,高速铁路精密工程测量技术逐渐起步,并通过郑西高铁、京沪高铁等项目逐渐完善、推广,工程测量成为高速铁路设计、建造和运营维护过程中的关键环节。在铁路勘测中使用遥感信息软件平台,通过对高分辨率卫星数据处理,可获取铁路沿线高清影像,通过差分合成孔径雷达干涉测量技术应用,实现对采空区和沉降区的检测和监测,提高了设计选线的质量和效率。铁路勘测设计一体化技术的研究与应用,将铁路外业测量成果通过数据处理,与设计专业无缝衔接,使铁路勘测方式发生了重大改变。

  三维化、智能化测绘技术引领潮流

  党的十八大之后,测绘技术创新成果和水平突飞猛进,逐渐从二维图纸向三维模型转变,引领铁路勘测设计朝着三维化、智能化的方向发展。

  中国铁设引进机载激光雷达测量系统、数码摄影测量系统,通过航飞获取设计铁路沿线激光点云数据,生产地形图、横断面等测绘成果,实现了断面不跑尺;使用数码航摄影仪获取的高清影像,每张像片都带有空间位置信息,减轻了外业测量的工作量,测图效率得到明显提升。他们研究搭建三维可视化地理信息平台,从数据获取、处理到发布形成了完整的流程,开展了铁路三维虚拟踏勘系统等三维地理信息系统的研究与应用。

  随着三维地理信息技术的发展,建筑信息模型(BIM)技术研究应用在国内兴起,中国铁设大力推进BIM技术的研发应用,将地理信息数据更广泛、直接地应用到工程数据库中,把设计领域的BIM信息和自然领域的地理信息系统(GIS)信息进行交换和结合,为铁路数字化、智能化建设与管理提供了良好的技术手段。

  站在新的起点上,中国铁设测绘院确定了以管理和技术创新及应用为引领,聚焦轨道交通工程,具备工程全生命周期测绘技术能力的奋斗目标,吹响了转型发展新的号角。

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