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【摘 要】随着计算机网络技术的发展及测量智能化仪器广泛使用，现代工程测量技术替代了传统测绘技术。本文就我国工程测量技术的发展进行初步探讨。
【关键词】工程;测量技术;发展
０.引言
八十年代以来出现许多先进的地面测量仪器，为工程测量提供了先进的技术工具和手段，如：光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等，为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件，改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。随着计算机网络技术的普及，测量仪器不断朝着智能化、数字化方向发展，测绘技术得到了广泛的应用,而全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,测量数据采集和处理的逐步自动化、实时化和数字化,工程测量的服务领域也应进一步延伸,以满足不断提高的社会需要。本文就我国工程测量技术的发展进行初步探讨。
１.我国工程测量技术的发展趋势
１.1测量图纸数字化
在建立各种GIS系统时,需要对原有地图进行数字化处理,对于原始地图,若其精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法,手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机,数字化仪及相关软件,是较早的一种数字化输入方法,输入速度较慢,劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像,然后通过矢量跟踪,确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级,其作业方法越来越趋于自动化,它是一种省時,高效的数据输入方法。GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置,由于它测定的是三维空间位置的数字,因此不需作任何转换,可直接输入数据库,目前主要是应用RTK实时动态技术,它是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式,通过将1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位观测量的同时,也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。应用这种测量方法测量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图根控制点、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。同时,也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件,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、保真的对地图进行数字化处理。
１.2工程绘图数字化
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容,数字化绘图克服了手工绘图存在的许多弊端,如工作量大、作业艰苦、作业程序复杂、烦琐的内业数据处理和绘图工作、成图周期长、产品单一等缺点,符合现代飞速发展的工程需要。目前,数字化成图技术主要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,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高的成图效率。数字化成图系统在外业采集数据时,利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标,并自动存储,在内业数据处理时,完全保持了外业测量的精度,消除了人为的错误及误差来源,而且外业工作省略了读数、计算、展点绘图等外业工序,减少了作业人员,外业工效大大提高,时间缩短,直接生产成本大幅度下降。数字化产品既可以存储在软盘上,也可以通过绘图仪绘在所需的图纸上,线条、线划粗细均匀,注记、字体工整,图面整齐、美观。且便于修改,能更好地保证图形的现势性和不变形性,避免重复测绘造成的浪费,增加地形图的实用性和用户的广泛性。
１.3数字摄影测量技术的应用
它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。就摄影测量本身而言,从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术；而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看,它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术,也就是在“室内”重建地形的三维表面模型,然后在模型上进行测绘,从本质上来说,它与原来的摄影测量没有区别。因而,在数字摄影测量系统中,整个的生产流程与作业方式,和传统的摄影测量差别似乎不大,但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。目前通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业使用专门的航测软件处理,进行的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,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低、不受气候及季节的限制等优点。特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大,如果一个测区较小,它的成本就显得较高。但可以说是今后数字测图的一个重要发展方向,未来社会要求的是可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。并且随着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。
１.4惯性测量系统
惯性测量系统（ISS）是一种导航定位技术，具有全天候、自主式、快速多能和机动灵活等优点，为工程测量作业的自动化和全能性提供了另一种新的技术手段。它是利用惯性导航的原理，以同时获取多种大地测量数据(经纬度、高程、方位角、重力异常和垂线偏差等)的一种技术系统。ISS可分为两大类：平台式系统和捷联式系统，ISS在测绘领域的主要应用目标包括：第一，控制测量，如对已有控制点的检核、加密、航测控制等；第二，管线监测、定位、地壳形变、地表沉陷观测；GPS/ISS组合系统是满足高精度导航和定位要求的发展方向之一。这种组合系统可使GPS与ISS的性能得到很多互补，能够以整体大地测量模型进行数据处理，同时确定三维坐标和大地水准面，使定位和导航的精度稳定。
２.结束语
综上所述，我国工程测量已经取得了显著成绩，但是发展还不平衡，尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。因此，我们仍然需要加强相关学科的研究，不断拓宽工程测量服务新领域，开创工程测量发展新局面。■
【参考文献】
［１］徐翔.浅议地形测量和测绘技术的自动化技术[J].科技信息.2011，10.
［２］门孝志.浅谈测绘技术数字化发展的现实意义[J].吉林农业：学术版.2011，03.
【关键词】工程;测量技术;发展
０.引言
八十年代以来出现许多先进的地面测量仪器，为工程测量提供了先进的技术工具和手段，如：光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等，为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件，改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。随着计算机网络技术的普及，测量仪器不断朝着智能化、数字化方向发展，测绘技术得到了广泛的应用,而全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,测量数据采集和处理的逐步自动化、实时化和数字化,工程测量的服务领域也应进一步延伸,以满足不断提高的社会需要。本文就我国工程测量技术的发展进行初步探讨。
１.我国工程测量技术的发展趋势
１.1测量图纸数字化
在建立各种GIS系统时,需要对原有地图进行数字化处理,对于原始地图,若其精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法,手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机,数字化仪及相关软件,是较早的一种数字化输入方法,输入速度较慢,劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像,然后通过矢量跟踪,确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级,其作业方法越来越趋于自动化,它是一种省時,高效的数据输入方法。GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置,由于它测定的是三维空间位置的数字,因此不需作任何转换,可直接输入数据库,目前主要是应用RTK实时动态技术,它是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式,通过将1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位观测量的同时,也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。应用这种测量方法测量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图根控制点、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。同时,也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件,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、保真的对地图进行数字化处理。
１.2工程绘图数字化
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容,数字化绘图克服了手工绘图存在的许多弊端,如工作量大、作业艰苦、作业程序复杂、烦琐的内业数据处理和绘图工作、成图周期长、产品单一等缺点,符合现代飞速发展的工程需要。目前,数字化成图技术主要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,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高的成图效率。数字化成图系统在外业采集数据时,利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标,并自动存储,在内业数据处理时,完全保持了外业测量的精度,消除了人为的错误及误差来源,而且外业工作省略了读数、计算、展点绘图等外业工序,减少了作业人员,外业工效大大提高,时间缩短,直接生产成本大幅度下降。数字化产品既可以存储在软盘上,也可以通过绘图仪绘在所需的图纸上,线条、线划粗细均匀,注记、字体工整,图面整齐、美观。且便于修改,能更好地保证图形的现势性和不变形性,避免重复测绘造成的浪费,增加地形图的实用性和用户的广泛性。
１.3数字摄影测量技术的应用
它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。就摄影测量本身而言,从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术；而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看,它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术,也就是在“室内”重建地形的三维表面模型,然后在模型上进行测绘,从本质上来说,它与原来的摄影测量没有区别。因而,在数字摄影测量系统中,整个的生产流程与作业方式,和传统的摄影测量差别似乎不大,但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。目前通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业使用专门的航测软件处理,进行的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,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低、不受气候及季节的限制等优点。特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大,如果一个测区较小,它的成本就显得较高。但可以说是今后数字测图的一个重要发展方向,未来社会要求的是可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。并且随着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。
１.4惯性测量系统
惯性测量系统（ISS）是一种导航定位技术，具有全天候、自主式、快速多能和机动灵活等优点，为工程测量作业的自动化和全能性提供了另一种新的技术手段。它是利用惯性导航的原理，以同时获取多种大地测量数据(经纬度、高程、方位角、重力异常和垂线偏差等)的一种技术系统。ISS可分为两大类：平台式系统和捷联式系统，ISS在测绘领域的主要应用目标包括：第一，控制测量，如对已有控制点的检核、加密、航测控制等；第二，管线监测、定位、地壳形变、地表沉陷观测；GPS/ISS组合系统是满足高精度导航和定位要求的发展方向之一。这种组合系统可使GPS与ISS的性能得到很多互补，能够以整体大地测量模型进行数据处理，同时确定三维坐标和大地水准面，使定位和导航的精度稳定。
２.结束语
综上所述，我国工程测量已经取得了显著成绩，但是发展还不平衡，尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。因此，我们仍然需要加强相关学科的研究，不断拓宽工程测量服务新领域，开创工程测量发展新局面。■
【参考文献】
［１］徐翔.浅议地形测量和测绘技术的自动化技术[J].科技信息.2011，10.
［２］门孝志.浅谈测绘技术数字化发展的现实意义[J].吉林农业：学术版.2011，03.