二等水準(zhǔn)測量實(shí)踐與分析
——以四川省第五屆測繪技能競賽為例

安 北

（成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059）

隨著社會經(jīng)濟(jì)體制的改革和空間地理信息技術(shù)的發(fā)展，各地測繪地理信息局開始高度重視加強(qiáng)與高校間的溝通交流，推動(dòng)測繪地理信息人才培養(yǎng)和自主創(chuàng)新方面的共建合作，促進(jìn)測繪地理信息科技進(jìn)步和人才隊(duì)伍建設(shè)，在全省范圍內(nèi)舉辦高校測繪技能大賽就是測繪地理信息行業(yè)與高等院校在協(xié)同育人、協(xié)同創(chuàng)新方面的重要舉措。每次的大賽都對測繪相關(guān)專業(yè)的辦學(xué)特色和教學(xué)質(zhì)量起著至關(guān)重要的推動(dòng)作用，加強(qiáng)了大學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手操作的能力,展示了測繪教育改革發(fā)展的成果,同時(shí)也促進(jìn)了各個(gè)高校與測繪行業(yè)的產(chǎn)教結(jié)合[1]。競賽的舉辦為學(xué)生提供了展示技能的舞臺，提高了學(xué)生實(shí)際運(yùn)用所學(xué)知識的能力[2]。

2019年7月22日—24日在西南交通大學(xué)犀浦校區(qū)舉行的高校測繪技能大賽，總共有28所高等院校的22支專業(yè)組、47支非專業(yè)組人員報(bào)名參賽。筆者結(jié)合這次大賽經(jīng)歷，對二等水準(zhǔn)測量項(xiàng)目競賽要求、評分標(biāo)準(zhǔn)、訓(xùn)練安排、心理素質(zhì)等進(jìn)行總結(jié)與分析，為以后各高校競賽學(xué)生提供參考。

1 二等水準(zhǔn)測量項(xiàng)目競賽說明

1.1 競賽內(nèi)容

二等水準(zhǔn)測量項(xiàng)目，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，用DS1數(shù)字水準(zhǔn)儀、腳架及3 m條碼尺等完成1條附和水準(zhǔn)路線的測量，長度約1.1 km （見圖1）。圖1中，已知起點(diǎn)A、終點(diǎn)E高程數(shù)據(jù)，待測高程點(diǎn)B，C，D，共計(jì)4個(gè)測段，每支隊(duì)伍4人需輪流觀測、記錄以及扶尺，沿A→B→C→D→E進(jìn)行測量，完成二等水準(zhǔn)近似平差計(jì)算并提交待測點(diǎn)高程數(shù)據(jù)。

圖1 二等水準(zhǔn)測量項(xiàng)目示意圖

1.2 競賽要求

二等水準(zhǔn)測量項(xiàng)目，限制時(shí)間為120 min，超過規(guī)定時(shí)間將立即終止競賽。裁判宣布競賽開始之前，參賽隊(duì)的儀器必須裝箱，腳架收攏置地。比賽開始后，競賽計(jì)時(shí)開始，時(shí)間精確到秒。比賽過程中可以重測或者返工，但初測、計(jì)算或繪圖、返工的總時(shí)間不能超過競賽總時(shí)間。重測或者返工時(shí)必須4名選手集體到場。比賽結(jié)束時(shí)，各參賽隊(duì)必須儀器裝箱、腳架收好，且在上交成果資料時(shí)競賽計(jì)時(shí)才結(jié)束，成果一旦提交就不能再要求修改或者重測。比賽過程中，4人必須輪換觀測和記錄，且在競賽過程中不能以任何方式與外界交換信息。選手測量過程中須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，確保人員以及設(shè)備的安全，并接受裁判員的監(jiān)督和警告[3]。選手造成設(shè)備故障或損壞而無法繼續(xù)比賽的，停止該隊(duì)競賽，取消比賽資格。

比賽過程中，觀測與記錄的細(xì)節(jié)規(guī)則較多，主要有以下9個(gè)方面。

一是競賽時(shí)可以不使用標(biāo)尺撐桿，但尺墊必須使用。二是手簿記錄一律使用HB鉛筆填寫，記錄的數(shù)字與文字必須清晰、工整，不得潦草。三是測量的任何原始記錄不得擦去或涂改，錯(cuò)誤的成果（僅限于m，dm讀數(shù)）使用直尺單橫線規(guī)范劃去，在其上方寫上正確的數(shù)字，并注明 “測錯(cuò)”或者“記錯(cuò)”。四是因測站觀測誤差超限，在本站檢查發(fā)現(xiàn)后可立即重測，且重測必須變換儀器高度10 cm以上。若遷站后才發(fā)現(xiàn)誤差超限，應(yīng)從上一個(gè)點(diǎn)（起點(diǎn)或待定點(diǎn)）起重測。超限成果應(yīng)在備注欄注明 “超限”。五是測量員、記錄員、扶尺員必須輪換。手簿內(nèi)部不可填寫任何與觀測數(shù)據(jù)無關(guān)的信息。六是每個(gè)測站的記錄和計(jì)算全部完成后方可遷站。七是現(xiàn)場完成高程誤差配賦計(jì)算，距離取位到0.1 m，高差及其改正數(shù)取位到0.000 1 m，高程取位到0.001 m。八是比賽結(jié)束參賽隊(duì)上交成果的同時(shí)，應(yīng)將儀器腳架收好，計(jì)時(shí)才會結(jié)束。九是觀測采用中絲讀數(shù)法單程觀測，視線長度、前后視距差及其累積差、基輔分劃讀數(shù)差限差和基輔分劃所測高差較差要求見表1。

表1 二等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求

1.3 評分標(biāo)準(zhǔn)

水準(zhǔn)測量競賽成績評定主要從參賽隊(duì)的測量過程、成果質(zhì)量和競賽用時(shí)等方面考慮，采用百分制。其中，競賽用時(shí)成績30分，測量過程及成果質(zhì)量成績70分。

競賽用時(shí)成績計(jì)算公式為

式中：Ti為第i組競賽實(shí)際用時(shí)；T1為所有參賽隊(duì)中的最快用時(shí)；Tn為所有參賽隊(duì)中最慢用時(shí)。

測量過程及成果質(zhì)量成績共計(jì)12項(xiàng)扣分項(xiàng)，若出現(xiàn)觀測手簿用橡皮擦除行為，視為二類成果，若水準(zhǔn)儀及標(biāo)尺摔倒落地，直接取消資格。其中，觀測與記錄占40分，7項(xiàng)扣分項(xiàng)，若出現(xiàn)以下4種情況作二類成果處理，一是各測段測站數(shù)出現(xiàn)奇數(shù)測站；二是視距長度、視線高度、前后視距差、前后視距累積差、高差較差等超限；三是連環(huán)涂改；四是手簿內(nèi)部出現(xiàn)與測量數(shù)據(jù)無關(guān)的文字符號等。內(nèi)業(yè)計(jì)算占30分，5項(xiàng)扣分項(xiàng)，若水準(zhǔn)路線閉合差超限，判定為二類成果。

2 二等水準(zhǔn)測量項(xiàng)目競賽技巧

從上述的競賽規(guī)則和評分標(biāo)準(zhǔn)可以看出，測量速度與成果質(zhì)量共同決定比賽成績。結(jié)合自身參賽經(jīng)歷和以往訓(xùn)練心得，筆者提出以下技巧和建議。

2.1 觀測技巧

1）在某些特殊區(qū)域，由于受 “各測段測站數(shù)必須為偶數(shù)” “二等水準(zhǔn)視距限差” “測量過程中不允許踐踏草坪”等規(guī)則的限制，會出現(xiàn)距離控制不宜，過長或過短，導(dǎo)致測站數(shù)增加而浪費(fèi)時(shí)間的情況。此時(shí)可以選擇圖2所示的 “逆勾股定理法”或 “勾股定理法”。前進(jìn)方向見圖2，以M點(diǎn)步行至A點(diǎn)的步數(shù)，以AM和DN的步數(shù)按 “逆勾股定理法”大致計(jì)算出DN的步數(shù)，即可確定N點(diǎn)水準(zhǔn)尺的位置，此方法適用于前進(jìn)道路轉(zhuǎn)彎處上有草坪，且無較多遮擋物的情況；若前進(jìn)方向相反，則同理采用 “勾股定理法”。

圖2 逆勾股定理法設(shè)站示意圖

2）在測量直線或者曲率小的道路時(shí)，為了節(jié)約時(shí)間，在觀測時(shí)，可采用 “側(cè)身偏頭”的方式進(jìn)行照準(zhǔn)。三腳架放置身體兩側(cè)，觀測者面向的方向與路線前進(jìn)方向大致垂直，前后照準(zhǔn)交換時(shí)側(cè)身觀測可提高每個(gè)測站花費(fèi)的時(shí)間。

2.2 記錄技巧

1）比賽對手簿記錄的規(guī)范和格式要求非常嚴(yán)格，切勿出現(xiàn)非正常符號和污漬，否則會扣分甚至判定為二類成果。為了使數(shù)據(jù)記錄更加工整簡潔，在平常訓(xùn)練時(shí)除快速書寫外，也需認(rèn)真練習(xí)書寫記錄，通常每個(gè)記錄在單元格靠底部書寫2/3，上面留1/3空白，這樣不僅整體美觀，而且在檢查計(jì)算發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，也可用直尺規(guī)范劃去，在上方空白位置改正。

2）心算檢查。在測量結(jié)束以后成果近似平差前，許多隊(duì)伍會從頭起檢查一遍數(shù)據(jù)，以防止配賦過程中成果不合格。有時(shí)還得修改已計(jì)算成果，這樣會耽誤時(shí)間。最好的方法是將檢查的時(shí)間劃分到每一個(gè)測站中，由于觀測者觀測完后需要等待記錄者計(jì)算完成后才可遷站，因此可以在等待過程中幫助記錄者檢查當(dāng)前測站的計(jì)算結(jié)果，此外在遷站過程和等待觀測者整平照準(zhǔn)的時(shí)間里，記錄者可以邊走邊檢查上一測站計(jì)算的結(jié)果。這樣在最終測量任務(wù)結(jié)束以后，可保證所有的數(shù)據(jù)均被檢查了兩遍，節(jié)省了最后再檢查數(shù)據(jù)的時(shí)間。

2.3 配賦技巧

配賦過程考驗(yàn)的是團(tuán)隊(duì)的分工合作能力，如何組合搭配對提高效率至關(guān)重要。經(jīng)歷多次的磨合和嘗試，認(rèn)為以兩條時(shí)間線同時(shí)進(jìn)行配賦效果最好。比賽開始前主辦方通常會提供2個(gè)不可編程的卡西歐計(jì)算器，因此選擇4人兩兩搭配，兩個(gè)報(bào)數(shù)員，另外兩個(gè)負(fù)責(zé)用計(jì)算器計(jì)算并回報(bào)數(shù)據(jù)以確保不出錯(cuò)，一條線計(jì)算各測段累計(jì)視距，另一條線計(jì)算各測段累計(jì)高差。完成后，兩位報(bào)數(shù)員，一位負(fù)責(zé)匯報(bào)，一位負(fù)責(zé)填寫，另外兩位隊(duì)員同時(shí)用計(jì)算器計(jì)算高差改正數(shù)和改正后高程。

2.4 其他建議

1）重視團(tuán)隊(duì)配合。競賽是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的配合，許多隊(duì)伍會考慮到體能原因而選擇4名男生參賽，但男生之間容易產(chǎn)生矛盾，尤其在比賽的高壓環(huán)境下，緊張的心理易產(chǎn)生失誤，團(tuán)隊(duì)之間矛盾溢出，對比賽極其不利。因此建議三男一女搭配，女生作為樞紐疏導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，起一個(gè)磨合劑的效果，雖然在體能上稍有欠缺，但掌握上述技巧，認(rèn)真配合完全可以彌補(bǔ)，甚至可以達(dá)到更好的效果。

2）重視基礎(chǔ)技能。測量過程中除了要掌握各種技巧以外，基礎(chǔ)技能的掌握也尤為重要，每個(gè)測站和照準(zhǔn)的速度決定了該測站所花的時(shí)間。為了熟練地整平儀器和照準(zhǔn)目標(biāo)，平?？梢砸悦總€(gè)測站需要達(dá)到的速度為目標(biāo)進(jìn)行訓(xùn)練。

3）重視質(zhì)量，切勿盲目追求速度。在時(shí)間得分上，根據(jù)式 （1）可計(jì)算出最快的隊(duì)伍與最慢的隊(duì)伍得分相差僅有12分，而一旦出現(xiàn)成果書寫不規(guī)范的情況，每一處扣2分及以上，超限測站過多甚至扣5分以上。有參賽選手為了追求速度而忽略質(zhì)量，造成嚴(yán)重扣分，比賽中切勿因?yàn)樽非笏俣榷鴵p失成果質(zhì)量的得分。

3 結(jié)束語

大學(xué)生測繪技能競賽對于測繪工程以及相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生是一項(xiàng)極其重要的比賽，展示了各高校測繪類專業(yè)教育教學(xué)的綜合能力。通過每次大賽，不僅可以反映學(xué)生對測量專業(yè)知識的掌握情況，而且增加了高校之間的交流，增強(qiáng)了學(xué)生自主動(dòng)手解決問題的能力。對許多想要在省賽、國賽中取得好成績的同學(xué)來說，刻苦訓(xùn)練是必須的，但同時(shí)也要掌握一些技巧，并要在訓(xùn)練結(jié)束后多總結(jié)，每一次的總結(jié)加上良好的心態(tài)才是制勝的關(guān)鍵。