工程測量新技術

徐一鳴

摘要：傳統(tǒng)工程測量技術的服務領域主要包括水利、交通、建筑等行業(yè)。隨著經濟和社會的進步，現代的數字化技術、全球定位技術（GPS）、地理信息技術（GIS）、遙感技術（RS）等各種新技術在工程測量中得以應用和研究。

關鍵詞：數字化成圖；衛(wèi)星定位；數字攝影

1工程測量中的數字化技術

地圖數字化技術在建立各種GIS系統(tǒng)時，對原有地圖進行數字化處理，在建庫工作中占據了相當大的工作量，各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖，若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數字化儀將其輸入計算機，經編輯、修補后生成相應的數字地圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器，針對大比例尺地形圖，大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真的對地圖進行數字化處理。

數字化成圖手段大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統(tǒng)工程測量的重要內容，常規(guī)的成圖方法野外工作量大，作業(yè)艱苦，作業(yè)程序復雜，同時還有繁瑣的內業(yè)數據處理和繪圖工作，成圖周期長，產品單一，難以適應社會飛速發(fā)展的需要。而數字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于發(fā)布等特點。目前，數字化成圖技術有內外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內外業(yè)一體化是一種外業(yè)數據采集方法，主要設備是全站儀、電子手簿等，其特點是精度高、內外業(yè)分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。

2工程測量中的全球衛(wèi)星定位技術（GPS）

GPS是美國從20世紀70年代開始研制，歷時20年，于1994年全面建成，具有海、陸、空全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。GPS接收機的改進，廣域差分技術、載波相位差分技術的發(fā)展，加之美國sA技術的解除，使得GPS技術在導航、運載工具實時監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測量等領域有了更為廣泛的應用。

RTK（Real Time Kinematics，實時動態(tài)）技術是在GPS基礎上發(fā)展起來的、能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果，并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的GPS定位測量方式，是GPS應用的重大里程碑。RTK測量是將1臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛(wèi)星進行觀測，將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上，再通過基準站電臺發(fā)射出去；流動站在對GPS衛(wèi)星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準站電臺發(fā)射的信號，經解調得到基準站的載波相位觀測量；流動站的GPS接收機再利用OTF（運動中求解整周模糊度）技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置。RTK測量可以不布設各級控制點，僅依據一定數量的基準控制點，便可以高精度、快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時，也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣。因此，RTK被廣泛應用于圖根控制測量，地籍、房地產測繪、數字化測圖及施工放樣等各種工作中。

3工程測量中的地理信息（GIS）技術

GIS是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環(huán)境科學和管理科學等學科為一體的新興學科。已成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段與工具。其技術優(yōu)勢不僅在于它的集地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化示與成果輸出于一體的數據流程，還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。目前，GIS

不僅發(fā)展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業(yè)，在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃土地管理、區(qū)域開發(fā)與國防建設等領域發(fā)揮越來越重要的作用。采用GIS、數據庫、內外一體化測圖、掃描矢量化及全數字攝影測量等技術，為專業(yè)信息系統(tǒng)提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息，以建立各類專業(yè)信息系統(tǒng)，從而實現管理的科學化、標準化、信息化。

4工程測量中的數字攝影

測量技術數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品。全數字攝影工作站的出現，加上GPS技術在攝影測量中的應用，使得攝影測量向動化、數字化方向邁進。隨著全數字攝影測量系統(tǒng)的應用，攝影測量產品已經從影像圖等向4D產品轉化，為建立各類專業(yè)的信息系統(tǒng)和基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保證。

5工程測量中的遙感（RS）技術

遙感（RS）技術由于大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優(yōu)勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應用于工程測量領域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

6工程測量中的3S集成技術

3S（GPS、GIS、RS）技術的結合，取長補短，是一個自然的發(fā)展趨勢，三者之間的相互作用行成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即GPS與RS為GIS提供區(qū)域信息及空間定位信息，而GIS進行相應的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數據中提取有用的信息并進行綜合集成，使之成為科學的決策依據。諸如三峽工程、南水北調工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程，其施工范圍大、物流量大、施工周期長等，而3S技術為該類大型工程提供了最有效的數據及信息采集、分析處理、表達決策的工具。

7結語

綜上所述，工程測量學的發(fā)展，主要表現在從1維、2維到3維、4維，從點信息到面信息獲取，從靜態(tài)到動態(tài)，從后處理到實時處理，從人眼觀測操作到機器人自動尋標觀測，從大型特種工程到人體測量工程，從高空到地面、地下以及水下，從人工量測到無接觸遙測，從周期觀測到持續(xù)測量。測量精度從毫米級到微米乃至納米級。工程測量學的上述發(fā)展將直接對改善人們的生活環(huán)境，提高人們的生活質量起重要作用。