現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

摘 要：隨著科技的快速發(fā)展，工程測(cè)量技術(shù)也加快了發(fā)展的步伐，GPS定位技術(shù)和GPS結(jié)合全站儀的技術(shù)也廣泛應(yīng)用于控制測(cè)量中的平面測(cè)量；高程測(cè)量中的三、四等幾何水準(zhǔn)測(cè)量也逐漸被電子測(cè)距三角高程能所替代；全站儀從野外數(shù)據(jù)采集、處理到繪圖過程的自動(dòng)化、一體化已經(jīng)在地形圖測(cè)繪中得以實(shí)現(xiàn)等?，F(xiàn)代測(cè)量技術(shù)水平的提高和廣泛應(yīng)用在一定程度上促進(jìn)我國建筑質(zhì)量與效率的提高和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加快，加強(qiáng)其發(fā)展和應(yīng)用的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量；現(xiàn)代技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

傳統(tǒng)工程測(cè)量包含了五大部分，即地形測(cè)量、控制測(cè)量、竣工測(cè)量、施工測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)。隨著科技的發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)也快速發(fā)展起來，其中的工程測(cè)量技術(shù)逐步發(fā)展為了兩大趨勢(shì)：首先不斷在傳統(tǒng)的測(cè)量的五大部分里出現(xiàn)了很多的新的方法、儀器、手段；其次工程測(cè)量也逐步擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域，比如地下管線探測(cè)、工業(yè)測(cè)量等這些新領(lǐng)域，在建筑測(cè)繪中也廣泛采用了測(cè)量新技術(shù)。

一、現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得工程測(cè)量技術(shù)的研發(fā)朝著新的方向前進(jìn)。在實(shí)際的工作中把工程測(cè)量技術(shù)中結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，在很大程度上提高了工程測(cè)量技術(shù)的準(zhǔn)確度和精確度。同時(shí)，現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)使得在目前復(fù)雜、多樣化的地理或城市建筑環(huán)境進(jìn)行測(cè)量成為可能，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)遭到淘汰的主要原因就是它已無法滿足目前社會(huì)不斷發(fā)展的環(huán)境對(duì)測(cè)量技術(shù)提出的新的要求，現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)卻能在復(fù)雜、多樣化的環(huán)境中進(jìn)行具有更高的精度和準(zhǔn)確度的測(cè)量，同時(shí)，也在很大程度上提高了工作人員的工作效率和減少了其工作量。現(xiàn)代化工程測(cè)量技術(shù)不僅給我們測(cè)量領(lǐng)域指明了正確的方向，也給建筑等行業(yè)帶來了更多的便捷，推動(dòng)了社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程。筆者在此就借助近期馬航客機(jī)失聯(lián)來加以說明，在其失聯(lián)之后我們積極的投入到搜救工作中去，并動(dòng)用了一大批物力與人力，但搜尋的結(jié)果并不理想，當(dāng)然這其中的原因是多方面的，但必須的承認(rèn)的是目前我國的光學(xué)儀器水平有限，與世界先進(jìn)水平還是存在很大的差距，因此，我們必須正視傳統(tǒng)光學(xué)儀器的缺陷，努力向現(xiàn)代光學(xué)儀器進(jìn)行轉(zhuǎn)變，這既是現(xiàn)代光學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，也是現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

二、現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)的種類和應(yīng)用

（一）衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用

衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要包括了GLONASS、GPS、中國北斗一號(hào)等，它主要應(yīng)用于地形測(cè)繪、工程測(cè)量、竣工測(cè)量、施工放樣等多方面的工程之中，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)、高精度的測(cè)量測(cè)繪，將測(cè)量技術(shù)充分地結(jié)合衛(wèi)星定位技術(shù)，在提高我國工程測(cè)量技術(shù)的水平方面發(fā)揮了極其重要的作用，如新近建成的成綿樂鐵路工程就運(yùn)用此測(cè)量技術(shù)。特別在部分具有惡劣的自然條件的地區(qū)，應(yīng)用衛(wèi)星定位系統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更為明顯，其中的一個(gè)主要的優(yōu)勢(shì)就是降低了測(cè)量人員傷亡率。一些大型工程也是采用了該技術(shù)，如南水北調(diào)工程、長江三峽工程、總長度達(dá)到了35km的杭州灣大橋、青藏鐵路工程等，它在其中發(fā)揮出來極其重要的保障作用。精度能達(dá)到厘米級(jí)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法（簡(jiǎn)稱“RTK”）測(cè)量方法，不僅精度極高，而且可以實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析，在很到程度上讓工程測(cè)量外業(yè)作業(yè)的效率提高了。筆者在此以GPS測(cè)量為例加以說明，隨著科技的迅速發(fā)展其勞動(dòng)生產(chǎn)率得到了極大的提升。對(duì)于一對(duì)雙頻的GPS測(cè)量系統(tǒng)來說，如果在10km內(nèi)短邊之上，正常接收到4至5顆衛(wèi)星約 5min，所獲取的基線精度可達(dá)5至10mm+1×10-6D，絕不比同1至2h或更長時(shí)間的靜態(tài)定位的結(jié)果差。因此，再這樣的大趨勢(shì)下各GPS測(cè)量廠商不斷推出各種GPS測(cè)量的新新型產(chǎn)品。這些新型產(chǎn)品被稱為GPS全站儀或RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量）或 RTKGPS等。

（二）變形監(jiān)測(cè)技術(shù)與應(yīng)用

計(jì)量全站儀技術(shù)是在變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的，它主要是利用自動(dòng)全站儀，實(shí)習(xí)高精度、立體監(jiān)測(cè)的可控測(cè)量。目前傳統(tǒng)工程測(cè)量技術(shù)與方法已被現(xiàn)代化的全自動(dòng)測(cè)量技術(shù)完全打破，在我國工程建設(shè)中的貢獻(xiàn)是巨大的，同時(shí)，該技術(shù)被冠以“測(cè)量機(jī)器人”的稱號(hào)?！皽y(cè)量機(jī)器人”實(shí)現(xiàn)了在高不可攀的測(cè)量部位及測(cè)量環(huán)境下的自動(dòng)搜索，重復(fù)進(jìn)行測(cè)量目標(biāo)的測(cè)量，大大提高了工作效率。同時(shí)，自動(dòng)化處理測(cè)量數(shù)據(jù)與分析信息處理中心在很大程度上減少了計(jì)算測(cè)量的工作量。

（三）攝影測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用

攝影測(cè)量技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是結(jié)合了數(shù)字化的攝像技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、信息處理技術(shù)等，給我們現(xiàn)代工程測(cè)量提供具有非接觸性、三維、測(cè)繪成果、多效率等諸多特點(diǎn)的新的測(cè)量方法。該測(cè)量技術(shù)在航空測(cè)量大比例尺、大面積地形測(cè)圖以及地籍測(cè)量等方面的應(yīng)用較多。其中該技術(shù)中的遙感（RS）測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，它主要是將遙感衛(wèi)星作為支撐，將多光譜航空攝影測(cè)量技術(shù)融入其中，并利用空中攝影技術(shù)取得地基礎(chǔ)地理信息，人們?cè)賹⑵浼右允占屠?。概括起來同步性、?jīng)濟(jì)性、時(shí)效性、先進(jìn)性等就是RS 測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它能提供更具直觀性、準(zhǔn)確性的測(cè)量圖及地籍圖，能在很大程度上推動(dòng)工程測(cè)量的進(jìn)度。

（四）數(shù)字化測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用

城市及工程調(diào)查的一項(xiàng)重要任務(wù)和內(nèi)容就是大比例尺地形圖及圖紙的測(cè)繪。而傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)已不能滿足現(xiàn)代城市建設(shè)的新要求，能夠提高項(xiàng)目的測(cè)繪工作質(zhì)量和效率和工作的現(xiàn)代數(shù)字顯示技術(shù)、數(shù)字信息處理技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等已經(jīng)在測(cè)量技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，因此，全站儀、電子經(jīng)緯儀、EOMAP系統(tǒng)等都漸漸出現(xiàn)，結(jié)合了數(shù)據(jù)三大部分，即采集、整理及繪圖等，一體化的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就此形成。數(shù)字化測(cè)量技術(shù)與遙感測(cè)量技術(shù)、GPS、攝影技術(shù)等現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)相互關(guān)聯(lián)，并不孤立存在，因此，它能集成為自動(dòng)化系統(tǒng)，在開發(fā)研究系統(tǒng)的領(lǐng)域中逐漸形成現(xiàn)代工程測(cè)量以及測(cè)量適應(yīng)。該系統(tǒng)不僅能夠提供更為直接的紙質(zhì)地圖，還可實(shí)現(xiàn)軟盤存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，從而成為建立基礎(chǔ)地理信息與專業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)。據(jù)此我們通過全站儀極坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)（STS）這一數(shù)據(jù)化測(cè)量技術(shù)的很小的一個(gè)部分來看看其強(qiáng)大的功能，該極坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)屬單臺(tái)儀器三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)（STS），主要是由一具有高精度測(cè)距、測(cè)角的全站儀所構(gòu)成。其原理就是使用斜距S與測(cè)量角度α、β進(jìn)行待定點(diǎn)P坐標(biāo)的計(jì)算，其中如果范圍在100m內(nèi)，其精度能達(dá)到約0.5mm，而其測(cè)距標(biāo)稱精度可達(dá)1mm+1ppm。該系統(tǒng)的儀器設(shè)站具有便捷性、靈活性極高以及具有較遠(yuǎn)測(cè)程的優(yōu)勢(shì)。

（五）其它測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用

目前我國測(cè)量技術(shù)快速發(fā)展，不僅是因?yàn)檫M(jìn)行了創(chuàng)新和應(yīng)用上述測(cè)量技術(shù)，也是由于像核電站、大型粒子加速器、特大橋梁施工測(cè)量等這些大型工程精密測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，如工業(yè)設(shè)計(jì)、測(cè)量、模擬、仿制、放樣、產(chǎn)品質(zhì)量控制、產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、仿真等這些工業(yè)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，如農(nóng)林水利、土地管理、地質(zhì)礦產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象海洋、國防建設(shè)、城市規(guī)劃、區(qū)域開發(fā)等這樣的GIS 測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，如引水隧道洞斷面測(cè)量等這樣TMS 測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用等等，他們?cè)诠こ虦y(cè)繪中所發(fā)揮出來作用同樣重要，不容忽視，提供了具有更為高效、自動(dòng)化、便利、圖形化、可控性等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)的操作技術(shù)。

三、結(jié)語

綜上所述，快速發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與測(cè)繪新技術(shù)帶動(dòng)了工程測(cè)量技術(shù)水平的快速提高，并使得工程測(cè)量的領(lǐng)域在很大程度上進(jìn)行了擴(kuò)展，目前我們的工程測(cè)量技術(shù)積極向著測(cè)量數(shù)據(jù)采集與處理的數(shù)字化、自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化的方向穩(wěn)步前進(jìn)。

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作者簡(jiǎn)介：姚先林，中國水利水電第十四工程局有限公司。