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摘要:現(xiàn)如今,隨著科學(xué)技術(shù)的進步和飛速發(fā)展,各種新興的測量技術(shù)手段不斷的廣泛應(yīng)用于測量儀器的制造和測量放線工作中,極大的拓寬了測量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域。作者對目前國內(nèi)的測繪技術(shù)進行了簡要分析,并介紹了目前國內(nèi)工程測量技術(shù)的相關(guān)運用和發(fā)展情況,以供參考。
關(guān)鍵詞:工程測量,技術(shù)應(yīng)用
前言
工程測量技術(shù)指在工程建設(shè)的勘測設(shè)計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術(shù)的總稱。工程測量是綜合性的應(yīng)用測繪科學(xué)與技術(shù),是測繪科學(xué)與技術(shù)在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中的直接應(yīng)用。由于科學(xué)技術(shù)的新成就和城市建設(shè)的不斷擴大,工程測量取得了很大的成就,對社會的發(fā)展和科學(xué)的進步有著不可限量的作用。
一、地面測量儀器在工程測量中的應(yīng)用概述
改革開放以來出現(xiàn)如:光電測距儀、精密測距儀、電子經(jīng)緯儀、站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、激光掃平儀等許多先進的地面測量儀器,為工程測量向現(xiàn)代化、自動化、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的測量點的測距工作;電子速測儀為細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。電子經(jīng)緯儀和全站儀的應(yīng)用,是地面測量技術(shù)進步的重要標(biāo)志之一。電子經(jīng)緯儀具有自動記錄、自動改正儀器軸系統(tǒng)差,自動歸化計算、角度測量自動掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差等優(yōu)點。全站儀測量可以利用電子手簿把野外測量數(shù)據(jù)自動記錄下來,通過接口設(shè)備傳輸?shù)接嬎銠C,利用“人機交互”方式進行測量數(shù)據(jù)的自動數(shù)據(jù)處理和圖形編輯,還可以把由微機控制的跟蹤設(shè)備加到全站儀上,能對一系列目標(biāo)自動測量,即所謂“測地機器人”或“電子平板”野外直接圖形編輯,為測圖和工程放樣向數(shù)字化發(fā)展開辟了道路。激光水準(zhǔn)儀、全自動數(shù)字水準(zhǔn)儀、記錄式精密補償水準(zhǔn)儀等儀器的出現(xiàn),實現(xiàn)了在幾何水準(zhǔn)測量中自動安平、自動讀數(shù)記錄,自動檢核測量數(shù)據(jù)等功能,使幾何水準(zhǔn)測量向自動化、數(shù)字化方向邁進,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系列多功能自動激光準(zhǔn)直儀,具有6種自動保持精度的基準(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)備安裝放線控制;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)緯儀是由微機控制、儀器自動、連續(xù)地觀測陀螺的搖動并能補償外部的干擾。這些儀器為工程測量提供了先進的技術(shù)工具和手段,扮演著現(xiàn)代測繪中日益重要的角色。
二、控制測量技術(shù)的應(yīng)用
20世紀80年代以來,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)生了革命性的變更,為工程測量提供了嶄新的技術(shù)手段和方法。GPS已成為建立平面控制網(wǎng)的一種常用手段。隨著差分GPS 定位技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,不僅是高等級的首級網(wǎng)和加密網(wǎng),就連圖根點和航空攝影測量像控點的測定也廣泛采用了GPS。在許多地形測量項目中,光電測距導(dǎo)線早已成為一種最基本的控制測量方法。特別是當(dāng)使用全站儀時,可以將低等級的圖根控制與細部地形測量同步進行,從而提高總體作業(yè)效率。20世紀六七十年代以來,隨著電磁波測距技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)生了電子測距三角高程測量,國內(nèi)外在這方面均做了大量的理論研究和實驗論證工作,目前電子測距三角高程測量已可以代替三、四等水準(zhǔn)測量,補充了傳統(tǒng)的耗時費力,效率較低的幾何水準(zhǔn)測量的不足。同時,隨著 GPS 在平面控制測量上日益廣泛的應(yīng)用,關(guān)于GPS 在高程控制測量領(lǐng)域的應(yīng)用研究也掀起了熱潮。GPS 擬合高程已可達到厘米級精度。徠卡公司推出的全站儀與GPS完美結(jié)合,是集成了GPS功能的高性能全站儀(超站儀),無需控制點、長導(dǎo)線和后方交會等工作,直接使用GPS確定該點的三維坐標(biāo),然后就可以使用全站儀進行測圖、放樣等工作。高程控制測量過去一直沿用幾何水準(zhǔn)測量的方法,這種方法耗時費力,效率較低。在我國GPS定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個領(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、地質(zhì)勘查剖面測量,碎部點的測繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。
三、地形圖和工程圖測繪技術(shù)
傳統(tǒng)的地形圖一般均是指線劃圖,這里不僅指線劃圖,而且還包括另一種極具應(yīng)用潛力的圖種:影像圖(DEM、DOM、DTM 等)。目前,數(shù)字地形圖(包括數(shù)字線劃圖、 數(shù)字正射影像圖等)已取代傳統(tǒng)的模擬地形圖,成為地形測量的主要產(chǎn)品。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)的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結(jié)合的艱苦的野外工作,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)用與GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn), 把野外數(shù)據(jù)采集的先進設(shè)備與微機及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來,形成一個從野外或室內(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)計自動化,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、其它的測圖技術(shù)
其它的測圖技術(shù)主要是指將GPS 與其它傳感器集成于一定運載工具上而形成的數(shù)字測圖技術(shù)及直接利用GPS 測圖的技術(shù)。主要包括:
(1)機載激光雷達系統(tǒng)。激光雷達技術(shù)是近數(shù)十年來攝影測量與遙感領(lǐng)域最具革命性的成就之一,是目前最先進的對地攝影測量系統(tǒng)。在DGPS、IMU支持下,激光掃描系統(tǒng)通過激光掃描器和距離傳感器,經(jīng)由微計算機對測量資料進行內(nèi)部處理,顯示或存儲、輸出距離和角度等資料,并與距離傳感器獲取的數(shù)據(jù)相匹配,經(jīng)過相應(yīng)軟件進行一系列處理來獲取被測目標(biāo)的表面形態(tài)和三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),從而進行各種量算或建立立體模型。該技術(shù)的最初目的主要是獲取困難地區(qū)的數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)。在這些困難地區(qū),例如森林,沙灘等,使用常規(guī)攝影測量方法費時、費力,很難獲取高精度的地面高程模型數(shù)據(jù)。使用機載激光雷達系統(tǒng),可以高效、高精度地直接獲取地面的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)。
(2)RTK數(shù)字測圖技術(shù)。隨著實時動態(tài)差分RTK 技術(shù)的進一步完善,RTK測圖就是將 RTK 當(dāng)成全站儀,配置相應(yīng)的支持軟件直接用于測圖,該方法在地物稀少、植被覆蓋不厚的測區(qū)中具有良好的應(yīng)用前景。
(3)水下測繪系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種移動測繪系統(tǒng),主要由GPS 接收機、自動測深儀、數(shù)據(jù)采集軟件和通訊設(shè)備等組成,平面測繪精度取決于GPS的作業(yè)方式和接收機的性能,高程精度則與測深儀有關(guān)。它們已在大比例尺水下地形測量實踐中得到了廣泛的應(yīng)用,國內(nèi)代表的產(chǎn)品有中海達水下測繪系統(tǒng)、南方水下測繪系統(tǒng)。
五、結(jié)語
總而言之,在工程建設(shè)領(lǐng)域,工程測量被比喻為“工程建設(shè)的指南針和眼睛”。但是工程測量工作的完成又離不開測量技術(shù)。隨著測繪科技的飛速發(fā)展,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,但在某些方面還存在一定的不足,隨著社會不斷的進步,工程測量科技還有待更為先進和完善的發(fā)展,以期在國民經(jīng)濟建設(shè)中給予更加重要的輔助力量。
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