智能化测绘技术在地铁结构安全监控中的应用 .pdf

智能化测绘技术在地铁结构安全监控中

的应用

摘要：自动化监测可节约人工成本，实现高频率数据采集。目前，80%的地

铁投运城市已经实现地铁保护区的监测监护工作自动化；其中，苏州、杭州、深

圳等城市已全面推广。测量机器人及其他物理传感器可快速获取隧道断面离散点

的监测数据；而移动式三维激光扫描技术可使隧道空间检测领域的点线分散获取

方式转为连续数据获取方式；其提升了数据获取的量级和效率，推动数据获取和

数据处理的过程日益全面化、智能化。基于此，对智能化测绘技术在地铁结构安

全监控中的应用进行研究，仅供参考。

关键词：地铁；隧道结构；智能化测绘；运营期

引言

众所周知，测绘的主要任务是测量和表达各种自然要素、文化现象和人工物

体的多维空间分布、多重属性和随时间的动态变化。因此，需要利用各种先进的

技术手段和工具来开展收集、处理、分析、提交、管理和成就服务等活动。因此，

测绘是一个技术密集型产业，技术进步对提高生产效率和服务水平起着重要作用。

中国测绘经历了从模拟测绘技术到数字测绘技术的重要转变，并逐步实现了全行

业的数字化转型，促进了数字产品生产和服务体系的全面建设，推动了地理信息

产业的大力发展。然而，近年来，这种数字化测绘技术的红利基本耗尽，测绘生

产和服务面临着许多新的挑战，如实时数据采集、信息处理自动化、基于知识的

服务应用等。栋从数字测绘到智能测绘，这已成为必然选择。

[康1]

1智能化测绘的概念

从技术角度来看，数字测绘不仅使用特殊工具或设备测量空间分布、专题属

性、互连和自然因素、人工结构和人类现象的时间、空间变化，还为地理空间数

据的数字产品生成提供数字建模、空间处理和视觉表达的实现以及相关的数据信

息服务。它的本质特征是使用定量算法或分析模型来计算和分析矢量或栅格空间

中各种数字化的观测数据，以实现几何处理、物理反演和误差分析。多年来，在

计算几何、离散数学、数理统计等基础上，根据坐标系的测绘、投影变换、可视

化机制、共线性方程和测量像差的原则，人们研究了时空数据、遥感图像、数字

地图等几何特征和物理参数，并提出了多种算法。处理和模型，包括坐标。变换、

几何校正、辐射合成、分类提取、多元建模、空间分析、视觉表达等。

2信息的智能化感知

结构安全自动化监测的流程包括数据采集、数据传输、数据处理和分析、成

果展示、预警监测与决策。其中，数据采集的测量设备包括测量机器人、静力水

准仪、激光测距仪、裂缝计等设备；其功能是实现对目标的多源、多视角、多尺

度智能感知。数据传输采用蓝牙、无线网卡等方式，将采集到的原始数据实时无

损地传送到监控中心，保证了采集效率和数据真实性。数据处理和分析是整个流

程的重中之重，软件内集成了基准点的稳定性判定VT检验法、全站仪气象改正

模型、静力水准仪的温度改正模型等，可通过简单的操作完成自动解算与判断。

成果展示构建“一项目一档”，通过web展示平台形成项目的数字化档案。预警

监测是自动化监测中的重要环节。系统通过短信、企业微信等常用APP的功能，

实时将数据采集成功率和数据监测成果发送至项目负责人。

3智能化测绘内涵

世界由多种自然元素、文化现象和人工设施组成，并表现出多种几何特征、

多维动态时空分布、复杂关系，不能用简洁而通用的数学模型或算法来完全解释。

例如，地形数字要素中人与属性之间存在复杂的关系。计算几何和空间关系等模

型和算法可以用于计算和分析，但要对内容的完整性和逻辑不一致性做出理性判

断，需要依靠专家的认知经验。实际上，根据相邻等高线的相邻关系和垂直区间

的差异，地形图号、有经验的测量员和制图员可以快速识别地形要素，如山脉、

山谷、鞍形等。栋并确定高度分布是否有异常，但很难用分析算法或模型来表达。

在全国1∑50，000基础地理信息数据库建设和更新项目的设计和实施过程中，

相关专家研究了4D数据必须满足的内容完整性和逻辑一致性，并结合轮廓邻域

和复杂线性关系等一系列算法，归纳出五类20多个约束和规则。它形成了一种

基于规则算法的数据质量检查和评价方法，并实现了轮廓高度和整体DEM误差等

近100个数据质量因素的自动化。

4智能化测绘成果质检现状

智能测地线和测绘是基础大地测量和测绘的继承和发展，地理信息数据的收

集、表达和组织进行了一定程度的改革。随