我國工程測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀及技術(shù)分析

【摘 要】本文介紹了測(cè)量的定義、先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器在工程測(cè)量中的應(yīng)用、三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)的興起與應(yīng)用、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】工程測(cè)量；技術(shù)發(fā)展；狀況

工程測(cè)量學(xué)科是一門應(yīng)用學(xué)科，它是直接為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù)，緊密與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，是測(cè)繪學(xué)中最活躍的一個(gè)分支學(xué)科。工程測(cè)量有著悠久的歷史，近20年來，隨著測(cè)繪科技的飛速發(fā)展，工程測(cè)量的技術(shù)面貌發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。

1 工程測(cè)量的定義

在工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工和管理各階段中進(jìn)行測(cè)量工作的理論、方法和技術(shù)稱為工程測(cè)量。工程測(cè)量是測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的直接應(yīng)用，是綜合性的應(yīng)用測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)，它直接為工程建設(shè)服務(wù)，它的服務(wù)和應(yīng)用范圍包括城建、地質(zhì)、鐵路、交通、房地產(chǎn)管理、水利電力、能源、航天和國防等各種工程建設(shè)部門。

2 我國工程測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀分析

自從上個(gè)世紀(jì)末期美國年全面建成GPS導(dǎo)航系統(tǒng)以來，GPS技術(shù)成功地應(yīng)用到有海.陸.空等全方位三維導(dǎo)航與定位，并發(fā)揮重要作用。近年來，隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與GPS定位技術(shù)的不斷改進(jìn)，軟.硬件的不斷完善，長期使用的測(cè)距.測(cè)角.測(cè)水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù)，正在逐步被以一次性確定三維坐標(biāo)的費(fèi)用省.高速度.高精度.操作簡(jiǎn)單的GPS技術(shù)代替。同時(shí)，在我國GPS定位技術(shù)也在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，因而，工程測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域也不例外，借助于先進(jìn)的GPS定位技術(shù)，極大地提高工程測(cè)量質(zhì)量與效率。例如，在高速公路施工建設(shè)、石油勘探工程、地鐵修建、隧道貫通、大壩監(jiān)測(cè)、地震的形變監(jiān)測(cè)以及山體滑坡測(cè)量等也已廣泛地使用GPS技術(shù)。

2.1 數(shù)量庫技術(shù)與GIS技術(shù)的應(yīng)用

隨著測(cè)量數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的逐步自動(dòng)化、數(shù)字化，測(cè)量工作者如何更好地使用和管理好長期積累或收集的大量測(cè)繪信息，更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù)，其最有效的方法是利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)或GIS技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫或信息系統(tǒng)。如城市或工程控制網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、管線數(shù)據(jù)庫、礦山測(cè)量數(shù)據(jù)庫、大壩變形觀測(cè)數(shù)據(jù)庫、地形圖數(shù)據(jù)庫、城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)等，其目的是把大量的測(cè)量數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行科學(xué)的存儲(chǔ)，以便于檢索、分析、分發(fā)和利用，以實(shí)現(xiàn)管理和服務(wù)的科學(xué)化、現(xiàn)代化。

2.2 在工程測(cè)量中，先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用

近些年來，隨著許多先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器的出現(xiàn)，大大地簡(jiǎn)化了工程測(cè)量程序，為工程測(cè)量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段，例如精密測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、光電測(cè)距儀、激光掃平儀以及電子水準(zhǔn)儀激光準(zhǔn)直儀等，是工程測(cè)量技術(shù)現(xiàn)代化的重要體現(xiàn)，徹底地改了傳統(tǒng)低效、高成本的工程測(cè)量模式，為相關(guān)企業(yè)的工程測(cè)量節(jié)約了不必要的成本開支。同時(shí)，還具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)函數(shù)測(cè)距儀用于施工放樣測(cè)量；不需要棱鏡的測(cè)距儀就能解決工作問題；電子速測(cè)儀提供了詳細(xì)的測(cè)量的理想儀器的應(yīng)用精密測(cè)距儀，并取代了傳統(tǒng)的計(jì)量基準(zhǔn)。

2.3 攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

在當(dāng)前工程測(cè)量領(lǐng)域發(fā)展中，攝影測(cè)量技術(shù)是其不可或缺重要組成部分，并在城市和工程測(cè)繪領(lǐng)域中得到廣泛的推廣與應(yīng)用，由于攝影測(cè)量技術(shù)具有高品質(zhì)，高精度攝影測(cè)量?jī)x器的開發(fā)和生產(chǎn)的結(jié)合，提供完整的，實(shí)時(shí)的三維空間信息應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，攝影。同時(shí)，提高了測(cè)量效率，減少了測(cè)量工作量，精度高，結(jié)果精確，在城市和工程大比例尺地形測(cè)繪.地籍測(cè)繪.公路.鐵路以及長距離通訊和電力選線.描述被測(cè)物體狀態(tài).建筑物變形監(jiān)測(cè).文物保護(hù)和醫(yī)學(xué)上異物定位等方面的應(yīng)用發(fā)揮重要作用，起到了一般測(cè)量難以起到的作用，具有廣泛的應(yīng)用前景。此外，隨著全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的出現(xiàn)，為攝影測(cè)量技術(shù)提供新的技術(shù)手段和方法，它可以為一些城市和大型工程勘察單位提供影像的、數(shù)字的、線劃的等多種形式的地圖。

3 三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)的興起和應(yīng)用

20世紀(jì)80年代以來，隨著高新技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了一個(gè)新的階段。許多新的工業(yè)生產(chǎn)要求對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)化流程、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)等工作進(jìn)行快速、高精度的測(cè)點(diǎn)、定位，并給出運(yùn)行軌道或復(fù)雜形體的數(shù)字模型等，這是傳統(tǒng)的光學(xué)、機(jī)械方法所無法完成的。三維工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)是以電子經(jīng)緯儀或近景攝影儀為傳感器，在電子計(jì)算機(jī)的支持下而形成的三維測(cè)量系統(tǒng)，主要應(yīng)用于以下的工業(yè)領(lǐng)域。1）汽車、飛機(jī)、造船工業(yè)及空間技術(shù)等方面設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造、組裝過程中的測(cè)量和定位。2）工業(yè)用機(jī)器人的檢測(cè)。3）衛(wèi)星接收天線安裝和維護(hù)的精度檢測(cè)。4）生產(chǎn)自動(dòng)化過程、生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)與檢測(cè)的動(dòng)態(tài)測(cè)量。5）負(fù)荷試驗(yàn)中變形與應(yīng)變測(cè)定。6）欄水與邊坡穩(wěn)定性的檢測(cè)等。

4 工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程測(cè)量的數(shù)據(jù)收集已不再局限于一維和二維，根據(jù)新的系統(tǒng)將提供三維甚至四維的方向發(fā)展，并從傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)交互式測(cè)量形式轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)程控制式測(cè)量形式。同時(shí)，測(cè)量作業(yè)平臺(tái)也將會(huì)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的特殊性要求將從固定的地面轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕d、機(jī)載甚至衛(wèi)星控制等，逐步從靜態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，在很大程度上提高工程測(cè)量的靈活性。大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建筑物、設(shè)備、幾何重建和質(zhì)量控制的三維測(cè)量，以及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，過程控制，產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和定位要求，精度要求越來越高，將推動(dòng)三維測(cè)量技術(shù)工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、三維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量。

4.2 工程測(cè)量技術(shù)將會(huì)打破傳統(tǒng)的宏觀測(cè)量領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的宏觀方向和微觀世界兩個(gè)極端的發(fā)展，并對(duì)測(cè)量精度要求越來越高。在宏觀測(cè)量技術(shù)方面，工程建設(shè)將具有更大的難度及規(guī)模，能更好地滿足大型施工建設(shè)工程的測(cè)量要求，精度要求也更為提升；在微觀測(cè)量技術(shù)方面，借助于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，將向微型計(jì)量方向發(fā)展，跨入微觀領(lǐng)域，測(cè)量的尺度維度大大縮小，將發(fā)展出微型顯微測(cè)量及圖像處理技術(shù)。在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中，將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)，并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問題。

4.3 工程測(cè)量將實(shí)現(xiàn)過程控制的一體化和網(wǎng)絡(luò)化，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制測(cè)量。無線數(shù)據(jù)交換技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使工程勘察，從單機(jī)綜合開發(fā)從單體的工作協(xié)作和實(shí)時(shí)操作模式的基本形式。同時(shí)，在進(jìn)行大型機(jī)電設(shè)備組裝、工業(yè)測(cè)量、質(zhì)量控制以及線上檢驗(yàn)時(shí)，可以直接采用高端的測(cè)量設(shè)備儀器以及先進(jìn)的作業(yè)方法，簡(jiǎn)化測(cè)量工序，這成為了制作業(yè)的發(fā)展新趨勢(shì)，甚至可以列為制造業(yè)牢不可分的一個(gè)組成部分。

5 結(jié)束語

我國工程測(cè)量科技進(jìn)步很大，發(fā)展很快，取得了顯著成績(jī)，但是發(fā)展還不平衡，尚跟不上國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要。擺在我們面前的任務(wù)是：大力促進(jìn)工程測(cè)量的技術(shù)方法與手段的更新?lián)Q代，積極推動(dòng)新技術(shù)的推廣和應(yīng)用，把傳統(tǒng)的手工測(cè)量向電子化、數(shù)字化、自動(dòng)化方向發(fā)展；同時(shí)加強(qiáng)相關(guān)學(xué)科的研究，不斷拓寬工程測(cè)量服務(wù)新領(lǐng)域，開創(chuàng)工程測(cè)量發(fā)展新局面，為推動(dòng)我國工程測(cè)量科技進(jìn)步而努力奮斗。

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[責(zé)任編輯：曹明明]