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摘要:现如今,随着科学技术的进步和飞速发展,各种新兴的测量技术手段不断的广泛应用于测量仪器的制造和测量放线工作中,极大的拓宽了测量技术的服务领域。作者对目前国内的测绘技术进行了简要分析,并介绍了目前国内工程测量技术的相关运用和发展情况,以供参考。
关键词:工程测量,技术应用
前言
工程测量技术指在工程建设的勘测设计、施工和管理阶段中运用的各种测量理论、方法和技术的总称。工程测量是综合性的应用测绘科学与技术,是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用。由于科学技术的新成就和城市建设的不断扩大,工程测量取得了很大的成就,对社会的发展和科学的进步有着不可限量的作用。
一、地面测量仪器在工程测量中的应用概述
改革开放以来出现如:光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等许多先进的地面测量仪器,为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件,改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代,光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量;具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量;无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器;精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。电子经纬仪和全站仪的应用,是地面测量技术进步的重要标志之一。电子经纬仪具有自动记录、自动改正仪器轴系统差,自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差等优点。全站仪测量可以利用电子手簿把野外测量数据自动记录下来,通过接口设备传输到计算机,利用“人机交互”方式进行测量数据的自动数据处理和图形编辑,还可以把由微机控制的跟踪设备加到全站仪上,能对一系列目标自动测量,即所谓“测地机器人”或“电子平板”野外直接图形编辑,为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现,实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数记录,自动检核测量数据等功能,使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进,激光准直仪和激光扫描仪在高层建筑施工和大面积混凝土施工中是必不可少的仪器。国产JDA系列多功能自动激光准直仪,具有6种自动保持精度的基准,可用于高层和高耸建筑的轴线测控,滑模测偏,测扭,水平测控,构筑物与设备安装放线控制;各类工程测平,结构变形观测等。陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等工程测量的另一类主要的地面测量仪器,新一代的陀螺经纬仪是由微机控制、仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰。这些仪器为工程测量提供了先进的技术工具和手段,扮演着现代测绘中日益重要的角色。
二、控制测量技术的应用
20世纪80年代以来,随着GPS 定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变更,为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。GPS已成为建立平面控制网的一种常用手段。随着差分GPS 定位技术的发展与应用,不仅是高等级的首级网和加密网,就连图根点和航空摄影测量像控点的测定也广泛采用了GPS。在许多地形测量项目中,光电测距导线早已成为一种最基本的控制测量方法。特别是当使用全站仪时,可以将低等级的图根控制与细部地形测量同步进行,从而提高总体作业效率。20世纪六七十年代以来,随着电磁波测距技术的发展,产生了电子测距三角高程测量,国内外在这方面均做了大量的理论研究和实验论证工作,目前电子测距三角高程测量已可以代替三、四等水准测量,补充了传统的耗时费力,效率较低的几何水准测量的不足。同时,随着 GPS 在平面控制测量上日益广泛的应用,关于GPS 在高程控制测量领域的应用研究也掀起了热潮。GPS 拟合高程已可达到厘米级精度。徕卡公司推出的全站仪与GPS完美结合,是集成了GPS功能的高性能全站仪(超站仪),无需控制点、长导线和后方交会等工作,直接使用GPS确定该点的三维坐标,然后就可以使用全站仪进行测图、放样等工作。高程控制测量过去一直沿用几何水准测量的方法,这种方法耗时费力,效率较低。在我国GPS定位技术的应用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用 GPS 技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地质勘查剖面测量,碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。
三、地形图和工程图测绘技术
传统的地形图一般均是指线划图,这里不仅指线划图,而且还包括另一种极具应用潜力的图种:影像图(DEM、DOM、DTM 等)。目前,数字地形图(包括数字线划图、 数字正射影像图等)已取代传统的模拟地形图,成为地形测量的主要产品。大比例尺地形图和工程图的测绘,是城市与工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。随着电子经纬仪、全站仪的应用与GEOMAP系统的出现, 把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图、也可提供软盘、为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。
四、其它的测图技术
其它的测图技术主要是指将GPS 与其它传感器集成于一定运载工具上而形成的数字测图技术及直接利用GPS 测图的技术。主要包括:
(1)机载激光雷达系统。激光雷达技术是近数十年来摄影测量与遥感领域最具革命性的成就之一,是目前最先进的对地摄影测量系统。在DGPS、IMU支持下,激光扫描系统通过激光扫描器和距离传感器,经由微计算机对测量资料进行内部处理,显示或存储、输出距离和角度等资料,并与距离传感器获取的数据相匹配,经过相应软件进行一系列处理来获取被测目标的表面形态和三维坐标数据,从而进行各种量算或建立立体模型。该技术的最初目的主要是获取困难地区的数字高程模型(DEM)数据。在这些困难地区,例如森林,沙滩等,使用常规摄影测量方法费时、费力,很难获取高精度的地面高程模型数据。使用机载激光雷达系统,可以高效、高精度地直接获取地面的数字高程模型数据。
(2)RTK数字测图技术。随着实时动态差分RTK 技术的进一步完善,RTK测图就是将 RTK 当成全站仪,配置相应的支持软件直接用于测图,该方法在地物稀少、植被覆盖不厚的测区中具有良好的应用前景。
(3)水下测绘系统。该系统是一种移动测绘系统,主要由GPS 接收机、自动测深仪、数据采集软件和通讯设备等组成,平面测绘精度取决于GPS的作业方式和接收机的性能,高程精度则与测深仪有关。它们已在大比例尺水下地形测量实践中得到了广泛的应用,国内代表的产品有中海达水下测绘系统、南方水下测绘系统。
五、结语
总而言之,在工程建设领域,工程测量被比喻为“工程建设的指南针和眼睛”。但是工程测量工作的完成又离不开测量技术。随着测绘科技的飞速发展,工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就,但在某些方面还存在一定的不足,随着社会不断的进步,工程测量科技还有待更为先进和完善的发展,以期在国民经济建设中给予更加重要的辅助力量。
参考文献:
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