淺談工程測量的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

吳志猛

摘 要：工程測量是工程建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，涉及工程建設(shè)各個方面。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程測量技術(shù)數(shù)字化與智能化程度越來越高。文章就工程測量的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡述，并就未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了淺要的探討。

關(guān)鍵詞：工程測量；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

1 引言

在傳統(tǒng)觀念中，很多人僅將工程測量局限于工程建設(shè)中的測繪工作，實(shí)際上工程測量涉及到工程建設(shè)勘測、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、管理的方方面面，是工程建設(shè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，是工程建設(shè)順利開展和完成的重要保障。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)等方面的發(fā)展，工程測量的智能化、一體化、自動化、數(shù)字化水平越來越高，工程測量的可靠性、實(shí)時性、簡便性、精確性也越來越高，極大的提升了工程測量水平，其應(yīng)用領(lǐng)域也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破工程建設(shè)領(lǐng)域，研究工程測量的發(fā)展具有重要意義。

2 工程測量的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 測量儀器數(shù)字化

在上世紀(jì)八十年代以后，工程測量儀器數(shù)字化水平越來越高，數(shù)字水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀、電子經(jīng)緯儀、光電測距儀、精密測距儀、數(shù)字化測圖軟件等不斷研發(fā)，并迅速取代了傳統(tǒng)的工程測量設(shè)備被應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域。目前的工程測量設(shè)備體系已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，如利用全站儀、電子經(jīng)緯儀與測繪軟件的結(jié)合，能很方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯的自動化。野外采集據(jù)后，通過編碼和草圖繪制，記錄入計(jì)算機(jī)中利用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)并完成圖形編輯工作，最后利用繪圖儀輸出成圖；再如利用全站儀和電子平板結(jié)合，野外采集數(shù)據(jù)后即可將數(shù)據(jù)直接錄入電子平板，實(shí)現(xiàn)圖形的現(xiàn)場修改編輯后利用繪圖儀輸出成圖；再如利用電經(jīng)緯儀、近景攝影儀以計(jì)計(jì)算機(jī)構(gòu)建三維測量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)大地測量與工業(yè)測量的數(shù)字化。測量儀器的數(shù)字化，有力的提高了測量的精度、準(zhǔn)確度和速度，實(shí)現(xiàn)了測圖、放樣的數(shù)字化發(fā)展。

2.2 數(shù)據(jù)采集自動化

在傳統(tǒng)工程測量中，需要大量人工參與實(shí)際測量過程，但隨著數(shù)據(jù)采集自動化程度的不斷提高，實(shí)際測量過程所需要的人工參與越來越少，甚至僅一兩人通過操作儀器即可完成測量工作。如電子經(jīng)緯儀即能夠通過自動記錄、自動修正、自動歸化計(jì)算、自動角量掃描、自動消除誤差，并能自動記錄數(shù)據(jù)，有效的減少了整個測量過程的人工操作，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的自動測量；再如激光水準(zhǔn)儀、記錄式精密補(bǔ)償水準(zhǔn)儀等，能實(shí)現(xiàn)自動安平、自動讀數(shù)、自動記錄、自動校驗(yàn)測量數(shù)據(jù)，使幾何水準(zhǔn)測量自動化；再如陀螺經(jīng)緯儀通過微機(jī)控制，也實(shí)現(xiàn)了礦山、隧道工程測量中干擾補(bǔ)償、連續(xù)測量的自動化，有效提高了測量作業(yè)效率。

2.3 測量控制智能化

目前，在工程測量作業(yè)中，傳統(tǒng)的光學(xué)儀器、電磁波儀器已經(jīng)逐漸退出工程測量實(shí)踐，取而代之的是智能化程度越來越高的電子測量設(shè)備。如電腦型全站儀的應(yīng)用，即能實(shí)現(xiàn)工程測量過程中對測量目標(biāo)的主動搜索和鎖定，并且能實(shí)現(xiàn)對多個目標(biāo)的智能化追蹤，避免了傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)備應(yīng)用中需要大量人工參與追蹤和反復(fù)觀測的情況；再如智能化測量成圖系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)整個工程測量從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理再到繪圖的智能化，包括大比例尺基本圖、地形圖、縱橫斷面圖、地下管線圖等的智能化繪制，有效減少了傳統(tǒng)測量成圖需要大量腦力勞動與體力勞動參與野外作業(yè)，還需要大量人工參與室內(nèi)數(shù)據(jù)處理與繪圖作業(yè)的情況。

2.4 測繪作業(yè)一體化

在傳統(tǒng)工程測量中，由于大量采用光學(xué)儀器設(shè)備，往往角度測量、距離測量、高程測量、準(zhǔn)直測量、坐標(biāo)測量等分離開來，需要多種設(shè)備的參與才能完成工程測量工作，同時數(shù)據(jù)處理與繪圖作業(yè)也往往分離進(jìn)行。現(xiàn)代工程測量設(shè)備電子化、數(shù)字化水平的不斷提升，尤其是一體化工程測繪儀器的不斷涌現(xiàn)，使得測繪作業(yè)一體化水平得到了巨大的發(fā)展。同一設(shè)備即可滿足多方面測量的需求，并能完成數(shù)據(jù)校準(zhǔn)、圖形編輯、圖形繪制等多項(xiàng)工作，使測量式作更為簡單，設(shè)備攜帶更為方便。尤其是“3S”技術(shù)的集成，使得工程測量一體化水平越來越高。

3 工程測量發(fā)展趨勢

3.1 工程測量向三維、四維發(fā)展

雖然目前工程測量領(lǐng)域已經(jīng)有了三維測量系統(tǒng)，但目前的三維測量系統(tǒng)還多處于“2+1”水平，還基于以二維來確定目標(biāo)平面位置，以一維來確定目標(biāo)高程，并沒有真正實(shí)現(xiàn)測量目標(biāo)的空間三維坐標(biāo)定位，影響了工程測量結(jié)果的表述能力。目前的三維測量體系主要包括衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)、三維激光掃描系統(tǒng)、激光跟蹤儀等，但當(dāng)前的應(yīng)用手段還多處于2+1維領(lǐng)域，需要將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系統(tǒng)，將會受到很大的局限。在未來，隨著城市規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、工程施工、設(shè)備改造、工業(yè)測量等需求的提升，在三維測量領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、相關(guān)理論、測量軟件、信息支撐等方面都將成為重要研究內(nèi)容，使得工程測量中三維技術(shù)從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理以及與2+1維系統(tǒng)的協(xié)調(diào)能力都得到巨大的提升，真正實(shí)現(xiàn)工程測量向三維、四維方向發(fā)展，逐步擺脫2+1維測量體系的束縛。

3.2 地下管線測量是重要發(fā)展方向

目前，我國城市化進(jìn)程正不斷推進(jìn)，但地下管線問題卻越來越為突出，成為降低城市建設(shè)質(zhì)量的主要缺陷，這與地下管線測量技術(shù)發(fā)展不足有直接關(guān)系。地下管線是城市的生命線，一旦出現(xiàn)問題將給城市居民的生產(chǎn)、生活帶來巨大的影響。當(dāng)前在地下管線的探測中，在近距離、埋層深、復(fù)雜管線的探索中還有很大的局限，尤其是對管線破裂、管道縫隙等的探測更為困難，地下管線測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、全面性也難以保證。在未來，地下管線測量將是工程測量領(lǐng)域發(fā)展的重要方向，測量儀器的抗干擾能力、測量精度、測量埋深將得到不斷提升，測量智能化與自動化水平也將會得到不斷發(fā)展。如變頻式調(diào)相地質(zhì)雷達(dá)、智能管道測量機(jī)器人等，將是發(fā)展的重要方向，以解決目前地下管道測量中存在的缺陷。

3.3 地理空間框架數(shù)字化發(fā)展

近年來，我國地理空間框架數(shù)字化體系正在逐漸構(gòu)建，最終形成數(shù)字化地理空間框架數(shù)據(jù)庫，這就需要測繪數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，數(shù)據(jù)產(chǎn)生動態(tài)化，數(shù)據(jù)更新及時化。一方面，在未來工程測量中，測繪基準(zhǔn)全系覆蓋面將越來越廣，最終形成覆蓋工業(yè)測繪領(lǐng)域各個層面的國家標(biāo)準(zhǔn)體系，包括如空間定位基準(zhǔn)、衛(wèi)星定位服務(wù)、在地測控網(wǎng)絡(luò)等的基準(zhǔn)體系，以實(shí)現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的資源共享；另一方面，地理空間數(shù)據(jù)并不是固定不變的，而是不斷變化的，在第一代數(shù)據(jù)產(chǎn)生后，還需要不斷對數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，整個數(shù)據(jù)更新都需要一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并保證數(shù)據(jù)符合基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的要求，這必將推動數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)校驗(yàn)水平的提升，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)更新，以保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)時性和完整性。

參考文獻(xiàn)

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