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摘要:工程测量作为一门专业性、应用性与实践性较强的学科,在国民经济建设与国防建设等方面发挥重要作用,是测绘学应用较多的分支结构。本文分析了我国工程测量技术发展的应用现状,并对其发展前景进行了展望。
关键词:工程测量;现状;发展
Abstract: the engineering survey as a professional and strong applied and practical subject, in the national economy construction and national defense construction and other aspects play an important role, is a branch of the application of surveying and mapping learning more structure. This paper analyzes the present situation of the application of engineering survey technology development, and its development foreground is prospected.
Keywords: engineering surveying; The status quo; The development
中圖分类号:[TU198+.2]文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
引言
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。现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念,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。
一、工程测量的重要性
工程测量技术运用于建筑施工中,不仅是当前建筑施工的需要,更重要的是运用工程测量技术能够确保整个施工过程的顺利进行,在运用的同时对测量技术进行深入研究与改进。
1.提供准确资料
在工程施工前期的设计阶段需要依靠各种图纸资料、施工范围、材料设置等方面的信息,这样才能对现场做好科学的布置,安排恰当的机械设备。这些都依赖于工程测量的结果,通过工程测量将获得以上不同的信息资料,给工程实施带来方便。
2.保证定位精度
对于建筑工程而言,建筑物的精度是极为重要的问题,只有具备了相应的精度才能从整体上保证施工效果,使得建筑物达到理想的设计要求。在测量过程中能够对建筑的定位精度进行确定,在活动
准确的定位要求时可保证施工质量。
3.竣工验收程序
当建筑完成施工后并不意味着整个工程就此结束,还必须要进行竣工测量工作,这是工程管理的重要内容。竣工测量报告必须要以实际的工程测量为依据,这样才能保证所拟定的内容符合工程标准,为规划管理部门的监督管理提供帮助。
二.工程测量技术的发展现状
1.地面测量仪器的应用
各种较为专业的地面测量仪器的应用,给工程测量提供了极大的便捷与支持。例如,激光水准仪、数字水准仪、全站仪、光电测距仪等等,实现了工程测量的数字化、自动化发展。同时对传统的作业方法带来改变,包括道路测量、地形测量、布网等方法。测距导线网、边角网以及三边网等已经替代传统的三角网;而三等或四等水准测量也已经被光电测距三角高程所取代;另外,在施工放样测量中,还应用到具备连续显示功能与自动跟踪功能的测距仪器,解决了野外作业中难以到达测量点的难题;提高了测量工作的效率与精确度。
2.RS技术的应用
RS遥感技术可支持大面积的工程测量工作,具有同步性、综合性、经济性等特征,因此普及度相对良好。采用遥感卫星与多光谱航空摄影,是对地观测以获得地理信息的主要方法与手段。一般情况下,在中小比例尺地形图测绘中,以遥感影像的应用为主,如城市基本地图与地籍图、各种比例地图的更新等,具有一定快捷性、方便性。在一些大中城市,当前较多地采取航空遥测模式,进行城市综合调查,为编制水文、地质、植被、土地利用或交通等专题地图提供有力依据,获得大量的自然环境资料、社会资料等,给我国城市规划、土地资源开发提供重要信息资料。当前,遥感数据源正朝向高空间分辨率、高光谱分辨率方向发展,再加上各种先进处理技术的支持,与GIS技术、GPS技术相结合,全面推动RS技术在工程测量领域的普及化发展。
3.CPS定位技术应用
GPS于1994年全面建成,具有海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着GPS定位技术的不断改进,软、硬件的不断完善,长期使用的测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高精度、费用省、操作简单的GPS技术代替。在我国GPS定位技术的应用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。
4.“3S”集成技术的应用
“3S”技术以及集成技术的发展源于上世纪90年代,带来了一场测绘领域与测绘观念的大革命。通过应用3S技术以及集成技术,给社会发展、科学研究等提供了全新手段支持,是一种有力的思维工具和语言工具。通过将“3S”技术相结合,发挥各自的优势,形成一个整体性、互补性的框架。应用GPS技术与RS技术,为GIS提供所需的空间定位信息、区域信息等;通过GIS技术对相应空间进行深入分析,更利于GPS技术与RS技术从大量的数据中筛选有价值信息,完成综合集成过程,提供科学有效的决策依据。
5.数字化测绘技术在工程测量中的应用
数字化测绘技术在测绘工程领域得以广泛应用,使大比例尺测图技术向数字化、信息化发展。大比例尺地形图和工程图的测绘,历来就是城市与工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内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和现代化工程建设的需要。随着电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。
6.摄影测量技术的应用
当前,在城市测绘以及工程测绘领域,摄影测量技术已经成功应用,并发挥高水平、高精度、高质量优势。通过摄影技术与计算机技术相结合,给工程测量工作提供了实时性、完整性的三维空间信息。采用摄影技术,极大减少工作人员的外业工作量,不再需要实际接触待测量物体,并且可实现高精度、高效率的测量。在各种工程的大比例尺测绘、公路与铁路长距离选线、地籍测绘、建筑物变形监测以及文物保护等方面,都取得一定进展,对以往测量难题有所突破。
随着科技的不断发展与进步,全数字摄影测量工作站已经成立并发挥作用,作为摄影测量技术的配套设施,提供了全新技术方法与手段的支持,并且在各种大中型城市或工程勘察项目中使用。在城市大比例尺地形图测绘、地籍图测绘或者大型工程勘测中,航空摄影测量提供了数字化、影像化等各种各样的成果,从我国约100多个城市以及工程测量的应用状况来看,以航空测量方法进行大比例尺地形图与地籍图的测绘,可支持的最大比例尺达到1:500;在航空摄影测量中,除了应用具有高精度性的解析测图仪和模拟测图仪之外,还需要将立体坐标测图仪与计算机连接,完成数据采集与处理过程,计算机将处理后的结果传输到绘图机中,自动完成绘图过程。
三、工程测量技术的发展趋势
随着各个领域科学技术水平的发展,工程测量将向更加智能化、操作简单化方向发展,同时可以解决更多的复杂问题。工程测量与信息系统相结合,以大地测量、工程与水文地质、地球物理和土木建筑等学科为基础学科,可有效解决工程建设中的灾害防治、环境保护等问题。多传感器的混合测量系统的应用,可实现大区域甚至国家范围内的无控制网的各种测量工作。影像和数据处理方面的功能将会得到大幅度增强。工程测量将从传统的依赖于测量、三维工业测量延伸至人体科学测量。展望21世纪,工程测量将在以下方面将得到显著发展:
测量机器人
由于人为测量范围有限且人在测量过程中所涉及到的领域较为狭窄,这对于大范围的工程测量将造成一定的影响。近年来,各种机器人被研制出来,在今后的工程测量中将会以机器人代替人类实施测
量,既安全又省事。
信息系统
对于一些数据复杂,施工宽广的建筑工程,需要运用到计算机技术。在使用过程中应该积极建立一个有效的信息系统,这样才能帮助工程完成各方面的测量。在运用信息系统中常常与大地测量、地球物理、工程与水文地质等相结合,对于环境保护起到作用。
大型复杂结构建筑、设备的三维测量
几何重构及质量控制,以及由于现代工业生产对自动化流程,生产过程控制,产品质量检验与监控的数据与定位要求越来越高,将促使三维业测量技术的进一步发展。工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量。
4.多传感器的混合测量
多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。
5.GPS、GIS技术相结合
GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。
6.工程测量的扩展
工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。
结语
总之,当前我国工程测量已经取得一定成就与进展,改善了国民经济建设中遇到的各种问题。但是由于测绘市场的规范性不强,再加上人力与资金匮乏,片面追求短期利益,因此与发达国家相比,我国工程测量技术仍处于初级阶段,还有待深入研究与应用。实际上,工程测量的需求存在于人类活动的方方面面,与建设息息相关,因此拥有广泛的发展前景,应在今后不断改进、不断完善,以更好地实现工程测量价值。
参考文献:
[1]江庆权.数字测绘工程测量技术的发展和应用[J].城市建设,2010(19)
[2]蓝楚强.小议工程测量技术的发展前沿[J].城市建设理論研究(电子版),2012(11)
[3]王晏民,洪立波,过静珺,等.现代工程测量技术发展与应用[J].测绘通报,2007(4)
关键词:工程测量;现状;发展
Abstract: the engineering survey as a professional and strong applied and practical subject, in the national economy construction and national defense construction and other aspects play an important role, is a branch of the application of surveying and mapping learning more structure. This paper analyzes the present situation of the application of engineering survey technology development, and its development foreground is prospected.
Keywords: engineering surveying; The status quo; The development
中圖分类号:[TU198+.2]文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
引言
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。现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念,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。
一、工程测量的重要性
工程测量技术运用于建筑施工中,不仅是当前建筑施工的需要,更重要的是运用工程测量技术能够确保整个施工过程的顺利进行,在运用的同时对测量技术进行深入研究与改进。
1.提供准确资料
在工程施工前期的设计阶段需要依靠各种图纸资料、施工范围、材料设置等方面的信息,这样才能对现场做好科学的布置,安排恰当的机械设备。这些都依赖于工程测量的结果,通过工程测量将获得以上不同的信息资料,给工程实施带来方便。
2.保证定位精度
对于建筑工程而言,建筑物的精度是极为重要的问题,只有具备了相应的精度才能从整体上保证施工效果,使得建筑物达到理想的设计要求。在测量过程中能够对建筑的定位精度进行确定,在活动
准确的定位要求时可保证施工质量。
3.竣工验收程序
当建筑完成施工后并不意味着整个工程就此结束,还必须要进行竣工测量工作,这是工程管理的重要内容。竣工测量报告必须要以实际的工程测量为依据,这样才能保证所拟定的内容符合工程标准,为规划管理部门的监督管理提供帮助。
二.工程测量技术的发展现状
1.地面测量仪器的应用
各种较为专业的地面测量仪器的应用,给工程测量提供了极大的便捷与支持。例如,激光水准仪、数字水准仪、全站仪、光电测距仪等等,实现了工程测量的数字化、自动化发展。同时对传统的作业方法带来改变,包括道路测量、地形测量、布网等方法。测距导线网、边角网以及三边网等已经替代传统的三角网;而三等或四等水准测量也已经被光电测距三角高程所取代;另外,在施工放样测量中,还应用到具备连续显示功能与自动跟踪功能的测距仪器,解决了野外作业中难以到达测量点的难题;提高了测量工作的效率与精确度。
2.RS技术的应用
RS遥感技术可支持大面积的工程测量工作,具有同步性、综合性、经济性等特征,因此普及度相对良好。采用遥感卫星与多光谱航空摄影,是对地观测以获得地理信息的主要方法与手段。一般情况下,在中小比例尺地形图测绘中,以遥感影像的应用为主,如城市基本地图与地籍图、各种比例地图的更新等,具有一定快捷性、方便性。在一些大中城市,当前较多地采取航空遥测模式,进行城市综合调查,为编制水文、地质、植被、土地利用或交通等专题地图提供有力依据,获得大量的自然环境资料、社会资料等,给我国城市规划、土地资源开发提供重要信息资料。当前,遥感数据源正朝向高空间分辨率、高光谱分辨率方向发展,再加上各种先进处理技术的支持,与GIS技术、GPS技术相结合,全面推动RS技术在工程测量领域的普及化发展。
3.CPS定位技术应用
GPS于1994年全面建成,具有海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着GPS定位技术的不断改进,软、硬件的不断完善,长期使用的测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高精度、费用省、操作简单的GPS技术代替。在我国GPS定位技术的应用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。
4.“3S”集成技术的应用
“3S”技术以及集成技术的发展源于上世纪90年代,带来了一场测绘领域与测绘观念的大革命。通过应用3S技术以及集成技术,给社会发展、科学研究等提供了全新手段支持,是一种有力的思维工具和语言工具。通过将“3S”技术相结合,发挥各自的优势,形成一个整体性、互补性的框架。应用GPS技术与RS技术,为GIS提供所需的空间定位信息、区域信息等;通过GIS技术对相应空间进行深入分析,更利于GPS技术与RS技术从大量的数据中筛选有价值信息,完成综合集成过程,提供科学有效的决策依据。
5.数字化测绘技术在工程测量中的应用
数字化测绘技术在测绘工程领域得以广泛应用,使大比例尺测图技术向数字化、信息化发展。大比例尺地形图和工程图的测绘,历来就是城市与工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内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和现代化工程建设的需要。随着电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。
6.摄影测量技术的应用
当前,在城市测绘以及工程测绘领域,摄影测量技术已经成功应用,并发挥高水平、高精度、高质量优势。通过摄影技术与计算机技术相结合,给工程测量工作提供了实时性、完整性的三维空间信息。采用摄影技术,极大减少工作人员的外业工作量,不再需要实际接触待测量物体,并且可实现高精度、高效率的测量。在各种工程的大比例尺测绘、公路与铁路长距离选线、地籍测绘、建筑物变形监测以及文物保护等方面,都取得一定进展,对以往测量难题有所突破。
随着科技的不断发展与进步,全数字摄影测量工作站已经成立并发挥作用,作为摄影测量技术的配套设施,提供了全新技术方法与手段的支持,并且在各种大中型城市或工程勘察项目中使用。在城市大比例尺地形图测绘、地籍图测绘或者大型工程勘测中,航空摄影测量提供了数字化、影像化等各种各样的成果,从我国约100多个城市以及工程测量的应用状况来看,以航空测量方法进行大比例尺地形图与地籍图的测绘,可支持的最大比例尺达到1:500;在航空摄影测量中,除了应用具有高精度性的解析测图仪和模拟测图仪之外,还需要将立体坐标测图仪与计算机连接,完成数据采集与处理过程,计算机将处理后的结果传输到绘图机中,自动完成绘图过程。
三、工程测量技术的发展趋势
随着各个领域科学技术水平的发展,工程测量将向更加智能化、操作简单化方向发展,同时可以解决更多的复杂问题。工程测量与信息系统相结合,以大地测量、工程与水文地质、地球物理和土木建筑等学科为基础学科,可有效解决工程建设中的灾害防治、环境保护等问题。多传感器的混合测量系统的应用,可实现大区域甚至国家范围内的无控制网的各种测量工作。影像和数据处理方面的功能将会得到大幅度增强。工程测量将从传统的依赖于测量、三维工业测量延伸至人体科学测量。展望21世纪,工程测量将在以下方面将得到显著发展:
测量机器人
由于人为测量范围有限且人在测量过程中所涉及到的领域较为狭窄,这对于大范围的工程测量将造成一定的影响。近年来,各种机器人被研制出来,在今后的工程测量中将会以机器人代替人类实施测
量,既安全又省事。
信息系统
对于一些数据复杂,施工宽广的建筑工程,需要运用到计算机技术。在使用过程中应该积极建立一个有效的信息系统,这样才能帮助工程完成各方面的测量。在运用信息系统中常常与大地测量、地球物理、工程与水文地质等相结合,对于环境保护起到作用。
大型复杂结构建筑、设备的三维测量
几何重构及质量控制,以及由于现代工业生产对自动化流程,生产过程控制,产品质量检验与监控的数据与定位要求越来越高,将促使三维业测量技术的进一步发展。工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量。
4.多传感器的混合测量
多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。
5.GPS、GIS技术相结合
GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。
6.工程测量的扩展
工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。
结语
总之,当前我国工程测量已经取得一定成就与进展,改善了国民经济建设中遇到的各种问题。但是由于测绘市场的规范性不强,再加上人力与资金匮乏,片面追求短期利益,因此与发达国家相比,我国工程测量技术仍处于初级阶段,还有待深入研究与应用。实际上,工程测量的需求存在于人类活动的方方面面,与建设息息相关,因此拥有广泛的发展前景,应在今后不断改进、不断完善,以更好地实现工程测量价值。
参考文献:
[1]江庆权.数字测绘工程测量技术的发展和应用[J].城市建设,2010(19)
[2]蓝楚强.小议工程测量技术的发展前沿[J].城市建设理論研究(电子版),2012(11)
[3]王晏民,洪立波,过静珺,等.现代工程测量技术发展与应用[J].测绘通报,2007(4)