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摘要 ： 工程测量学是一门历史悠久的学科，近些年来，随着科学技术的进步和生产力的发展，各国兴建了许多规模大、内容复杂、精度要求高的工程，例如拦河大坝、大型联锁商业、跨江大桥、超长隧道、城市地下铁路网、数百米高的电视塔、精度要求非常高的自动化工业设备和科学实验装备如高速导轨、离子加速器、射电望远镜、通讯卫星地面接收天线等，工程测量也得到了迅速的发展。
关键词 ： 工程测量， 新技术 ，应用研究
Abstract: the engineering measure learning is a long history of the subject, in recent years, with the development of scientific technology and the development of productive forces, countries building large scale and complicated, high accuracy of engineering, such as river dam block, large chain commercial, bridge over the river and long tunnel, urban underground rail network, hundreds of meters tall TV tower, the precision requirement of very high automation industrial equipment and scientific experiment equipment such as high-speed rail, ion accelerator, a radio telescope, communication ground satellite receiving antennas, engineering survey also obtained a rapid development.
Keywords: engineering survey, new technology, applied research
中圖分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
1引言
工程测量学是一门历史悠久的学科,近些年来,随着科学技术的进步和生产力的发展,各国兴建于许多规模大、内容复杂、精度要求高的工程，例如拦河大坝、大型联锁商业 、跨江大桥、超长隧道、城市地下铁路网、数百米高的电视塔、精度要求非常高的自动化工业设备和科学实验装备如高速导轨、离子加速器、射电望远镜、通讯卫星地面接收天线等，工程测量也得到了迅速的发展。工程测量通常是指在工程建设的勘测设计、施工和管理阶段中运用的各种测量理论、方法和技术的总称。传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门，其基本内容有测图和放样两部分。现代工程测量已经突破了仅仅为工程建设的概念，它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定，而且包括对测量结果的分析，甚至对物体发展变化的趋势预报。在这样的背景下，工程测量学将与新兴的信息技术相结合，由传统意义上的测量学发展成为了工程实用的地学信息科学，新地地学信息科学将可用于城市规划，土地利用，房地产经营、环境保护、交通规划等方面。工程测量已经远远超出传统服务范围，将逐步扩展到包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。
2测绘新技术在工程测量的应用
2.1地图数字化技术
在建立各种GIS系统时，对原有地图进行数字处理，在建库工作中占据了相当大的工作理，各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸质地图，若其现势性、精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪将其输入计算机，经编辑、修补后生成相应的数字化图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器，手扶跟踪数字化仪工艺流程为硬件连接分图开定向数据采集僵形编辑僵形输出。扫描仪数字化仪的工作流程为原图扫描僵形纠正僵形定向户原图矢量化僵形编辑僵形输出。
利用扫描矢量化技术进行地图数字化是提高数字化质量与速度的必由之路，针对大比例尺地形图，大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息，高效、便捷、保真对地图进行数字化处理。
2.2数字化成图技术
大比例尺地形图和工程图的测绘是工程测量的重要内容，常规的成图方法的野外工作艰苦，同时还有繁琐的内业数据处理和绘图工作，成图周期长，产品单一，难以适应飞速发展的城市建设地需要。20世纪90年代以来，数字化成图技术得到了迅速的发展。它具有数度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理及应用、易于发布等特点，目前有内外业一体化和电子保存管理及应用、易于发布等特点，目前有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法，主要设备是全站仪、电子手簿等，其特点是数度高、内外业分工明确、便于人员分配，从而具有较高的成图效率。根据使用编码或者是画草图来打桩记录连接关系和地图实体的地理属性，可以分为有码和无码作业。无码作业比较方便、可靠，同时由于无码作业采用草图的方式，使得数据采集工作直观，并且可以减轻测站观测人员的压力。当然，若观测人员经验丰富且能熟练的使用相应的数字化成图系统的编码，也可采用有码方式。内外业一体化（有码作业）作业流程为外业数据采集（有码）数据通讯夕编码转换（内外码）僵形生成僵形编辑分图形输出。
当前的成图软件有南方测绘研制的内外业一体化地形地籍图成图系统CASS、武汉瑞得测绘自动化公司研制的数字化测图系统RDMS、中国地质大学研发的MapGIS、清华山维的数字测图成图系统EPSW、美国Bentley公司的MicroStation系统等。电子平板与全站仪相结合，在野外采集数据无需编码，测量数据直接进入电子平板绘图，现场修改编辑显示；最后由绘图仪输出成果，基本上将所有工作放在外业完成的数字化成图方法，其特点是电子平板在测站代替常规测图板实现了数据采集、数据处理、图形编辑现场同步完成。如今的数字化成图技术已发展为掌上电脑现场采集数据并成图，携带更方便，操作更简洁，并实现了数据采集、更新、管理的一体化和自动化。总之，数字化成图技术在城市测量及中小范围工程测量中有广泛应用。
2.3GPS定位技术
GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。
RTK测量原理是将一台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测,将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上,再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相应观测量的同时，也通过流动站电台接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量；流动站的GPS接收机再利用OTF（运动中求解整周模糊度）技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。它可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度、快速地测定界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图，然后通过绘图仪、打印机等设备输出各种比例尺的图件或是直接将观测成果输入到地理信息系统的数据库中。因此，RTK被广泛应用于图根控制测量，地籍、房地产测绘及施工放样等工作中。
2.4GIS技术
GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。从20世纪60年代至今只有短短的四十多年的时间，但已经成为多学科集成并应用于各领域的基础平台成为地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不光在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前，GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术，为专业信息系统提供及時、准确、标准化、数字化的基础空间信息，以建立各类专业信息系统，从而实现管理的科学化、标准化、信息化。
2.5数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。全数字摄影工作站的出现，加上GPS技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。随着全数字摄影测量系统的应用，摄影测量产品已经从影像图等向4D产品转化，为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。近景摄影测量或非地形摄影测量技术已被广泛应用于文物、考古、园林、古建筑等的测绘，建筑物形变、滑坡等的监测，计算机视觉、机器视觉及机器人视觉等视觉科学，在工业上被应用于对流水生产线上移动零件或产品的监测。
2.6RS技术
RS 技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可经性及经济性等优势，得到快速的普及，多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取，为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例尺城市已经利用航空遥感进行城市的综合调查，编制地质、水文、植被、交通、污染、土地利用等专题地图，获取了大量社会与自然环境资料，为城市规划建设及国土资源开发利用提供了宝贵的信息资料。随着遥感数据源向着高光谱分辨率和更高空间分辨率发展，加之相关处理技术的日益成熟，结合GIS和GPS，必将便RS技术在工程等领域应用进一步普及和深化。
2.73S集成技术
20世纪90年代发展起来的3S及其集成技术的确是测绘技术及观念上的一场巨大的革命，3S技术为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。3S技术的结合，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即GPS与RS为GIS提供区域信息及空间定位信息，而GIS进行相应的空间分析以便从GPS和RS提供的海量数据中提取有用的信息并进行综合集成，便之成为科学的决策依据诸如三峡工程、南水北调工程、西气东输、青藏铁路等工程，其施工范围大、物流量大、施工周期长等，而3S技术为该类大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。如今3S集成技术已经被成功应用于海洋渔业，精细农业，土地研究，全球变化，环境动态监测与环境保护，防灾、减灾、救灾，车辆导航、车辆监控及城市规划与管理等诸多领域。
3对工程测量发展的展望
我国国民经济持续快速增长，各项重大工程建设的蓬勃开展，为工程测量发展带来了严峻的挑战的同时也提供了良好的机遇。
伴随着测绘新技术的不断进步，现代工程测量逐步朝着测量内外作业一体化，数据获取及处理自动化，测量过程控制和系统行为智能化，测量成果和产品数字化，测量信息管理可视化，信息共享和传播网络化的趋势发展，其发展特点占概括为精确、可靠、快速、简便、连续、动态、遥测、实时。
关键词 ： 工程测量， 新技术 ，应用研究
Abstract: the engineering measure learning is a long history of the subject, in recent years, with the development of scientific technology and the development of productive forces, countries building large scale and complicated, high accuracy of engineering, such as river dam block, large chain commercial, bridge over the river and long tunnel, urban underground rail network, hundreds of meters tall TV tower, the precision requirement of very high automation industrial equipment and scientific experiment equipment such as high-speed rail, ion accelerator, a radio telescope, communication ground satellite receiving antennas, engineering survey also obtained a rapid development.
Keywords: engineering survey, new technology, applied research
中圖分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
1引言
工程测量学是一门历史悠久的学科,近些年来,随着科学技术的进步和生产力的发展,各国兴建于许多规模大、内容复杂、精度要求高的工程，例如拦河大坝、大型联锁商业 、跨江大桥、超长隧道、城市地下铁路网、数百米高的电视塔、精度要求非常高的自动化工业设备和科学实验装备如高速导轨、离子加速器、射电望远镜、通讯卫星地面接收天线等，工程测量也得到了迅速的发展。工程测量通常是指在工程建设的勘测设计、施工和管理阶段中运用的各种测量理论、方法和技术的总称。传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门，其基本内容有测图和放样两部分。现代工程测量已经突破了仅仅为工程建设的概念，它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定，而且包括对测量结果的分析，甚至对物体发展变化的趋势预报。在这样的背景下，工程测量学将与新兴的信息技术相结合，由传统意义上的测量学发展成为了工程实用的地学信息科学，新地地学信息科学将可用于城市规划，土地利用，房地产经营、环境保护、交通规划等方面。工程测量已经远远超出传统服务范围，将逐步扩展到包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。
2测绘新技术在工程测量的应用
2.1地图数字化技术
在建立各种GIS系统时，对原有地图进行数字处理，在建库工作中占据了相当大的工作理，各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸质地图，若其现势性、精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪将其输入计算机，经编辑、修补后生成相应的数字化图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器，手扶跟踪数字化仪工艺流程为硬件连接分图开定向数据采集僵形编辑僵形输出。扫描仪数字化仪的工作流程为原图扫描僵形纠正僵形定向户原图矢量化僵形编辑僵形输出。
利用扫描矢量化技术进行地图数字化是提高数字化质量与速度的必由之路，针对大比例尺地形图，大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息，高效、便捷、保真对地图进行数字化处理。
2.2数字化成图技术
大比例尺地形图和工程图的测绘是工程测量的重要内容，常规的成图方法的野外工作艰苦，同时还有繁琐的内业数据处理和绘图工作，成图周期长，产品单一，难以适应飞速发展的城市建设地需要。20世纪90年代以来，数字化成图技术得到了迅速的发展。它具有数度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理及应用、易于发布等特点，目前有内外业一体化和电子保存管理及应用、易于发布等特点，目前有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法，主要设备是全站仪、电子手簿等，其特点是数度高、内外业分工明确、便于人员分配，从而具有较高的成图效率。根据使用编码或者是画草图来打桩记录连接关系和地图实体的地理属性，可以分为有码和无码作业。无码作业比较方便、可靠，同时由于无码作业采用草图的方式，使得数据采集工作直观，并且可以减轻测站观测人员的压力。当然，若观测人员经验丰富且能熟练的使用相应的数字化成图系统的编码，也可采用有码方式。内外业一体化（有码作业）作业流程为外业数据采集（有码）数据通讯夕编码转换（内外码）僵形生成僵形编辑分图形输出。
当前的成图软件有南方测绘研制的内外业一体化地形地籍图成图系统CASS、武汉瑞得测绘自动化公司研制的数字化测图系统RDMS、中国地质大学研发的MapGIS、清华山维的数字测图成图系统EPSW、美国Bentley公司的MicroStation系统等。电子平板与全站仪相结合，在野外采集数据无需编码，测量数据直接进入电子平板绘图，现场修改编辑显示；最后由绘图仪输出成果，基本上将所有工作放在外业完成的数字化成图方法，其特点是电子平板在测站代替常规测图板实现了数据采集、数据处理、图形编辑现场同步完成。如今的数字化成图技术已发展为掌上电脑现场采集数据并成图，携带更方便，操作更简洁，并实现了数据采集、更新、管理的一体化和自动化。总之，数字化成图技术在城市测量及中小范围工程测量中有广泛应用。
2.3GPS定位技术
GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。
RTK测量原理是将一台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测,将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上,再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相应观测量的同时，也通过流动站电台接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量；流动站的GPS接收机再利用OTF（运动中求解整周模糊度）技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。它可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度、快速地测定界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图，然后通过绘图仪、打印机等设备输出各种比例尺的图件或是直接将观测成果输入到地理信息系统的数据库中。因此，RTK被广泛应用于图根控制测量，地籍、房地产测绘及施工放样等工作中。
2.4GIS技术
GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。从20世纪60年代至今只有短短的四十多年的时间，但已经成为多学科集成并应用于各领域的基础平台成为地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不光在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前，GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术，为专业信息系统提供及時、准确、标准化、数字化的基础空间信息，以建立各类专业信息系统，从而实现管理的科学化、标准化、信息化。
2.5数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。全数字摄影工作站的出现，加上GPS技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。随着全数字摄影测量系统的应用，摄影测量产品已经从影像图等向4D产品转化，为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。近景摄影测量或非地形摄影测量技术已被广泛应用于文物、考古、园林、古建筑等的测绘，建筑物形变、滑坡等的监测，计算机视觉、机器视觉及机器人视觉等视觉科学，在工业上被应用于对流水生产线上移动零件或产品的监测。
2.6RS技术
RS 技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可经性及经济性等优势，得到快速的普及，多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取，为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例尺城市已经利用航空遥感进行城市的综合调查，编制地质、水文、植被、交通、污染、土地利用等专题地图，获取了大量社会与自然环境资料，为城市规划建设及国土资源开发利用提供了宝贵的信息资料。随着遥感数据源向着高光谱分辨率和更高空间分辨率发展，加之相关处理技术的日益成熟，结合GIS和GPS，必将便RS技术在工程等领域应用进一步普及和深化。
2.73S集成技术
20世纪90年代发展起来的3S及其集成技术的确是测绘技术及观念上的一场巨大的革命，3S技术为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。3S技术的结合，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即GPS与RS为GIS提供区域信息及空间定位信息，而GIS进行相应的空间分析以便从GPS和RS提供的海量数据中提取有用的信息并进行综合集成，便之成为科学的决策依据诸如三峡工程、南水北调工程、西气东输、青藏铁路等工程，其施工范围大、物流量大、施工周期长等，而3S技术为该类大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。如今3S集成技术已经被成功应用于海洋渔业，精细农业，土地研究，全球变化，环境动态监测与环境保护，防灾、减灾、救灾，车辆导航、车辆监控及城市规划与管理等诸多领域。
3对工程测量发展的展望
我国国民经济持续快速增长，各项重大工程建设的蓬勃开展，为工程测量发展带来了严峻的挑战的同时也提供了良好的机遇。
伴随着测绘新技术的不断进步，现代工程测量逐步朝着测量内外作业一体化，数据获取及处理自动化，测量过程控制和系统行为智能化，测量成果和产品数字化，测量信息管理可视化，信息共享和传播网络化的趋势发展，其发展特点占概括为精确、可靠、快速、简便、连续、动态、遥测、实时。