基于空间信息技术的数字化公路勘察设计新体系

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1、基于空间信息技术的数字化公路勘察设计新体系中交第二公路勘察设计研究院赵喜安[摘要]本文在跟踪国内外现代空间信息技术和对我国公路建设发展趋势认真分析的基础上，总结了我院承担的国家九五重点科技攻关课题和交通部西部科技项目等重大关键技术，对公路勘察设计新体系进行了深入系统的研究，提出了基于空间信息技术的数字化公路勘察设计新体系的基本结构、主要特点和核心技术，并对其在沪宁高速公路扩建工程和西藏墨脱公路等重大工程中的应用作了较详尽的阐述。[关键词]空间信息数字化GPSGISDLGDEMDOM卫星图像遥感沪宁扩建墨脱公路勘察设计一、问题的引出改革开放以来，我国公路

2、建设取得了令世人瞩目的巨大成就，公路总里程达到184万公里，其中高速公路3.2万公里，居世界第二位，桥梁隧道建设也达到了国际领先水平，目前我国东部等发达地区高速公路网已初步形成，随着西部大开发的不断深入，我国公路建设的重心已逐步从东部发达地区向西部山区、边远荒漠地区转移，从新建公路开始向老路扩容改扩建方面拓展，从国内公路建设向国际大通道方向延伸，从单纯的刚性工程建设向数字化勘察、设计、施工、管理一体化技术提升。因此公路建设的前期规划、勘察设计面临着一系列新的问题，主要表现在：1.1工程建设环境恶劣、建设条件艰巨1、地形条件越来越差我国西部地区地形地貌从

3、峡谷盆地至高山极高山、从戈壁荒漠至岩溶冰川等各种地貌单元应有尽有，极为复杂。山峦起伏、峡谷深邃，变化剧烈的高差使公路路线平面弯蜒曲折、纵坡上下起伏、横坡高陡深峻。这种地形条件无论是对公路路网规划、公路通道走廊的选择、路线方案的比选、以及路线平纵横协调设计等都带来了新的困难，特别是使公路测量变得极为艰巨，有些地区采用人工或常规勘察方法和技术手段难以完成。因此，必须研究一套更新的勘察设计新技术，以获取公路勘察设计所必须的高精度、大比例、数字化的地表信息。2、地质条件越来越复杂我国西部地区位于我国地势第一、二级台阶上，地质构造复杂，地壳运动强烈，活动构造众多

4、，各种地质灾害不仅种类多、分布广，而且病害灾害严重且活动频繁。西部地区严重的断层、破碎带、滑坡、崩塌、泥石流、水毁、地震、黄土、湿陷、沼泽、冻土、风灾、雪害、沙害等各种各样的地质现象和公路灾害的勘察、设计和处治技术，已成为了公路建设所面临的最为紧迫的重大难题。3、建设条件越来越艰巨12桥梁隧道等大型构造物所占路线比例越来越大，我院最近几年许多工程的设计数据表明，一般山区高速公路桥隧比例已高达65%~80%，最多达到了85%；各种高墩、高塔、大纵坡、大跨径和曲线桥梁、各种长大隧道等复杂异型结构变化多样且连绵相接，而且这些大型桥隧工程大多都处于地形、地质、

5、气候条件相对较差、施工场地局促的地方，这些都对公路勘察设计技术和质量控制提出了更高的要求。4、工程建设周期越来越短国家经济建设的快速发展对公路等基础设施建设提出了更加快速的发展要求，在目前技术资源有限吃紧的情况下，工作量不断增加，而设计周期又要求越来越短，如何以提高科技含量和技术水平来摆脱技术人员满负荷长期疲劳工作、防止质量事故已成为摆在我们面前一道必须回答的现实问题。1.2技术要求越来越高1、公路扩容改扩建成套技术除上述山区高速公路所提出的各种技术要求之外，公路扩容改建成套勘察设计技术也是目前我国公路建设所面临的重大课题。随着我国经济建设的快速发展，

6、前期所建的部分四车道高速公路(特别是经济发达地区)车流量已日趋饱和，以沪宁高速公路为例，最大断面交通量已达68000辆/日（换算为小车数），道路雍塞已达到了无法承受的程度，道路服务水平已明显低于设计要求，对这些干线高速公路的改扩建迫在眉睫。然而，与新建公路不同的是，除了路基、桥梁的拼接技术、路基沉降等工程性问题，其中最大的问题在于这些干线公路是不可能中断交通而进行上路调查与勘察，必须研究适应这种条件的新的勘察设计技术和方法。2、环境保护与景观建设环境景观建设必须摒弃现有的先建设后维护、先破坏后治理的传统模式，必须且应该在勘察设计初期就引入体现地域文化特

7、色、公路建设与自然环境融合统一和可持续发展的设计理念，并将这一设计理念贯穿至勘察设计、施工和运营管理的始终，以减少不必要的重复设计和施工建设，达到尊重自然，重视环境，提升公路综合品质，建立人、道路、自然和谐共生和显现秀美山川的最高境界。3、数字高速公路“数字高速公路”提出了更高的要求。数字高速公路是数字地球的重要组成部分，它把高速公路的空间信息和属性信息数字化、可视化、网络化、智能化，构成公路信息模型，实现从规划、勘察、设计、施工、监控、收费、养护、运营和服务等多环节上对高速公路进行数字化建设、管理、养护和可持续发展，为用户提供高效、个性化和自主服务，

8、并服务于高速公路的整个生命周期。数字化高速公路涉及信息技术、计算机技术、通讯技术、控制技术等，