論數(shù)字化技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

孫國明

摘 要：隨著傳統(tǒng)測繪技術(shù)向數(shù)字化測繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，工程測量學(xué)也發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。著重闡述數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用給工程測量學(xué)帶來的變化。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；工程測量；應(yīng)用

一、引言

工程測量學(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)服務(wù)，緊密與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，隨著科技的飛速發(fā)展，特別是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，以及測繪科技本身的進(jìn)步，為工程測量技術(shù)進(jìn)步提供新的方法和手段，有力地推動(dòng)和促進(jìn)工程測量事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，使工程測量的技術(shù)面貌發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。

二、先進(jìn)的測量儀器在工程測量中的應(yīng)用

近年來出現(xiàn)許多先進(jìn)的測量儀器，為工程測量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段，如：光電測距儀、精密測距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、激光掃平儀等，為工程測量向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測量、道路測量和施工測量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測距導(dǎo)線網(wǎng)所替代；光電測距三角高程測量代替三、四等水準(zhǔn)測量；具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測距儀用于施工放樣測量；無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達(dá)的測量點(diǎn)的測距工作；電子速測儀為細(xì)部測量提供了理想的儀器；精密測距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。激光水準(zhǔn)儀、全自動(dòng)數(shù)字水準(zhǔn)儀、記錄式精密補(bǔ)償水準(zhǔn)儀等儀器的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了在幾何水準(zhǔn)測量中自動(dòng)安平、自動(dòng)讀數(shù)和記錄、自動(dòng)檢核測量數(shù)據(jù)等功能，使幾何水準(zhǔn)測量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。激光準(zhǔn)直儀和激光掃描儀在高層建筑施工和大面積混凝土施工中是必不可少的儀器。國產(chǎn)JDA系列多功能自動(dòng)激光準(zhǔn)直儀，具有6種自動(dòng)保持精度的基準(zhǔn)，可用于高層和高聳建筑的軸線測控；滑模測偏、測扭、水平測控；構(gòu)筑物與設(shè)備安裝放線控測；各類工程測平，結(jié)構(gòu)變形觀測等。陀螺經(jīng)緯儀是用于礦山、隧道等工程測量的另一類主要的地面測量儀器，新一代的陀螺經(jīng)緯儀是由微機(jī)控制，儀器自動(dòng)、連續(xù)地觀測陀螺的搖動(dòng)并能補(bǔ)償外部的干擾，觀測時(shí)間短、精度高，如Cromad陀螺經(jīng)緯儀在7min左右的觀測時(shí)間能獲取3″的精度，比傳統(tǒng)陀螺經(jīng)緯儀精度提高近7倍，作業(yè)效率提高近10倍，標(biāo)志著陀螺經(jīng)緯儀向自動(dòng)化方向邁進(jìn)。

三、數(shù)字化繪圖技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

大比例尺地形圖和工程圖的測繪，是城市與工程測量的重要內(nèi)容和任務(wù)。常規(guī)的成圖方法是一項(xiàng)腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)結(jié)合的艱苦的野外工作，同時(shí)還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長，產(chǎn)品單一，難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。

隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用和GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn)，把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來，形成一個(gè)從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動(dòng)測圖系統(tǒng)。系統(tǒng)的開發(fā)研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動(dòng)繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖，也可提供軟盤，為專業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

四、GPS定位技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

隨著GPS定位技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展完善，使測繪定位技術(shù)發(fā)生了革命性的變革，為工程測量提供了嶄新的技術(shù)手段和方法。長期以來用測角、測距、測水準(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3維坐標(biāo)的、高速度、高效率、高精度的GPS技術(shù)所代替，同時(shí)定位范圍已從陸地和近海擴(kuò)展到海洋和宇宙空間；定位方法已從靜態(tài)擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)；定位服務(wù)領(lǐng)域已從導(dǎo)航和測繪領(lǐng)域擴(kuò)展到國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的廣闊領(lǐng)域。在我國GPS定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域，國家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用GPS技術(shù)，在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測、海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS技術(shù)。隨著DGPS差分定位技術(shù)和RTK實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國AS技術(shù)的解除，單點(diǎn)定位精度不斷提高，GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、石油物探點(diǎn)定位、地質(zhì)勘查剖面測量、碎部點(diǎn)的測繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。

五、結(jié)束語

綜上所述，隨著傳統(tǒng)測繪技術(shù)向數(shù)字化測繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，工程測量科技進(jìn)步很大，發(fā)展很快，取得了顯著成績； 面向21世紀(jì)工程測量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和方向是：測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化；測量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化；測量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會(huì)化。GPS技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)字化測繪技術(shù)以及先進(jìn)地面測量儀器等將廣泛應(yīng)用于工程測量中，并發(fā)揮其主導(dǎo)作用。