论工程测量技术的发展与应用

摘要：测绘工作是国民经济和社会发展的一项前期性、基础性的工作，工程测量作为测绘工程的重要组成部分，它是各类工程项目的勘察设计、建设施工、运营管理各阶段有关测绘工作的综合，是国民经济建设和管理中不可缺少的一项重要工作。本文总结了近几年工程测量的发展特点，探讨了工程测量技术的应用方向。。

关键词：工程测量GPS自动化

工程测量是指在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、方法和技术。它是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用，是综合性的应用测绘科学与技术。工程测量直接为工程建设服务的，包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。

一、工程测量的发展特点

（一）测量内外业的一体化

测量内业和外业工作已无明确的界限，过去只能在内业完成的测量工作，现在在外业也可以很方便地完成。测图时可在野外编辑修改图形，控制测量时可在测站上平差和得到坐标，施工放样数据可在放样过程中随时计算。

（二）数据获取及处理的自动化

主要指数据的自动化流程。电子全站仪、电子水准仪、GPS接收机都是自动化地进行数据获取，大比例尺测图系统、水下地形测量系统、大坝变形监测系统等都可实现或都已实现数据获取及处理的自动化。比如：科傻系统已实现了地面控制和施工测量的数据获取及处理的自动化。用测量机器人还可实现了无人观测及测量过程的自动化。

（三）工程测量向多领域渗透

随着计算机技术的发展，借助于强大的软件支持，工程测量不仅局限于测量静止信息，而是向多维立体沙盘制作、建构筑物得三维动画制作等方向发展。随着城市及厂矿地下管线改造和管理的需要，地下管线探测服务领域进一步扩展为地下管线（金属）泄露探测，下水道堵塞或塌陷点处和煤气管接驳处探测，电缆绝缘引用管线护套故障探测。

（四）测量仪器日新月异

现代测量仪器正向着自动化、数字化方向发展，大有淘汰传统的光学测量仪器（水准仪、经纬仪、平板仪）的趋势。全站仪是电子经纬仪和测距仪的集成。它不仅具有电子表测角和电子表测距的功能，而且具有自动记存储和运算能力，有很高的作业效率。大面积的一级控制测量早已使用GPS全球定位系统。目前，用于控制测量的静态GPS接收机已实现天线、接收机和电源一体化，而且重量很轻（仅1kg左右），操作完全自动化。用于图根控制测量和采集数据的实时动态GPS（RTK，载波相位差分）接收机，可以瞬时获得地面点的厘米级坐标。三维激光影像扫描仪可以快速、精确和可靠地获得被识别物体三维空间数据，在桥梁变形、水坝监测及建模、土石滑坡监控、开挖容量测量、城市数字化测量等方面发挥着重要用途。

二、工程测量技术的应用

（一）GPS定位技术在工程测量中的应用

GPS技术具有精度高、速度快、不受气候条件及通视条件的限制等优点，另外，GPS接收机具有自动观测的特点，这为实现大型工程建筑物变形监测的自动化奠定了基础。实践证明，GPS是一种值得选用的有效方法，三维坐标的测定变得简单，目前，GPS技术特别是RTK技术已广泛应用于工程测量中。

（二）GIS工程测量系统的应用

地理信息系统（GIS）是由计算机系统、地理数据和用户组成的，通过利用数据的空间属性，实现了图形与数据的结合。它通过可视化平台多维地显示数据，揭示数据之间的关联和隐藏在数据背后的信息。作为传统地图学与现代信息技术相融合的一门空间技术，GIS是工程信息采集、存储、管理、分析、表达的有力工具。另外，GIS可以把工程用地及其周围地区的地形、地貌、地物、变形测量点等信息放置到电子地形图上。通过图形与属性数据库的连接和多期变形测量结果趋势性计算与变形趋势图的制作，建立可视化的变形测量查询、分析、管理信息系统，将更加有利于变形测量分析与管理。

（三）基于全站仪的变形监测技术的应用

全站仪变形监测以其自动化、高精度、三维监测的技术优势，在变形监测中得到了普遍应用。全站仪正在向全能型和智能化方向发展。带马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术，可实现测量过程的全自动化，被称作测量机器人。测量机器人可自动搜寻观测目标，在很短的时间内完成一目标点的观测，并可以对多个目标作持续和重复观测。测量机器人与测量数据处理分析软件系统相结合完全可以实现变形监测的自动化。测量机器人作为多传感器集成系统在人工智能方面的进一步发展，使其在建筑物变形监测中必将得到进一步应用。

（四）数字化测绘技术在工程测量中的应用 数字化测绘技术是伴随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化而兴起的一门新兴的测绘技术。数字中国、数字城市等概念的提出以及相关数字化工程的启动，特别是全球定位系统（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，使工程测量的手段和方法产生了深刻的变化。工程测量的服务领域也相应进一步延伸，而且正朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向发展。

（五）数字成像测量技术在建筑工程的应用

数字成像测量技术是通过计算机系统在被测二维影响中提取三维信息，通过对被测区域进行多点影响拍摄与提取得到测量工作所需信息。其常用于地形复杂、测量放线工作困难的测量工作中。随着近年来数字成像测量技术的不断完善以及其在工程建设各个领域的不断应用，目前其在建筑工程竣工后以及使用过程变形监测中也得到广泛的应用。通过对建筑工程多点影响的拍摄与计算机提取得到建筑物的变形参数，以此对建筑工程垂直位移（沉降）、水平位移、倾斜、挠曲等进行客观评价，保障建筑物的使用安全。

（六）工程测量中的3S集成技术

3S（GPS、GIS、RS）技术的结合，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用行成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即GPS与RS为GIS提供区域信息及空间定位信息，而GIS进行相应的空间分析以便从GPS和RS提供的海量数据中提取有用的信息并进行综合集成，使之成为科学的决策依据。诸如三峡工程、南水北调工程等工程，其施工范围大、物流量大、施工周期长等，而3S技术为该类大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。

（七）精密工程测量的应用

现代精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术为一体的综合叉学科，测量仪器具有精密化、集成化、智能化的发展趋势，代表着工程测量学的发展方向。精密工程测量技术包括精密地直线定线、测量角度（或方向）、测量距离、测量高差以及设置稳定的精密测量标志。从测量方案设计、实地施测到成果处理和利用的各个阶段中都要利用误差理论进行分析。精密工程测量的特点是：作业精度依工程需要而定，并且精度要求比较高；作业环境特殊；仪器设备要求高，在特殊情况下，需要自造仪器；数据处理要求严格等。精密工程测量应用于各种变形监测及高精度的工程施工中。

三、结束语

综上所述，工程技术的发展不断对测量工作提出新的要求，同时，现代科学技术和测绘新技术的发展，给直接为经济建设服务的工程测量带来了严峻的挑战和极好的机遇。大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代，积极推动新技术的推广与应用，充分利用GPS技术、GIS技术、数字化测绘技术、摄影测量技术、RS技术、“3S”集成技术及地面测量先进技术设备，把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展。同时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，最终推动我国工程测量科技的进步。

参考文献：

1. 刘娟：《浅谈工程测量发展的几个问题》，《山西建筑》，2008年第3期。

2. 王廷刚：《GPS RTK技术在现代工程测量中的应用》，《科技创新导报》，2008年第16期。

3. 龚逸：《论现代建筑工程测量技术的应用》，《价值工程》，2010年第30期。