基于工程測量技術(shù)的發(fā)展趨勢淺析

田峰+蘇宗躍

摘 要：本研究首先描述了工程測量技術(shù)，重點(diǎn)描述了現(xiàn)代工程測量學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀以及工程測量技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用，并且對工程測量的前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：工程測量；發(fā)展；趨勢

中圖分類號：TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

測量學(xué)是研究測定地面點(diǎn)的空間位置，將地球表面的形狀和其他信息測繪成圖，以及確定地球形狀和大小的科學(xué)。工程測量學(xué)主要研究工程建設(shè)在設(shè)計(jì)、施工和管理階段所進(jìn)行的多種測量工作的學(xué)科。地面上的各種工程建設(shè)，一般都需要經(jīng)歷工程總體規(guī)劃、工程勘查設(shè)計(jì)、工程施工、工程竣工檢查和工程運(yùn)營管理等幾個階段。在整個工程建設(shè)的過程中，每個階段都需要進(jìn)行不同目的的測量工作，而工程測量是這些工作的基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代測量科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工程測量技術(shù)也越來越得到了極大的發(fā)展。目前來說，工程測量已經(jīng)傳統(tǒng)的測量形式向數(shù)字化、自動化、智能化等方向發(fā)展，工程測量技術(shù)的飛躍發(fā)展對工程建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持和保障。

1.工程測量技術(shù)簡介

工程測量學(xué)主要研究在工程建設(shè)各個階段所進(jìn)行的與地形及工程有關(guān)的信息采集和處理、工程的施工放樣及設(shè)備安裝、變形監(jiān)測分析和預(yù)報(bào)等的理論、技術(shù)與方法，以及研究對與測量和工程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用。

在測繪行業(yè)中，人們把工程建設(shè)中的所有測繪工作統(tǒng)稱為工程測量。在工程建設(shè)中主要包括工程建設(shè)勘測、設(shè)計(jì)、施工和管理階段所進(jìn)行的測量工作。它主要是直接為各項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目的勘測、設(shè)計(jì)、施工、安裝、竣工、監(jiān)測和運(yùn)營管理等工程工序服務(wù)。

2.現(xiàn)代工程測量技術(shù)的發(fā)展

工程測量最早是由土地界限劃分而慢慢發(fā)展起來。隨著科技的發(fā)展和人類社會的進(jìn)步，20世紀(jì)60年代，光電技術(shù)首次被引入工程測量領(lǐng)域，這是測量技術(shù)的一個重大進(jìn)步和轉(zhuǎn)折點(diǎn)，從而測量技術(shù)也向著自動化的方向發(fā)展。經(jīng)緯儀、電子水準(zhǔn)儀以及全站儀等一系列自動化測量儀器被廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)和工程建設(shè)中去。隨著各種數(shù)字化儀器的使用，使得測量數(shù)據(jù)的精度越來越高，作業(yè)效率也得到了極大的提升，使得測繪工作開展也更加容易，對測繪技術(shù)的發(fā)展有深遠(yuǎn)的影響和意義。

2.1 地面測量儀器

測量儀器的精度決定了測量的結(jié)果，高精度的測量儀器是整個工程的基礎(chǔ)和保證。自動化測量儀器的應(yīng)用推動了測量技術(shù)越來越數(shù)字化、智能化，顛覆了以往傳統(tǒng)測測量方式。在實(shí)際的生產(chǎn)工作中，高精度的儀器也可以對可能出現(xiàn)的誤差進(jìn)行自動修正。

2.2 地圖數(shù)字化技術(shù)

地圖的數(shù)字化技術(shù)主要分為掃描和跟蹤。地圖掃描數(shù)字化技術(shù)主要是基于數(shù)字化儀對作業(yè)范圍內(nèi)的地形進(jìn)行掃描，從而得到與地形相關(guān)的矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。地圖數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，極大地提高了電子地圖的實(shí)現(xiàn)效率，可以保證數(shù)據(jù)的精確。在工程測量領(lǐng)域，地圖數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用具有里程碑的意義。

2.3 衛(wèi)星定位系統(tǒng)

衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要指的是通過衛(wèi)星定位得到點(diǎn)位的，它建立在相對地心的直角坐標(biāo)系，屬于三維測量技術(shù)。衛(wèi)星定位系統(tǒng)最早起源于美國的GPS，該系統(tǒng)由美國國防部開發(fā)研制的，對人造衛(wèi)星傳回的信號進(jìn)行三角測算，在全球性的坐標(biāo)系統(tǒng)中確定準(zhǔn)確地理位置的一種技術(shù)。GPS與傳統(tǒng)的測量手段相比有強(qiáng)大的優(yōu)勢，速度快、精確度高、費(fèi)用低等，傳統(tǒng)測量中浪費(fèi)人力、財(cái)力的測距、測角工作都得到了相應(yīng)的簡化。后來歐洲以及俄羅斯等地區(qū)也建立了屬于自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，我國的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)也在逐步地建設(shè)和完善中。在工程測量中，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以得到坐標(biāo)數(shù)據(jù)精度誤差在亞毫米級。因此，從20世紀(jì)80年代開始，在工程測量領(lǐng)域，衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。經(jīng)過30多年的發(fā)展和完善，衛(wèi)星定位系統(tǒng)已經(jīng)成為工程測量中重要的技術(shù)之一。

2.4 數(shù)字化測繪技術(shù)

目前，數(shù)字化測繪技術(shù)在測量工作得到了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)測量技術(shù)由于數(shù)字化測繪技術(shù)的發(fā)展正在朝著數(shù)字化的方向快速發(fā)展。在以往的傳統(tǒng)工程測量工作中，尤其是在進(jìn)行大比例地圖測繪工作時，往往需要大量的人力和物力。隨著數(shù)字化測繪技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，各種自動化、智能化的儀器被廣泛應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域，各種測繪儀器形成一個自動化測繪系統(tǒng)。該測繪系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于大比例尺地形圖測繪，可以極大地提高測繪的作業(yè)效率和精度。

3.工程測量技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用

隨著工程測量技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)度，工程測量在城市建設(shè)的各個階段得到了廣泛的應(yīng)用。

3.1 工程測量技術(shù)在建筑工程定位及初期施工階段的應(yīng)用

建筑工程施工前，首先要按照設(shè)計(jì)要求對建筑進(jìn)行放線、定位以及布設(shè)高程控制網(wǎng)。在這個階段對工程測量技術(shù)的要求高，因?yàn)樵撾A段的測量精度會對后期整個工程施工質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響。

同時，進(jìn)入施工階段后，由于在施工過程中承重墻、受力柱以及鋼筋骨架的定位都需要高精度的測量數(shù)據(jù)，不能出現(xiàn)半點(diǎn)偏差，否則會影響整個建筑物主體的穩(wěn)定性和工程質(zhì)量。因此工程測量技術(shù)在建筑工程定位及初期施工階段起著決定性的作用。

3.2 工程測量在市政工程主體結(jié)構(gòu)施工階段的應(yīng)用

在市政工程主體結(jié)構(gòu)施工階段，工程測量技術(shù)在進(jìn)行墻、柱平面的放線工作時，放線精度決定了整個建筑物的垂直度。因此對于建筑物總體垂直度的控制主要是嚴(yán)格控制工程測量技術(shù)中放樣的精度，它是建筑物主體施工階段極為重要的一個環(huán)節(jié)。此外在市政工程主體結(jié)構(gòu)施工階段中，工程測量技術(shù)還需要對建筑物的標(biāo)高進(jìn)行控制，通過精確的測量控制標(biāo)高，可以為模板施工提供精確的基準(zhǔn)點(diǎn)，從而既能夠?yàn)槟０骞こ烫峁┚雀叩钠秸?，也保證了施工階段混凝土樓板的平整度，保證了工程質(zhì)量。

3.3 工程測量在施工階段和使用階段的沉降觀測

在工程施工階段，大型的建筑都需要進(jìn)行沉降觀測，通過沉降觀測可以及時了解建筑的沉降情況是否符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。如果出現(xiàn)沉降變化速率或者變化量異常，應(yīng)及時分析變化異常的原因，并對此采取相應(yīng)措施，以避免對建筑物的整體質(zhì)量產(chǎn)生影響。

在建筑物的使用階段，有的大型建筑物也需要利用工程測量技術(shù)進(jìn)行沉降觀測，以便于保證建筑質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全。

4.工程測量的前景展望

傳統(tǒng)測工程測量技術(shù)由于受到觀測方法和觀測儀器的限制，因此在工作中，效率低、精度低成為工程測量技術(shù)發(fā)展的一個瓶頸，而隨著空間導(dǎo)航定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、攝影測量與遙感和數(shù)據(jù)通信等技術(shù)的飛躍發(fā)展以及其相互集成和互相滲透，則為工程測量技術(shù)發(fā)展提供了新的機(jī)遇。在未來，工程測量技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有以下幾方面。

工程測量專用機(jī)器人未來將會成為工程測量技術(shù)的一個熱點(diǎn)之一，未來的發(fā)展趨勢是會成為一個集合多傳感器的集成系統(tǒng)，并且將會逐步地向人工智能化、自動化方向發(fā)展。其應(yīng)用范圍會不斷擴(kuò)大，同時對數(shù)據(jù)的采集和處理能力不斷增強(qiáng)。

基于基礎(chǔ)知識的信息系統(tǒng)在未來將會得到進(jìn)一步發(fā)展，并會被廣泛應(yīng)用到工程建設(shè)項(xiàng)目中。同時，通過該信息系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)、空間導(dǎo)航定位、地理信息系統(tǒng)等學(xué)科的結(jié)合，進(jìn)一步提高工程測量中安全監(jiān)測等問題應(yīng)對能力。

隨著大型建筑物、三維測量設(shè)備越來越多，在工程施工以及后期使用階段，質(zhì)量控制對工程測量技術(shù)的要求越來越高，將促使三維工程測量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)尤其是“3S”技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化測量技術(shù)成為了未來工程測量技術(shù)的重要發(fā)展趨勢之一。數(shù)字化測量技術(shù)的發(fā)展可以為測量工作提供更加精確的測量數(shù)據(jù)，提高工作效率，也對保證建筑物的質(zhì)量具有重要的作用，同時對推動建筑行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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