淺析我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展

王凌

【摘要】：二十一世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的信息時(shí)代，大力促進(jìn)工程測(cè)量技術(shù)方法和手段的更新?lián)Q代，使工程測(cè)量技術(shù)向電子化、自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化方向邁進(jìn)是工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展的基本目標(biāo)。分析了我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】：測(cè)量技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；展望

工程測(cè)量學(xué)科是一門應(yīng)用學(xué)科，它是直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)服務(wù)，緊密與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，是測(cè)繪學(xué)中最活躍的一個(gè)分支學(xué)科。工程測(cè)量有著悠久的歷史，近20年來(lái)，隨著測(cè)繪科技的飛速發(fā)展，工程測(cè)量的技術(shù)面貌發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。主要原因有：一是科學(xué)技術(shù)的新成就，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，以及測(cè)繪科技本身的進(jìn)步，為工程測(cè)量技術(shù)進(jìn)步提供新的方法和手段；二是改革開(kāi)放以來(lái)，城市建設(shè)不斷擴(kuò)大，各種大型建筑物和構(gòu)筑物的建設(shè)工程、特種精密建設(shè)工程等不斷增多，對(duì)工程測(cè)量不斷提出新的任務(wù)、新課題和新要求，使工程測(cè)量的服務(wù)領(lǐng)域不斷拓寬，有力地推動(dòng)和促進(jìn)工程測(cè)量事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

一、工程測(cè)量的定義

在工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工和管理各階段中進(jìn)行測(cè)量工作的理論、方法和技術(shù)稱為工程測(cè)量。工程測(cè)量是測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中的直接應(yīng)用，是綜合性的應(yīng)用測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)，它直接為工程建設(shè)服務(wù)，它的服務(wù)和應(yīng)用范圍包括城建、地質(zhì)、鐵路、交通、房地產(chǎn)管理、水利電力、能源、航天和國(guó)防等各種工程建設(shè)部門。

1. 按照工程建設(shè)的進(jìn)行程序分類。按勤務(wù)員建設(shè)的進(jìn)行程序，工程測(cè)量可分為規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測(cè)量，施工興建階段的測(cè)量和竣工后的運(yùn)營(yíng)管理階段的測(cè)量。規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測(cè)量主要是提供地形資料，取得地形資料的方法是在所建立的控制測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行地面測(cè)圖或航空攝影測(cè)量。施工興建階段的測(cè)量的主要任務(wù)是按照設(shè)計(jì)要求在實(shí)地準(zhǔn)確地標(biāo)定建筑物各部分的平面位置和高程，作為施工與安裝的依據(jù)，一般也要求先建立施工控制網(wǎng)，然后根據(jù)工程的要求進(jìn)行各種測(cè)量工作?？⒐ず蟮臓I(yíng)運(yùn)管理階段的測(cè)量，包括竣工測(cè)量以及為監(jiān)視工程安全狀況的變形觀測(cè)與維修養(yǎng)護(hù)等測(cè)量工作。

2. 按照工程測(cè)量所服務(wù)的工程種類分類。按照工程測(cè)量所服務(wù)的工程種類，也可分為建筑工程測(cè)量、線路測(cè)量、橋梁與隧道測(cè)量、礦山測(cè)量、城市測(cè)量和水利工程測(cè)量等。此外，還將用于大型設(shè)備的高精度定度和變形觀測(cè)稱為高精度工程測(cè)量，將攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于工程建設(shè)稱為工程攝影測(cè)量，而將以電子全站儀或地面攝影儀為傳感器在電子計(jì)算機(jī)支持下的測(cè)量系統(tǒng)稱為三維工業(yè)測(cè)量。無(wú)論是工程進(jìn)程各階段的測(cè)量工作，還是不同工程的測(cè)量工作，都需要根據(jù)誤差分析和測(cè)量平差理論選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量手段，并對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行處理和分析，也就是說(shuō)，測(cè)量數(shù)據(jù)處理是工程測(cè)量的重要內(nèi)容。

二、我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀

2.1先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器在工程測(cè)量中的應(yīng)用。

20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)出現(xiàn)許多先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器，為工程測(cè)量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段，如：光電測(cè)距儀、精密測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、激光掃平儀等，為工程測(cè)量向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測(cè)量、道路測(cè)量和施工測(cè)量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測(cè)距導(dǎo)線網(wǎng)所替代；光電測(cè)距三角高程測(cè)量代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量；具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測(cè)距儀用于施工放樣測(cè)量；無(wú)需棱鏡的測(cè)距儀解決了難以攀登和無(wú)法到達(dá)的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)距工作；電子速測(cè)儀為細(xì)部測(cè)量提供了理想的儀器；精密測(cè)距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。

2.2 GPS定位技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用。

在我國(guó) G P S 定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域，國(guó)家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用 G P S 技術(shù)，在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測(cè)、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測(cè)、海島或海域測(cè)量等也已廣泛的使用 G P S 技術(shù)。隨著D G P S 差分定位技術(shù)和 R T K 實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國(guó) A S 技術(shù)的解除，單點(diǎn)定位精度不斷提高，G P S 技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、石油物探點(diǎn)定位、地質(zhì)勘查剖面測(cè)量、碎部點(diǎn)的測(cè)繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。

2.3 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用。

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，使大比例尺測(cè)圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪，歷來(lái)就是城市與工程測(cè)量的重要內(nèi)容和任務(wù)。常規(guī)的成圖方法是一項(xiàng)腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)結(jié)合的艱苦的野外工作，同時(shí)還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長(zhǎng)，產(chǎn)品單一，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。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用和 GEOMAP 系統(tǒng)的出現(xiàn)，把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動(dòng)繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖，也可提供軟盤，為專業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

2.4 攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用。

攝影測(cè)量技術(shù)已越來(lái)越廣泛的在城市和工程測(cè)繪領(lǐng)域中得以應(yīng)用，由于高質(zhì)量、高精度的攝影測(cè)量?jī)x器的研制生產(chǎn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用，使得攝影測(cè)量能夠提供完全的、實(shí)時(shí)的三維空間信息。不僅不需要接觸物體，而且減少了外業(yè)工作量，具有測(cè)量高效、高精度，成果品種繁多等特點(diǎn)。在城市和工程大比例尺地形測(cè)繪、地籍測(cè)繪、公路、鐵路以及長(zhǎng)距離通訊和電力選線、描述被測(cè)物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測(cè)、文物保護(hù)和醫(yī)學(xué)上異物定位中都起到了一般測(cè)量難以起到的作用，具有廣泛的應(yīng)用前景。由于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的出現(xiàn)，為攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用提供了新的技術(shù)手段和方法，該技術(shù)已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進(jìn)和應(yīng)用。

三、工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展展望

展望2l世紀(jì)，工程測(cè)量將在以下方面將得到顯著發(fā)展：測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)。在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中，將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)，并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問(wèn)題。大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的三維測(cè)量，幾何重構(gòu)及質(zhì)量控制，以及由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化流程，生產(chǎn)過(guò)程控制，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與監(jiān)控的數(shù)據(jù)與定位要求越來(lái)越高，將促使三維業(yè)測(cè)景技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、三維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量。多傳感器的混合測(cè)量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，在人類活動(dòng)中，工程測(cè)量是元處不在、無(wú)時(shí)不用，只要有建設(shè)就必然存在工程測(cè)量，因而其發(fā)展和應(yīng)用的前景是廣闊的。