福建省工程測量學(xué)科發(fā)展研究報告

福建省測繪學(xué)會工程測量專業(yè)委員會

?

福建省工程測量學(xué)科發(fā)展研究報告

福建省測繪學(xué)會工程測量專業(yè)委員會

介紹福建省工程測量學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀，總結(jié)福建省工程測量學(xué)科發(fā)展存在的問題和差距，進一步分析本省工程測量的發(fā)展及面臨的機遇和挑戰(zhàn)。提出隨著我省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)，將對測量方式產(chǎn)生革命性影響，同時在無人機的引進和推廣、2000國家大地坐標系的推廣和應(yīng)用、區(qū)域似大地水準面精化技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用、城市GIS的發(fā)展、精密工程測量和變形觀測工作的開展、工程測量人才的培養(yǎng)等方面提出我省的發(fā)展方向。

福建省 工程測量 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

1 引言

工程測量學(xué)是研究地球空間中具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設(shè)實現(xiàn)的理論方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科。它主要以建筑工程、機器和設(shè)備為研究服務(wù)對象。

工程測量學(xué)是一門歷史悠久的學(xué)科，是從人類生產(chǎn)實踐中逐漸發(fā)展起來的。在古代，它與測量學(xué)并沒有嚴格的界限。早在公元前27世紀建設(shè)的埃及大金字塔，其形狀與方向都很準確，這說明當(dāng)時就已有了放樣的工具和方法。我國早在夏商時代，為了治水就開始了水利工程測量工作。到20世紀初，由于西方的第一、二次技術(shù)革命和工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，工程測量學(xué)開始受到人們的重視，并發(fā)展成為測繪學(xué)的一個重要分支。它的發(fā)展經(jīng)歷了一條從簡單到復(fù)雜、從手工操作到測量自動化，從常規(guī)測量到精密測量的發(fā)展道路，它的發(fā)展始終與時代的生產(chǎn)力水平相同步。

隨著改革開放和社會主義建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，隨著傳統(tǒng)的測繪技術(shù)已經(jīng)向數(shù)字化測繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，正向信息化測繪體系發(fā)展，模擬的測繪產(chǎn)品向4D產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，傳統(tǒng)的測繪業(yè)向地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，我國工程測量技術(shù)得到快速的發(fā)展。其發(fā)展的趨勢和特點是：測量方案追求科學(xué)化、合理化；數(shù)據(jù)采集和處理趨向自動化、智能化、實時化、數(shù)字化；數(shù)據(jù)管理趨向集成化、標準化、可視化；數(shù)據(jù)傳輸與應(yīng)用呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會化。3S技術(shù)、數(shù)字測繪技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及先進的測量儀器等廣泛地應(yīng)用于工程測量中，并發(fā)揮其主導(dǎo)作用。

工程測量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供測繪保障，滿足工程所提出的要求。工程測量的研究應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，發(fā)展變化也很快。在學(xué)科上可劃分為普通工程測量和精密工程測量。精密工程測量代表著工程測量學(xué)的發(fā)展方向，大型特種精密工程建設(shè)是促進工程測量學(xué)科發(fā)展的動力。

目前國內(nèi)對與工程建設(shè)有關(guān)的工程測量的劃分爭議比較大，各有各的道理，有按勘測設(shè)計、施工建設(shè)和運行管理三個階段劃分的；也有按行業(yè)劃分成：線路(鐵路、公路等)工程測量、水利工程測量、橋隧工程測量、建筑工程測量、礦山測量、軍事工程測量、3維工業(yè)測量等。

2 福建省工程測量學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 城市及工程控制測量

城市及工程控制測量是進行各種工程測量的基礎(chǔ)與基準。根據(jù)不同的需要和任務(wù)建立的控制網(wǎng)包括城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)、形變監(jiān)控網(wǎng)等。新中國成立以來，我省工程控制測量技術(shù)隨著科技進步和新成就，特別是電子計算機技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等科技成就與應(yīng)用，極大地推動工程控制測量技術(shù)的進步與發(fā)展，發(fā)生了翻天覆地的變化，從三角測量、邊角測量發(fā)展為衛(wèi)星定位測量（GPS）和CORS站網(wǎng)測量等。

2.1.1 GPS定位技術(shù)已在城市與工程控制網(wǎng)的建設(shè)中占主導(dǎo)地位

全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）是美國從20世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有海、陸、空進行全方位實施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 1990年，我國只有個別城市與工程控制網(wǎng)采用GPS定位技術(shù)，隨著GPS定位技術(shù)的不斷改進，軟、硬件的不斷完善，到目前為止，我省所有的城市控制網(wǎng)的建立與改造，都是采用GPS定位技術(shù)完成的，相當(dāng)多的大型工程控制，以及鐵路、公路建設(shè)和隧道工程控制網(wǎng)也采用GPS定位技術(shù)。GPS定位技術(shù)在工程控制網(wǎng)中的重要地位及其良好的精度與經(jīng)濟效益已為工程測量界所公認，可以認為，GPS定位技術(shù)在城市與工程控制網(wǎng)的建立與改造中已占主導(dǎo)地位，GPS定位技術(shù)在我國已經(jīng)發(fā)展到了較高水平。

2.1.2 電子水準儀在高程測量上得到普遍應(yīng)用

電子水準儀又稱數(shù)字水準儀，它是以自動安平水準儀為基礎(chǔ)，在望遠鏡光路中增加了分光鏡和探測器（CCD）,并采用條碼標尺和圖象處理電子系統(tǒng)二構(gòu)成的光機電測一體化的高科技產(chǎn)品。它具有精度高，沒有人為讀數(shù)誤差、誤記問題，其測量時間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省1/3左右。由于只需調(diào)焦和按鍵就可以自動讀數(shù)、自動記錄、檢核，省去了報數(shù)、聽記、現(xiàn)場計算的工作量，水準測量現(xiàn)場測量人員可以節(jié)省1名，可以大幅提高水準測量的生產(chǎn)效率，目前在我省得到普遍的應(yīng)用。

2.1.3 區(qū)域似大地水準面精化工作初步開展

眾所周知，采用GPS技術(shù)可以很容易得到高精度的三維坐標，但是GPS技術(shù)測量得到的是大地高，要得到我們平常使用的85高程值（正常高），需要知道參考橢球面到似大地水準面差距（即高程異常），大地高等于正常高與高程異常之和。在GPS技術(shù)測量大地高精度很容易達到厘米級的情況下，高程異常值的測量精度將直接決定正常高的測量精度。近年來，我省經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，對厘米級似大地水準面的需求十分迫切。高精度的似大地水準面結(jié)合GPS定位技術(shù)可以得到高精度的正常高，使GPS直接測定正常高成為可能，不但節(jié)約大量人力物力，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，而且具有特別重要的科學(xué)意義和社會效益。

2004年，福建省測繪局開始全省區(qū)域似大地水準面精化工作，經(jīng)過二等、三等水準聯(lián)測，結(jié)合全省重力資料，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，全省似大地水準面內(nèi)符合精度：平原地區(qū)為5.6cm，丘陵地區(qū)為6.7 cm，山區(qū)為5.7 cm。這是我省第一次開展似大地水準面精化工作。近年來，我省的廈門市、泉州市、漳州市、龍巖市、福州市、莆田市、寧德市和晉江、石獅等部分地區(qū)陸續(xù)開展了小面積的區(qū)域似大地水準面精化工作，其內(nèi)符合精度在±1.0cm～±5.0 cm之間，為當(dāng)?shù)氐臏y繪工作提供了極大的便利。

2.2 大比例尺地形圖測繪

大比例尺地形圖是城市工程建設(shè)、管理的重要基礎(chǔ)資料，是城市工程建設(shè)中一項重要基礎(chǔ)工作和技術(shù)內(nèi)容。大比例尺地形圖測繪是工程測量的重要內(nèi)容和任務(wù)。隨著科技進步和國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，我省的大比例尺地形圖測繪技術(shù)也在不斷發(fā)展。

2.2.1 數(shù)字化測圖已經(jīng)全面取代模擬法測圖

傳統(tǒng)的模擬法測圖是用儀器在野外測量角度、距離、高差，作記錄，在室內(nèi)作計算、處理，繪制地形圖，屬于純手工作業(yè)，內(nèi)容繁瑣，勞動強度巨大，測繪人員十分辛苦，測圖精度在繪圖過程中損耗嚴重，難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。隨著全站儀的廣泛應(yīng)用和數(shù)字化測圖軟件的成熟，把野外數(shù)據(jù)采集的先進設(shè)備與微機及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來，形成一個從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的數(shù)字化測圖系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的模擬法測圖相比，數(shù)字化測圖具有測圖用圖自動化、圖形數(shù)字化、點位精度高、便于成果更新、能以各種形式輸出成果、方便成果的深加工利用、可作為GIS的重要信息源等優(yōu)點。我國數(shù)字化測繪技術(shù)從1985左右開始發(fā)展，到目前已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)。目前，在我省，大比例尺地形圖測繪方面，數(shù)字化測圖已經(jīng)全面取代傳統(tǒng)的模擬法測圖，占據(jù)主流地位，據(jù)了解，我省有80％以上的大比例尺地形圖都是用數(shù)字化測圖技術(shù)完成的。

2.2.2 基于數(shù)碼航攝的大比例尺地形圖航測成圖逐步興起

傳統(tǒng)的航空攝影測量使用的是普通相機，其拍攝的膠卷需要經(jīng)過沖洗、放大，再進行掃描，才能進行航測成圖，由于影像的分辨率有限，故傳統(tǒng)的航空攝影測量很難滿足大比例地形圖的精度要求，主要用于1：5000、1：10000以上的小比例尺地形圖的生產(chǎn)。而近年來，隨著數(shù)字相機的不斷發(fā)展，利用先進的數(shù)字相機進行航空攝影從而獲得高分辨率的數(shù)碼影像，生產(chǎn)大比例尺地形圖成為可能，其基本原理與傳統(tǒng)的航空攝影測量相似，也是基于攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法，生產(chǎn)數(shù)字地形圖。不同的是，所獲取的原始航片數(shù)據(jù)是數(shù)碼影像，無需經(jīng)過沖洗、放大、掃描，可以直接使用，不會有精度損失，其地面分辨率高，可以滿足大比例尺地形圖生產(chǎn)的需要。

與全野外數(shù)字化測量相比，基于數(shù)碼航攝的大比例尺地形圖航測成圖具有成本低廉、成圖周期短、可以生產(chǎn)多種產(chǎn)品的優(yōu)點，在我省已經(jīng)成為大面積生產(chǎn)大比例尺地形圖的一種重要手段。泉州、廈門、龍巖、南平、福州、晉江、石獅等縣市已經(jīng)開展了從1：500、1：2000比例尺地形圖的生產(chǎn)實踐，在滿足相應(yīng)比例尺地形圖精度要求的前提下，節(jié)省了大量的經(jīng)費，同時可以提供DLG、DOM、DEM等多種產(chǎn)品，為建立各類專業(yè)的信息系統(tǒng)和基礎(chǔ)地理信息平臺提供了可靠的數(shù)據(jù)保證，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟建設(shè)提供有力的保障。

不足之處在于，由于福建省是個多山的省份，很多地市、縣市規(guī)劃區(qū)附近的山比較高，限制了航空攝影比例尺，從而限制了1:500比例尺的地形圖的生產(chǎn)。另外，福建的下雨天數(shù)很多，雨季較長，航空攝影也受到較大的影響。

2.3 線路測量

線路測量是指鐵路、公路、管道、輸電線路、水渠、河道等線狀工程在勘測設(shè)計、施工建造和運營管理三個階段中所進行的測量工作的總稱。線路測量的主要任務(wù)是：①在勘測設(shè)計階段：為線路工程的各設(shè)計階段提供充分、詳細的地形資料。②在施工建造階段，配合施工的進度，將線路中線及其構(gòu)筑物按設(shè)計文件要求的位置、形狀和規(guī)格，正確地放樣于地面。③在運營管理階段：檢查、監(jiān)測線路的運營狀態(tài)，并為線路上各種構(gòu)筑物維修、養(yǎng)護、改建、擴建提供資料。

線路測量一般為線狀，其控制測量一般由GPS點和導(dǎo)線網(wǎng)構(gòu)成，要求全線貫通水準，地形圖獲取一般采取航測成圖方法，城市市政道路一般采取現(xiàn)場數(shù)字化測量方法。施工放樣的測量主要由全站儀，采用極坐標法進行，在測量中由于全站儀不斷發(fā)展，內(nèi)置多種實用的小程序，簡化了測量操作，提高測量工效。

另外，GPS RTK技術(shù)開始用于線路測量的多個方面。GPS RTK技術(shù)具有作業(yè)效率高、定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒有誤差積累，作業(yè)自動化、集成化程度高，操作簡便，容易使用，數(shù)據(jù)處理能力強等優(yōu)點，在近年來得到很大的發(fā)展。在福建省的線路測量的中樁測量、碎部測量、施工放樣、低等級控制測量、征地測量、竣工測量等方面，都開始應(yīng)用GPS RTK技術(shù)，其僅需一人操作，流動站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動實現(xiàn)多種測繪功能，幾秒鐘即得一點坐標，作業(yè)速度快，勞動強度低，節(jié)省了外業(yè)費用，提高了勞動效率。

我省的線路測量十分普遍。先后開展了福廈漳高速公路、京福高速公路、沈海高速公路、溫福鐵路、福廈高速鐵路、LNG燃氣管道、廈門—高集220千伏高壓輸電線路工程、500千伏水口—泉州輸電線路工程等線路測量工作，廣大測繪工作者辛勤勞動，保證了項目的順利開展，有力地促進了我省經(jīng)濟發(fā)展和社會進步。

2.4 地下管線測量

城市地下管線包括給水、排水、燃氣、電信、電力、熱力、工業(yè)管道等，是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，被稱為城市的“生命線”。地下管線的圖紙、資料是城市規(guī)劃管理的重要基礎(chǔ)信息。

20世紀90年代前，受探測技術(shù)、設(shè)備發(fā)展水平的限制，城市地下管線測量基本上是采用開井或開挖少量樣洞進行探測，實地對照核實調(diào)查，以傳統(tǒng)的測繪方法測定管線點三維坐標，室內(nèi)編制管線圖。開井探測技術(shù)既費工費力，成本高，還經(jīng)常破壞路面、綠地，是限于當(dāng)時技術(shù)條件的一種無奈之舉。20世紀90年代初，隨著電磁探測技術(shù)進步和地下管線探測儀器引進，物理探測方法成為地下管線普查探測的主要技術(shù)手段。21世紀以來，物探技術(shù)結(jié)合數(shù)字化測繪技術(shù)、3S技術(shù)，“內(nèi)外業(yè)一體化”探測技術(shù)成為城市地下管線普查探測的主要技術(shù)手段，有條件的城市還建立了城市地下管線數(shù)據(jù)庫。地下管線探測基本實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和處理數(shù)字化、自動化，數(shù)據(jù)規(guī)格的標準化、規(guī)范化，數(shù)據(jù)管理的信息化、可視化。

2000年以來，我省的所有地級市和部分縣級市也開展地下管線測量工作，福州、廈門、泉州和莆田等應(yīng)用“內(nèi)外業(yè)一體化”探測技術(shù)進行測量，建立了城市地下管線數(shù)據(jù)庫。

2.5 變形監(jiān)測

變形監(jiān)測是指對建筑物、構(gòu)筑物及其地基由于荷重和地質(zhì)條件變化等外界因素引起的各種變形（空間位移）的測定工作。其目的在于了解建筑物的穩(wěn)定性，監(jiān)視它的安全情況，研究變形規(guī)律，檢驗設(shè)計理論及其所采用的計算方法和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，是工程測量學(xué)的重要內(nèi)容之一。主要涉及以下內(nèi)容：變形信息的獲取、變形信息的分析與解釋、變形預(yù)報。

變形監(jiān)測主要包括沉降觀測、位移觀測、撓度觀測、轉(zhuǎn)動角觀測和振動觀測等。

目前，災(zāi)害的監(jiān)測與防治已越來越受到全社會、全人類的普遍關(guān)注，政府及主管部門十分重視，福建省近年來也開始了變形觀測的工作，主要集中在大型橋梁、隧道、大壩、大堤、高層建筑、滑坡等的監(jiān)測方面。例如，為保證人民群眾的生命財產(chǎn)安全，福建省測繪院在永泰縣城峰鎮(zhèn)東門旗山進行了大型滑坡監(jiān)測，每天24小時隨時監(jiān)測，連續(xù)觀測近一個月；福州市勘測院為福州閩江1－6橋、市區(qū)部分高架橋定期進行變形觀測；福建省地質(zhì)測繪院為福州地鐵、世茂茶亭等項目進行了基坑監(jiān)測等等。

觀測時主要采用精密水準儀、全站儀、激光準直儀、自動傾斜儀、測斜儀等進行，有的甚至采用光電傳感技術(shù)，實現(xiàn)了觀測的自動化。

變形觀測的難點在數(shù)據(jù)整理和分析方面。由于福建省在變形觀測方面起步不久，在資料分析方面很薄弱，與國內(nèi)比，有相當(dāng)?shù)牟罹?。通常只是將各種變形值編繪成各種圖表，如變形值過程線和建筑物變形分布圖等。這些圖表只能初步了解建筑物的狀況、變形規(guī)律，判斷建筑物的運營是否正常，而沒有進行進一步的分析。

2.6 隧道工程測量

隧道屬于地下工程，且大多數(shù)與交通相關(guān)。隨著現(xiàn)代化建設(shè)和交通的快速發(fā)展，我省地下隧道工程項目也日益增多，包括公路隧道、鐵路隧道、水利工程輸水隧道、礦山隧道、城市地下鐵道工程、人防工程以及地下廠房倉庫（洞室）等等，例如京福高速公路的金雞山隧道、沈海高速公路的飛鸞嶺隧道、溫福鐵路的雞面山隧道、福州二水源的引水隧道、福州地鐵工程、龍巖地區(qū)礦山測量等。隧道工程測量是工程測量的分支,是測繪科學(xué)在地下工程建設(shè)中的應(yīng)用。

隧道工程測量是由地面測量、地面和地下聯(lián)系測量（豎井聯(lián)系測量）、地下測量三部分組成,以地下為主。①地面部分工作與常規(guī)的測量一樣，主要是在地面上建立平面和高程控制網(wǎng)，各種比例尺地形圖獲取及運營時的變形監(jiān)測等。②豎井聯(lián)系測量：將地面上的坐標、方向和高程等數(shù)據(jù)傳到地下，建立地面、地下統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)。③地下測量：為洞內(nèi)施工測量建立地下平面和高程控制網(wǎng)，并根據(jù)隧道設(shè)計數(shù)據(jù)進行放樣、指導(dǎo)開挖及襯砌等的中線及高程測量。

隧道工程測量的工作環(huán)境主要是地下或封閉的空間,其作業(yè)方法,作業(yè)程序等與常規(guī)的地面測量存在一定的差別,其主要特點如下：（1）測量空間狹窄,測量條件差,并有煙塵,滴水,人和機械干擾的可能；（2）施測對象灰暗,一般無自然光,照度不理想；（3）工程精度要求高,而且允許耗時短,有時需要現(xiàn)場提交成果；（4）測量的網(wǎng)型受地下條件限制,成果的可靠性主要依靠重復(fù)測量來保證。

根據(jù)隧道工程施工的特點和需要，防震動、防潮濕、防干擾的全站儀在地下導(dǎo)線測量和施工放樣中得到廣泛應(yīng)用。全站儀利用電子手簿，通過人機交互，可實現(xiàn)地下測量數(shù)據(jù)自動處理和圖形編輯，還可以把由微機控制的跟蹤設(shè)備加到全站儀上，能對地下一系列目標實現(xiàn)自動測量，即所謂測地機器人，為地下工程測量實現(xiàn)自動化開辟了道路。無棱鏡測距儀的應(yīng)用解決了地下人無法到達的測量點的測量工作，保障了地下測量人員的安全。激光指向儀在地鐵、隧道、水道的掘進導(dǎo)向中發(fā)揮重要作用。陀螺經(jīng)緯儀在地下工程定向中取代傳統(tǒng)的定向方法，尤其是新一代陀螺儀和全站儀組合，形成了陀螺全站儀，采用微機控制，能自動、連續(xù)地觀測陀螺擺動并能補償外部條件的干擾，并且觀測時間短，精度高，標志著地下工程陀螺定向?qū)⑾蜃詣踊较蜻~進。

2.7 精密工程測量

精密與大型工程測量是指測量精度達到毫米級以及相對精度達到1×10-5以上的精密工程和體量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型、特大型工程，如離子加速器、核電站等精密施工測量、大壩和大型電站施工測量、特長隧道貫通測量、特大橋梁施工測量、高聳和特大型建筑物的施工與安裝測量等，都以其技術(shù)難度大、施測復(fù)雜、精度要求高、技術(shù)手段先進而聞名于世。所以，精密與大型工程測量始終是工程測量技術(shù)發(fā)展的原動力和閃光點。

在精密工程測量領(lǐng)域，應(yīng)用最多的是專用儀器，其中，包括機械式、光電式及光機電(子)結(jié)合式的儀器或測量系統(tǒng)。主要特點是：高精度、自動化、遙測和持續(xù)觀測。

激光掃描儀可在短時間內(nèi)獲得物體密集的高精度三維點云，建立三維模型，可用于土木工程、工廠改建、建筑測量、文物保護等項目。

激光準直測量系統(tǒng)有激光束準直和波帶板激光準直，前者受激光束漂移的影響，準直距離一般在十米范圍內(nèi)，準直精度一般為 1/100000左右。后者采用三點測量方法，削弱了激光束漂移的影響，準直精度可達 1/1000000左右。激光準直測量系統(tǒng)的探測器采用CCD和PSD光電位置傳感器，提高了探測的采樣率和靈敏度。激光準直測量系統(tǒng)已在大型汽輪發(fā)電機組、電子加速器、大型機械設(shè)備等安裝和檢修中進行軸線測量。

將智能全站儀和自由設(shè)站測量方法相結(jié)合（成為CPⅢ）成為高速鐵路建設(shè)中快速高精度建立控制網(wǎng)的主要設(shè)備和方法。

流體靜力水準是一種高精度、自動化、長期多點同時測量的高程測量系統(tǒng),它安裝簡單,能達到十幾個微米的精度。因此,在精密工程測量中一直都得到廣泛應(yīng)用。近年來,將流體靜力水準系統(tǒng)應(yīng)用于高程測量,特別是高程變形測量的例子越來越多,主要原因歸結(jié)于其獨有的特點:測量頻率高、穩(wěn)定、精度高、長期自動化、無須點間相互通視、完全同時測量多個測點等。

福建省開展的精密工程測量項目不多，主要是市場需求不足，零星開展的精密工程測量項目有：福州世茂外灘、君臨閩江等高層建筑的施工測量，青州大橋、廈門大橋的施工測量，廈漳跨海大橋的高精度控制網(wǎng)，寧德、福清核電站施工放樣測量等。

2.8 其它方面

福建省目前開展比較多的還有：①包括城鄉(xiāng)規(guī)劃定線測量、城鄉(xiāng)用地測量、規(guī)劃檢測測量、竣工測量等類型的法定測量，一般由各城市的勘測院完成，例如，福州市勘測院就承擔(dān)著福州市的規(guī)劃放樣、核樣、竣工測量等工作；②建筑工程測量，普通建筑測量主要由施工單位承擔(dān)；③水利工程測量，主要由水利部門承擔(dān)，其主要工作內(nèi)容，包括為滿足水利水電開發(fā)、水資源利用保護、流域綜合治理規(guī)劃、防汛減災(zāi)、科研、水利工程建設(shè)等領(lǐng)域需求，提供與地理位置有關(guān)的各種綜合或?qū)ｎ}信息；④市政建設(shè)測量；⑤城市拆遷測量；等等。其所包含的內(nèi)容和所采取的技術(shù)手段無非也是建立控制網(wǎng)、獲取大比例尺地形圖、施工放樣、安全監(jiān)測等，在前面已經(jīng)都有敘述，此處就不一一展開闡述了。

3 福建省工程測量學(xué)科發(fā)展的不足之處

綜觀我省工程測量系統(tǒng)的隊伍、儀器設(shè)備使用、技術(shù)發(fā)展水平、測繪成果管理狀況，仍存在亟待解決的問題。

3.1 測繪隊伍技術(shù)力量差異很大，高端測繪人才匱乏

我省從事工程測量的隊伍非常多，有資質(zhì)的隊伍總數(shù)360家，其中甲級隊伍15家，乙級隊伍34家，丙級隊伍100家，丁級隊伍211家。但是測繪隊伍之間技術(shù)力量差異很大，相對來說，少量的甲級和乙級的測繪隊伍比較正規(guī)，各類人才比較齊全，生產(chǎn)的成果質(zhì)量比較有保證，而大量的丙級和丁級隊伍有相當(dāng)部分的公司技術(shù)力量薄弱，有很多作業(yè)人員的文化水平低，缺乏專業(yè)知識，只經(jīng)過簡單的培訓(xùn)就參加生產(chǎn)，生產(chǎn)的成果質(zhì)量很差。另外，由于種種原因，福建省的高端測繪人才缺乏，能夠熟練應(yīng)用、掌握現(xiàn)代測繪高新技術(shù)（如地理信息系統(tǒng)、遙感影像技術(shù)）的人才不多，能從測繪理論指導(dǎo)生產(chǎn)實踐的人才尤其稀缺。

3.2 測繪發(fā)展水平不一，大量山區(qū)縣市的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)落后，成果現(xiàn)勢性不強

在我省沿海地區(qū)，如福州、莆田、泉州、廈門等，測繪發(fā)展水平的水平較高，在當(dāng)?shù)刎斦闹С窒拢錅y繪成果資料能基本滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟建設(shè)需要。而在我省的大量山區(qū)縣市，由于財政投入不足，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)落后，成果現(xiàn)勢性不強，很多縣市所使用的圖件是很多年前的，其基礎(chǔ)控制網(wǎng)不完善或者多年沒有復(fù)測，所使用的平面坐標系統(tǒng)大部分采用54北京坐標系統(tǒng)或以某地區(qū)為參心的近似54北京坐標系統(tǒng)或稱工程獨立坐標系統(tǒng)，有些縣市坐標系選擇不當(dāng)，投影變形嚴重超限。

在高程系統(tǒng)方面，多種高程系統(tǒng)（如羅零高程系統(tǒng)、石壟高程系統(tǒng)、馬肚底高程系統(tǒng)、1956年黃海高程系統(tǒng)、1985年國家高程基準等）長期并存，雖有換算系數(shù)，但其精度不一，資料陳舊，造成規(guī)劃、設(shè)計、監(jiān)測等部門使用不便和混亂。

3.3 新技術(shù)應(yīng)用滯后，科研投入不足

一方面，我省大多數(shù)測繪隊伍的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與國內(nèi)發(fā)展較快的測繪隊伍相比較，仍處在較低的水平，對國內(nèi)、國際新技術(shù)的引進較慢，對科研的投入近乎空白。另一方面，發(fā)展不平衡現(xiàn)象十分突出，在大多數(shù)地縣級測繪部門，設(shè)備落后、手段陳舊，高精尖的儀器設(shè)備投入不足，在現(xiàn)代測繪技術(shù)的投入上更顯得薄弱，大大影響了現(xiàn)代化測繪技術(shù)更新改造的步伐。

3.4 精密工程測量很少開展

由于需求不足，福建省開展的精密工程測量項目很少，而零星開展的精密工程測量項目也多是由外省的隊伍來完成的，本省專業(yè)測繪隊伍很少開展精密工程測量工作，在精密工程測量的專業(yè)人員培養(yǎng)、儀器設(shè)備引進等方面嚴重不足。

3.5 數(shù)據(jù)共享機制尚未完善

目前，福建省出臺了測繪成果匯交、共享的制度，但在執(zhí)行上存在很多問題，難于落實，市縣之間，各地方的規(guī)劃、土地、建設(shè)、房產(chǎn)等部門仍處于各自為政的局面，而各測繪單位間也缺少交流平臺，成果未能做到共享，造成重復(fù)測繪的浪費。

4 福建省工程測量學(xué)科面臨的發(fā)展趨勢和任務(wù)

通過總結(jié)工程測量學(xué)科技術(shù)取得的進步、存在的問題和差距，進一步分析本省工程測量的發(fā)展及面臨的機遇和挑戰(zhàn)。

4.1 測繪理論發(fā)展

在測量平差理論方面，最小二乘法廣泛應(yīng)用于測量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型，它是各種經(jīng)典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型。測量誤差理論主要表現(xiàn)在對模型誤差的研究上，主要包括：平差中函數(shù)模型誤差、隨機模型誤差的鑒別或診斷；模型誤差對參數(shù)估計的影響，對參數(shù)和殘差統(tǒng)計性質(zhì)的影響；病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測方案設(shè)計的關(guān)系。由于變形監(jiān)測網(wǎng)參考點穩(wěn)定性檢驗的需要，導(dǎo)致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測值粗差的研究促進了控制網(wǎng)可靠性理論，以及變形監(jiān)測網(wǎng)變形和觀測值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展。針對觀測值存在粗差的客觀實際，出現(xiàn)了穩(wěn)健估計(或稱抗差估計)；針對法方程系數(shù)陣存在病態(tài)的可能，發(fā)展了有偏估計。與最小二乘估計相區(qū)別，穩(wěn)健估計和有偏估計稱為非最小二乘估計。巴爾達的數(shù)據(jù)探測法對觀測值中只存在一個粗差時有效，穩(wěn)健估計法具有抵抗多個粗差影響的優(yōu)點。建立改正數(shù)向量與觀測值真誤差向量之間的函數(shù)關(guān)系，可對多個粗差同時進行定位和定值，這種方法已在通用平差軟件包中得到算法實現(xiàn)和應(yīng)用。

在工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方面，網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計理論構(gòu)造目標函數(shù)和約束條件，解求目標函數(shù)的極大值或極小值。而除特別的精密控制網(wǎng)可考慮用專門編寫的解析法優(yōu)化設(shè)計程序作網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計外，其他的網(wǎng)都可用模擬法進行設(shè)計。在工程測量中，施工控制網(wǎng)、安裝控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng)都需要作優(yōu)化設(shè)計。

在變形分析理論方面，變形觀測數(shù)據(jù)的處理和分析方法，除回歸分析法和有限元分析法外，時間序列分析法、頻譜分析法、卡爾曼濾波分析法、灰色系統(tǒng)理論、小波分析法以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法也已在一些工程變形監(jiān)測中應(yīng)用。

4.2 連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)將對測量方式產(chǎn)生革命性影響

當(dāng)前，衛(wèi)星定位連續(xù)運行參考站網(wǎng)系統(tǒng)（CORS）建設(shè)的熱潮正在我國悄然興起。福州市在2007年1月首先建成我國第一個基于雙星的城市CORS實驗網(wǎng)，包含3個連續(xù)運行參考站，為我省CORS系統(tǒng)建設(shè)做了有益的嘗試。

福建省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（Fujian Continuously Operating Reference Station，F(xiàn)JCORS）從2008年開始前期研究，2009年開始建設(shè)，2010年開始部分試運行，十二五期間將建成覆蓋全省的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)。其主要功能是向系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶提供各種不同精度的時間和位置服務(wù)信息。

其用戶涵蓋各個行業(yè)，主要用于城市規(guī)劃、國土測繪、地籍管理、城鄉(xiāng)建設(shè)、災(zāi)害監(jiān)測、交通控制、資源勘探、地震監(jiān)測、氣象等行業(yè)和部門，它是多功能、多用途的綜合服務(wù)定位網(wǎng)，是省市區(qū)域數(shù)字化建設(shè)的基礎(chǔ)工程。按照應(yīng)用的精度不同，可以分為厘米級用戶系統(tǒng)，分米級用戶系統(tǒng)，亞米級用戶系統(tǒng)，米級用戶系統(tǒng)等。按應(yīng)用不同，可以分為測繪與工程用戶（厘米、分米級），車輛導(dǎo)航與定位用戶（米級），高精度用戶（事后處理）等幾類。

FJCORS建設(shè)成功，將對工程測量的地面測量產(chǎn)生革命性影響，主要表現(xiàn)在：

（1）事后處理用戶

事后處理用戶可以很容易獲得高精度的三維坐標。一方面，由于FJCORS的參考站都是連續(xù)運行，長期自動觀測，其精度等級為A級，高精度的控制測量采用GNSS 靜態(tài)相對定位技術(shù)時，可以省去尋找高等級控制點的麻煩；另一方面， FJCORS的參考站較密，事后處理用戶可以放棄目前的GPS同步環(huán)、異步環(huán)的觀測模式，甚至單臺GPS接收機就可以與鄰近參考站的觀測數(shù)據(jù)聯(lián)合解算，得到高精度的三維坐標，可以方便作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。

（2）網(wǎng)絡(luò)RTK用戶

FJCORS系統(tǒng)可以把參考站接收機的觀測數(shù)據(jù)（如偽距或相位觀測值）及已知數(shù)據(jù)（如參考站點坐標）實時傳輸給流動站接收機（用戶），流動站快速求解整周模糊度，在觀測到四顆衛(wèi)星后，可以實時地求解出厘米級的流動站動態(tài)位置。這種基于CORS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)RTK 技術(shù)可以廣泛用于地形測圖中的控制測量，地籍和房地產(chǎn)測量中的控制測量和界址點點位的測量，各種地面點的坐標采集和施工放樣、點位監(jiān)測等。

常規(guī)控制測量（如三角測量、導(dǎo)線測量）與網(wǎng)絡(luò)RTK 技術(shù)相比，前者要求點間通視，費工費時，而且精度不均勻，而用RTK 技術(shù)進行控制測量沒有以上的缺點，可以大大提高作業(yè)效率。

而CORS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)RTK 技術(shù)與普通的GPS RTK技術(shù)相比，其優(yōu)勢有：①無需架設(shè)參考站，省去了參考站值守人員和架設(shè)參考站的時間。②GPS接收機利用效率提高，所有的RTK 設(shè)備都可以當(dāng)流動站使用。③不用找控制點。④擴大作用半徑。⑤實現(xiàn)測繪系統(tǒng)和定位精度的統(tǒng)一。

綜上所述，F(xiàn)JCORS建設(shè)成功，可以減少對經(jīng)典靜態(tài)控制點的依賴，改變測量控制網(wǎng)需要分級控制、逐級布網(wǎng)的原則，使傳統(tǒng)的控制測量發(fā)生了重大變化。

4.3 區(qū)域似大地水準面精化技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用

如上文所述，我省區(qū)域似大地水準面精化早在2004年就已經(jīng)開展，為測繪工作提供了一定的便利。但是，我省的區(qū)域似大地水準面精化成果在工程測量上的應(yīng)用受到極大的限制，主要表現(xiàn)在：

（1）受保密要求的限制，全省的似大地水準面精化成果無法推廣使用，一直只在福建省測繪院小范圍使用。

（2）全省的似大地水準面精化成果的精度偏低。其內(nèi)符合精度優(yōu)于7cm，其外符合精度在10cm左右，達不到四等水準的要求，雖然在2004年達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，但在今天看來，總體精度偏低，無法滿足工程測量需要。

（3）各地市生產(chǎn)的區(qū)域似大地水準面精化成果的覆蓋范圍太小，其使用也受保密限制。全省除了少部分縣市（如莆田、寧德）的區(qū)域似大地水準面精化成果的覆蓋整個行政區(qū)域外，大多數(shù)縣市的區(qū)域似大地水準面精化成果僅覆蓋中心規(guī)劃區(qū)域，覆蓋面積偏小，加上受保密限制，一般都由甲方專人掌握，使用很不方便。

推動區(qū)域似大地水準面精化技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用，可以考慮對全省的似大地水準面精化成果進行優(yōu)化，提高全省的似大地水準面精化的精度，使平地的內(nèi)符合精度優(yōu)于3cm，山地、丘陵地的精度優(yōu)于5cm，滿足工程測量的需要。生產(chǎn)時可以考慮利用現(xiàn)有全省的、各地市的觀測數(shù)據(jù)，以節(jié)省生產(chǎn)成本。在保密方面，可以由福建省測繪局指定一個單位的一個人或少數(shù)幾個人專門管理，專門負責(zé)計算、提供成果。也可以和FJCORS系統(tǒng)相結(jié)合，直接由FJCORS系統(tǒng)自動給經(jīng)過嚴格審查的注冊用戶發(fā)送經(jīng)過改正的正常高。這方面在福州地區(qū)已經(jīng)開始小范圍推廣，福州市勘測院利用福州小區(qū)域的CORS系統(tǒng)結(jié)合福州地區(qū)的似大地水準面精化成果，直接發(fā)送改正數(shù)給指定用戶，直接獲得高精度的高程。

4.4 無人機技術(shù)推廣應(yīng)用

航空攝影測量作為一種重要的測量手段和技術(shù)為工程測量的大比例尺地形圖生產(chǎn)提供了大量服務(wù)。但是利用常規(guī)的航空攝影測量存在成本高、項目生產(chǎn)周期長、靈活性差等劣勢，無法滿足日益旺盛的市場服務(wù)需求。

隨著無人機技術(shù)、CCD成像技術(shù)、空間技術(shù)等方面的迅速發(fā)展，利用無人機作為遙感平臺搭載經(jīng)過可量測化處理后的CCD工業(yè)相機進行超低空航空攝影，獲取地面實際分辨率為0.05～0.5m，滿足中小面積 1：500、1：1000、1：2000 等3D產(chǎn)品的數(shù)據(jù)生產(chǎn)要求，并能夠滿足抗震減災(zāi)等應(yīng)急需求、定時定點動態(tài)監(jiān)測等需求。

福建省引進超低空無人機航空攝影測量系統(tǒng)還有其獨特的優(yōu)勢。普通航空攝影方面，由于福建地處東南沿海，臨近臺灣，空中管制比較嚴，天氣復(fù)雜多變，限制了可以普通航空攝影的天數(shù)，另一方面，福建的地形復(fù)雜，很多地市、縣市規(guī)劃區(qū)附近的山比較高，限制了較大比例尺的航空攝影工作，從而限制了大比例尺的地形圖的生產(chǎn)，可以說，在普通航空攝影方面，福建比別的省份受到更多的限制。而超低空無人機航空攝影測量系統(tǒng)作為一項空間數(shù)據(jù)獲取的重要手段，具有輕小、起降場地要求低、受天氣影響小、續(xù)航時間長、影像實時獲取、高危地區(qū)探測、成本低、高分辨率、機動靈活等優(yōu)點，是應(yīng)急響應(yīng)、動態(tài)監(jiān)測的有效手段。

超低空無人機航空攝影測量系統(tǒng)在國外已得到廣泛應(yīng)用，在國內(nèi)也已經(jīng)研制成功，有多家公司的多套無人機系統(tǒng)通過國家認證，目前在推廣應(yīng)用階段。福建省測繪局擬在十二五期間引進國內(nèi)先進的無人機系統(tǒng)，目前已經(jīng)在進行考察、試驗。作為常規(guī)測繪航空攝影測量的有力補充，超低空無人機航空攝影測量系統(tǒng)由于成本低廉，靈活機動，可以快速響應(yīng)，在中小面積（100平方公里以下）大比例尺測圖方面的市場需求很大，在福建省將得到快速發(fā)展。

4.5 坐標基準統(tǒng)一到2000國家大地坐標系

現(xiàn)行的大地坐標系歷經(jīng)50年，對國民經(jīng)濟建設(shè)作出了重大的貢獻，效益顯著。但是無論是1954年北京坐標系還是1980西安坐標系，都受當(dāng)時技術(shù)條件制約，都是二維參心坐標系，其成果精度偏低、無法滿足新技術(shù)的要求，已不適應(yīng)發(fā)展的需要。經(jīng)國務(wù)院批準，中國自2008年7月1日起啟用2000國家大地坐標系（簡稱為CGCS2000）。中國采用2000國家大地坐標系，對滿足國民經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展、國防建設(shè)和科學(xué)研究的需求，有著十分重要的意義。

按照國家要求，2000國家大地坐標系與現(xiàn)行國家大地坐標系轉(zhuǎn)換、銜接的過渡期為8～10年?，F(xiàn)有各類測繪成果，在過渡期內(nèi)可沿用現(xiàn)行國家大地坐標系；2008年7月1日后新生產(chǎn)的各類測繪成果應(yīng)采用2000國家大地坐標系?，F(xiàn)有地理信息系統(tǒng)，在過渡期內(nèi)應(yīng)逐步轉(zhuǎn)換到2000國家大地坐標系；2008年7月1日后新建設(shè)的地理信息系統(tǒng)應(yīng)采用2000國家大地坐標系。

福建省在2008年就開始推行2000國家大地坐標系，目前已經(jīng)有部分項目開始使用2000國家大地坐標系，例如，福建省測繪局要求在2010年開始生產(chǎn)的1：5000、1：10000地形圖全部使用2000坐標，福建省測繪院在廈門1：2000地形圖生產(chǎn)項目、龍巖1：1000、1：2000地形圖、泉州規(guī)劃區(qū)控制測量等項目，在提供當(dāng)?shù)刈鴺顺晒幕A(chǔ)上，也另外提供一套2000坐標成果，福州市勘測院2010年在平潭綜合實驗區(qū)采用航測數(shù)字化成圖的方法完成了全島370平方公里2000國家大地坐標系的1：500地形圖。但是，坐標系統(tǒng)的改變涉及到方方面面，錯綜復(fù)雜，工作量巨大，尤其是工程測量方面，由于工程測量一般涉及的面積很小，各種坐標系統(tǒng)長期并存的情況一直存在，坐標基準統(tǒng)一到2000國家大地坐標系的難度很大，是一項長期、艱巨的任務(wù)，需要測繪人的共同努力。

4.6 城市GIS大力發(fā)展

城市地理信息系統(tǒng)（城市GIS）是依托測繪技術(shù)與測繪生產(chǎn)、采集城市各種空間地理數(shù)據(jù)，利用計算機軟硬件建立起來的城市空間地理信息數(shù)據(jù)庫，為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理的科學(xué)化、信息化、智能化提供空間基礎(chǔ)信息的先進技術(shù)方法。

近年來，我省城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)蓬勃發(fā)展。隨著《城市地理信息標準數(shù)據(jù)基本規(guī)定》等一系列國標、行標的出臺，國產(chǎn)商業(yè)數(shù)字化軟件的成熟，原先各種數(shù)字化成圖軟件數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)分層、數(shù)據(jù)代碼不統(tǒng)一的問題正被逐步解決，成果數(shù)據(jù)正在向標準化方面發(fā)展，為城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展提供了技術(shù)保證。

目前，我省的廈門、福州、莆田、泉州等地市陸續(xù)進行數(shù)字城市的建設(shè)，在3D產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，疊加各種信息，建立城市地理信息數(shù)據(jù)庫，為城市規(guī)劃設(shè)計、管理、監(jiān)管等業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要的基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)遙感數(shù)據(jù)、規(guī)劃設(shè)計專題數(shù)據(jù)、規(guī)劃審批專題數(shù)據(jù)、規(guī)劃監(jiān)管專題數(shù)據(jù)等進行管理、更新與服務(wù)，起到良好效果?？梢哉f，建設(shè)城市地理信息系統(tǒng)是大勢所趨，在不久的將來會有越來越多的城市建立城市地理信息系統(tǒng)。例如，福州市勘測院先后為“數(shù)字福州”空間地理數(shù)據(jù)庫建設(shè)完成了“福州市1:500數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)庫”、“福州市遙感影像庫” 、“福州市地址編碼數(shù)據(jù)庫”、“福州市GNSS綜合服務(wù)系統(tǒng)” 、“福州市地下管線數(shù)據(jù)庫”等。

4.7 開展精密工程測量和變形觀測工作

由于種種原因，由福建省內(nèi)測繪隊伍開展的精密工程測量較少，而隨著福建經(jīng)濟發(fā)展，精密工程測量的需求會逐漸增加，而且伴隨著技術(shù)進步，精密工程測量的技術(shù)門檻不斷降低，所需的儀器設(shè)備越來越便宜，相信未來福建省測繪行業(yè)開展的精密工程測量會越來越多。

隨著政府對公共安全越來越重視，我省在災(zāi)害監(jiān)測方面，建筑物、構(gòu)筑物變形監(jiān)測方面，大壩、堤、橋梁等的安全方面的需求將增多。變形觀測的技術(shù)門檻較低，有一定實踐經(jīng)驗的普通本科畢業(yè)生就可以勝任，使用的設(shè)備多為全站儀、水準儀等，測繪單位都有配置，較難的數(shù)據(jù)分析等可以依托當(dāng)?shù)氐拇髮W(xué)等科研機構(gòu)聯(lián)合進行，相信變形觀測工作在我省會蓬勃發(fā)展。在變形監(jiān)測工作蓬勃發(fā)展的同時，做好變形監(jiān)測單位各項督查工作，讓變形監(jiān)測工作更規(guī)范、更精確也是下一階段應(yīng)該注意的問題。

在未來幾年，我省大力發(fā)展的地鐵技術(shù)，其在施工和運營階段的安全監(jiān)測將是一個全新的領(lǐng)域。如何更好的利用新儀器（測量機器人、激光掃描儀等）與新技術(shù)（城市地理信息系統(tǒng)技術(shù)、新的監(jiān)測理論）相結(jié)合，更好的實現(xiàn)地鐵項目監(jiān)測的實時性、準確性、高效性，為我省的地鐵事業(yè)快速、安全的發(fā)展做出重要貢獻也是下一階段應(yīng)該要重點解決的問題。

4.8 測繪新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用與推廣

我省測繪隊伍應(yīng)加快測繪新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用與推廣，加大資金投入，提高產(chǎn)品的科技含量。

隨著我國高分辨率測繪衛(wèi)星建設(shè)規(guī)劃的實施以及北斗二代導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，我省應(yīng)加快涉及測繪衛(wèi)星地面設(shè)施建設(shè)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸、處理和分發(fā)、衛(wèi)星應(yīng)用數(shù)據(jù)平臺建設(shè)工作。

三維激光掃描技術(shù)突破了傳統(tǒng)的單點測量方法，不需棱鏡通過快速高密度掃描即可獲得掃描點的三維坐標,成為快速獲得目標空間三維信息的儀器，具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢。該技術(shù)在工程測量方面有著廣泛的應(yīng)用, 通過掃描物體表面的三維點云數(shù)據(jù), 可獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型。在地形圖的測繪、斷面測量、建筑物的變形監(jiān)測、礦山測量以及古建筑測繪中有著廣泛的應(yīng)用前景。有條件的單位應(yīng)逐步引進三維激光掃描設(shè)備，將三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中，以提高我省測繪產(chǎn)品的技術(shù)含量。

隨著溫州－福州、福州－廈門等鐵路客運專線相繼通車，標志著我省正式進入高鐵時代。按照規(guī)劃，福建省到2020年將形成長達5000公里、投資3500億元左右的現(xiàn)代化鐵路網(wǎng)，將成為東南沿海的鐵路樞紐。在高速鐵路建設(shè)中，相對精度要求達到1毫米的基樁控制網(wǎng)CPⅢ是高速鐵路建設(shè)的控制基準，也是測量工作的難點，目前鐵路系統(tǒng)已經(jīng)有較成熟的解決方案，我省測繪隊伍應(yīng)盡快引進該項技術(shù)，配置相應(yīng)的儀器設(shè)備，為海西鐵路網(wǎng)建設(shè)作出貢獻。

測量機器人，是一種代替人進行自動搜索、跟蹤、識別和精確照準目標并獲取角度、距離、三維坐標以及影像等信息的智能型全站儀。它能夠通過計算機進行自動化測量，節(jié)省人力、降低成本、提高精度。它是在全站儀基礎(chǔ)上集成步進馬達、CCD影像傳感器和其他傳感器對目標實現(xiàn)識別，迅速做出分析判斷與推理，實現(xiàn)自我控制并完成照準讀數(shù)操作以代替人的手工操作。測量機器人能夠通過軟件中制訂的測量計劃全自動地進行測量和數(shù)據(jù)處理，并可以和后續(xù)分析軟件結(jié)合，代替人工完成許多測量任務(wù)。測量機器人既可以應(yīng)用于各種控制網(wǎng)觀測自動化中，最主要的，測量機器人可以在大壩、橋梁、大型滑坡、高速鐵路、隧道、地鐵等變形監(jiān)測中應(yīng)用，可以實現(xiàn)觀測、數(shù)據(jù)處理全自動化。目前各大廠商紛紛推出自己的測量機器人，其中比較典型的有徠卡的TCA1200系列和TCA1800系列，拓普康的GPT-9000A系列等產(chǎn)品。

工業(yè)測量是指利用精密工程測量的儀器和方法并結(jié)合計量儀器，構(gòu)成精密三維坐標測量與分析系統(tǒng)，對工業(yè)部件的幾何尺寸進行精密安裝、定位、檢測和變形測量，也稱光學(xué)三維測量技術(shù)、非正交系坐標測量系統(tǒng)、移動式坐標測量系統(tǒng)等。工業(yè)測量技術(shù)是現(xiàn)代測繪技術(shù)及計量技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，是精密工程測量的重要組成部分。工業(yè)測量系統(tǒng)具有非接觸性、機動性、測量范圍大、可在測量現(xiàn)場使用等特點。

除了用于一、二維測量的專用儀器裝備外（如高精度數(shù)字水準儀、投點儀、激光準直儀等），三維坐標工業(yè)測量技術(shù)按測量系統(tǒng)硬件可分為七類，即經(jīng)緯儀交會測量系統(tǒng)、全站儀測量系統(tǒng)、激光跟蹤測量系統(tǒng)、激光掃描測量系統(tǒng)、計算機視覺測量系統(tǒng)、室內(nèi)GPS測量系統(tǒng)（iGPS）和關(guān)節(jié)臂式坐標測量機等。

工業(yè)測量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，其在航空、航天工業(yè)、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)、重工業(yè)/核工業(yè)、通訊、軌道交通、市政工程、建筑工業(yè)等行業(yè)都得到廣泛應(yīng)用。如在我國上飛、西飛、沈飛、成飛等飛機公司已有上百臺（套）經(jīng)緯儀、全站儀、激光跟蹤儀點測量系統(tǒng)，用于各個車間的測量和產(chǎn)品的質(zhì)量控制，是國內(nèi)最早開展經(jīng)緯儀、激光跟蹤儀工業(yè)測量應(yīng)用的行業(yè)。在汽車行業(yè)，汽車生產(chǎn)線上的自動化測量系統(tǒng)—白車身測量系統(tǒng)，是汽車工業(yè)現(xiàn)場制造質(zhì)量控制的重要檢測手段，主要采用多傳感器的計算機視覺測量系統(tǒng)，國外已有商業(yè)化的產(chǎn)品，但價格非常昂貴，國內(nèi)以天津大學(xué)為代表，也成功開發(fā)出了此類系統(tǒng)。在船舶行業(yè)，船舶的外形尺寸大，新的分段建造技術(shù)和總段安裝工藝對測量提出了很高的要求。全站儀極坐標測量系統(tǒng)在船舶工業(yè)得到了很好的應(yīng)用，較好的解決了船舶各段的尺寸控制問題。在水電行業(yè)中，如水輪發(fā)電機組安裝測量，水輪發(fā)電機葉片外形測繪，大型水庫閘門變形測量中，經(jīng)緯儀、全站儀測量系統(tǒng)發(fā)揮了很大的作用。在核工業(yè)中，如大型工業(yè)鍋爐焊接變形測量采用了全站儀測量系統(tǒng)，在高能粒子加速器工程中，如北京正負電子對撞機工程（二期）的安裝工程，上海同步輻射光源工程（SSRF）的安裝測量，合肥超導(dǎo)托克馬克裝置的安裝測量，均采用了激光跟蹤儀全站儀等測量系統(tǒng)。在磁懸浮列車、高速列車的車身外形檢測，磁懸浮軌道安裝測量及變形監(jiān)測中激光跟蹤測量系統(tǒng)得到了較好的應(yīng)用。在國家大劇院的精密安裝測量，國家體育場的精密安裝測量，國家游泳中心的精密安裝測量，首都機場T3航站樓的精密安裝測量，以及中央電視臺新辦公大樓的施工測量中，工業(yè)測量系統(tǒng)也發(fā)揮了積極地作用，特別是全站儀測量系統(tǒng)和激光掃描測量系統(tǒng)。而大型天線和射電天文望遠鏡的安裝測量，特別依賴于工業(yè)測量系統(tǒng)。

我們相信，隨著我省經(jīng)濟不斷發(fā)展，各工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω呔鹊墓I(yè)測量的需求將越來越多，我省工業(yè)測量將迎來發(fā)展的黃金時期，各測繪單位要抓住機遇，及早介入，推廣工業(yè)測量的應(yīng)用范圍，為我省經(jīng)濟建設(shè)做出貢獻。

4.9 注重工程測量人才培養(yǎng)

事業(yè)發(fā)展靠人才，人才成長靠培養(yǎng)，培養(yǎng)人才靠教育。改革開放以來，測繪教育和測繪人才培養(yǎng)飛速發(fā)展。工程測量人才一般通過三種途徑來培養(yǎng)：學(xué)歷教育、職業(yè)教育和繼續(xù)教育。

4.9.1 學(xué)歷教育

學(xué)歷教育是工程測量人才的主要培養(yǎng)方式。1996年，教育部本科專業(yè)調(diào)整后，將大地測量、工程測量、航空攝影測量、地圖制圖、礦山測量、海洋測量等專業(yè)合并為測繪工程專業(yè)。我省現(xiàn)在很多院校設(shè)有與測量相關(guān)的專業(yè)，具體如下：

（1）工程測量類

①開設(shè)了本科專業(yè)的有：龍巖學(xué)院、廈門理工學(xué)院和閩江學(xué)院等三所院校開設(shè)了“測繪工程專業(yè) ”；福建農(nóng)林大學(xué)和華僑大學(xué)等兩所院校開設(shè)了“土地資源管理專業(yè) ”。

②開設(shè)了?？茖I(yè)的有：福建省水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院和漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院等兩所院校開設(shè)了“工程測量技術(shù) ”； 福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院開設(shè)了“地籍測繪與土地管理信息技術(shù)專業(yè) ”。

（2）相關(guān)專業(yè)

福州大學(xué)2010年新增“測繪工程”工程碩士專業(yè)學(xué)位授予權(quán)，并已經(jīng)開設(shè)了“地圖制圖與地理信息工程”和“地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)”碩士專業(yè)（碩士，三年）；福建師范大學(xué)開設(shè)了“地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)”專業(yè)，實現(xiàn)了從本科到碩士到博士的培養(yǎng)；廈門理工學(xué)院開設(shè)了“空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)（本科四年）”；閩江學(xué)院開設(shè)了“地理信息系統(tǒng)專業(yè)”。

但是，我省高校舉辦測繪工程本科專業(yè)時間不長，還存在很多不足之處，為此建議：

（1）建議高校加大對測繪工程儀器的投入。

（2）建議在高校中新組建專業(yè)評審組，為本專業(yè)健康發(fā)展提供專業(yè)咨詢與指導(dǎo)。

（3）建議由福建省測繪局牽頭，成立大中專院校工程測量理事分會，加強各院校的溝通、交流與合作。

（4）建議省測繪局通過與省科技廳、教育廳等的聯(lián)系，加強對我省大中專院校有關(guān)GPS、GIS、RS等與測繪工程專業(yè)相關(guān)課題的支持力度，提高我省高校的科研水平，切實增強高校服務(wù)地方的能力。

（5）建議省測繪局重視加強高校測繪工程專業(yè)建設(shè)，并提供與生產(chǎn)單位溝通的渠道，為高校測繪人才提供更多參與交流與學(xué)習(xí)的機會，更好地加強高校測繪人才的培養(yǎng)。

（6）建議為高校更多地參與地方各類與測繪相關(guān)的工程建設(shè)創(chuàng)造條件，提高高校測繪理論與測繪實踐相結(jié)合水平、科研能力，使之更好地為地方、為海西建設(shè)提高智力支持及技術(shù)保障。

4.9.2 職業(yè)教育

測繪職業(yè)教育已經(jīng)逐步走入正軌。目前對于測繪類專業(yè)中專以上學(xué)歷畢業(yè)生，可直接從事工程測量職業(yè)。而對于測繪類專業(yè)學(xué)歷的人員從事工程測量工作，可以通過國家測繪局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心授權(quán)的工程測量員培訓(xùn)中心（如福建省測繪局、部分學(xué)校等）培訓(xùn)，考試合格后，獲得國家測繪局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心頒發(fā)的工程測量員（高、中、初級）國家職業(yè)資格證書之后從事工程測量工作。

4.9.3 繼續(xù)教育

工程測量繼續(xù)教育主要是提高測繪人員的技術(shù)素質(zhì)或?qū)W歷水平。目前，我省工程測量繼續(xù)教育的層次主要有高中/中專升大專，大專升本科，本科通過工程碩士或在職研究生升碩士，碩士研究生也可通過在職博士研究生升博。繼續(xù)教育主要是由各測繪單位自行組織，福建省測繪局也有牽頭組織工程碩士培訓(xùn)。

4.10 建立和健全工程測量行業(yè)管理體制

將工程測量納入測繪規(guī)劃和管理的工作范疇。改革開放以來，雖然工程測量的測繪產(chǎn)品都已形成市場化，一方面給工程測繪行業(yè)帶來了無限的生機和發(fā)展機遇，但另一方面也造成了測繪產(chǎn)品在監(jiān)督管理上的混亂和缺位局面。各自為政造成管理機制的削弱和部分測繪產(chǎn)品質(zhì)量的降低；重復(fù)測繪則在經(jīng)濟上造成浪費。因此，測繪主管部門應(yīng)加強對工程測量的協(xié)調(diào)與管理，強化工程測量生產(chǎn)的報備制度，嚴禁測繪單位超資質(zhì)生產(chǎn)，測繪人員無證生產(chǎn)，加強工程測量生產(chǎn)的過程監(jiān)督和最終驗收，保證成果質(zhì)量。

健全工程測量成果共享機制。我省測繪行業(yè)的測繪生產(chǎn)與測繪成果資料的管理一直處于各個單位各自為政的狀態(tài)，未進行統(tǒng)一保管，時常造成珍貴測繪基礎(chǔ)資料的遺失，測繪成果資料的應(yīng)用也未建立有效的相互溝通渠道，導(dǎo)致了大量的重復(fù)測量，造成測繪基礎(chǔ)資源與測繪生產(chǎn)力的嚴重浪費。健全測繪成果共建共享服務(wù)體系的主要工作包括：

（1）各省級及地縣級部門應(yīng)盡快建立測繪成果的計算機管理體系，對已有的歷史資料進行收集整理，有條件的應(yīng)建立專業(yè)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

（2）開辟已有測繪成果資料應(yīng)用的交流溝通渠道，建立測繪成果資料目錄的匯交管理體系，盡可能減少重復(fù)的測繪生產(chǎn)，提高測繪生產(chǎn)效率。

（3）建立測繪行業(yè)的專業(yè)網(wǎng)站，為測繪生產(chǎn)的信息傳遞、資料收集、成果分發(fā)提供有效的窗口與平臺。

5 結(jié)語

工程測量作為測繪學(xué)的一個重要分支，在我省得到蓬勃發(fā)展。一方面，在GPS測量、區(qū)域似大地水準面精化方面與國內(nèi)的發(fā)展水平相當(dāng)，隨著FJCORS即將建成使用，將對工程測量的生產(chǎn)方式產(chǎn)生革命性影響，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平，另一方面，我省的精密工程測量和變形觀測開展較少，在以后工作中需要政策和技術(shù)支持。

[1] 李筆岳,等.工程測量儀器發(fā)展評述[J].吉林地質(zhì)，2008,(4).

[2] 張洪波,等.精密工程測量的發(fā)展概述[J].四川測繪，2006,29(2):51-54.

[3] 周立.面向21世紀工程測量的發(fā)展趨勢與對策[J].連云港化工高專學(xué)報，1998.

[4] FJCORS總體技術(shù)方案. 2008.

[5] 中國測繪學(xué)科發(fā)展藍皮書.2006卷、2009卷.

課題組成員：

1、姜建慧，福建省測繪院，教授級高工。

2、連鎮(zhèn)華，高工。

3、付青松，高工。