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[摘 要]本文主要从工程测量技术的历史发展动态入手,简要地阐述了工程测量技术中的仪器设备的更新换代、精密测量技术的产生和发展、数字化测图技术的产生和发展,同时结合目前的测量技术发展状况对在新形式新环境下的工程测量技术发展所面临的和挑战和机遇提出了建议。
[关键词]测量技术;数字化;机遇
中图分类号:U415.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)48-0375-01
1 引言
随着城市化进程的不断扩大,各种用途和类别的新建的大型建筑和高标准高要求的建设工程也越来越多,这就给测量技术提出了新的更高层次的要求。进入21世纪后,我国测量技术的最新发展动态将会是以数据收集和运算的智能化、自动化、动态化为主;在数据的管理方面则是以标准化、科学化、规范化为主;在数据的应用和存贮方面则是以多样化、网络化为主。在技术方面,发展出新型的GPS技术、GIS技术、RS技术以及各种高端的移动测量设备等普遍被运用于工程测量中,并开始替代传统的测量技术方面而发挥越来越重要的技术左右。
2 测量设备的更新换代
传统的测量仪器一般有:光学经纬仪、光学水准仪以及电磁波测距仪。近年来,随着工程规模和工程规格要求的不断提高,传统的测量仪器已经在精确度和快捷性上显现出巨大的不足之处,故此已经被新近出现的电子经纬仪、电子水准仪以及全站仪所逐渐取代。
电子经纬仪可进行自动化测角并可使测得数据实现数字化,利用智能系统,可实现测量数据自动显示,大大降低了工作人员的劳动强度并提高了测量作业效率,同时还能将数据通过电子记事薄输入到计算机内进行储存,从而实现智能化测量技术。最高效最高端的新型测量仪器是全站仪,该设备是利用电子手簿将在外业所测得的数据通过电子形式自动采集下来,再通过相关接口设备上传至计算机,实现了“人机互动”工作形式并进行数据的自动处理以及图形图像的自动编辑。
目前还出现了“自动目标识别全站仪”,可以自动跟踪反射器并实时得到三维坐标,在软件的支持下与设计值比较,从而控制施工过程。用于高精度定向的陀螺经纬仪向激光陀螺定向发展。另外,将陀螺仪和全站仪集成就出现了陀螺全站仪。大面积的首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, 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RTK GPS 接收机,可以瞬时获得地面点的坐标。另外,它还可以在30~50km范围内按坐标施工放样。将全站仪和GPS 集成一体,就出现了“超站仪”,它改变了工程测量外业的作业模式,实现控制测量、碎部测量和施工放样的一体化和无缝衔接作业。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非常有用。
高精度高程测量方法目前还是采用几何水准测量,但水准测量的仪器实现了数字化和自动化。数字水准仪不但实现了自动安平,还配合条码标尺,实现观测自动化和测量结果数字化。数字水准仪主要是利用相关法和相位法的原理实现自动读取视线高和视线距离。在进行测量距离方面,已产生宏观超远距离(数十米至数公里)远程测量和微观精确尺度(毫米至数米)的精密测量。
3 精密测量工程领域的技术进步
从我国建设初期到改革开放中间几十年的时间,随着经济建设的复苏和科学水平的大幅度提高,大型的工程建设层出不穷,超高层建筑物屡见不鲜,再加上自动化生產线以及超高精度的安装工程的日益增多,要求测量技术精密化程度也必须相应提高。在这样的大环境要求下,我国工程领域所依托的测量技术测绘技术取得了巨大的进步以及辉煌的成就。国家地震局、北京城市勘察设计院、总参第一测绘大队以及武汉测绘科技大学等相关测量技术单位的科技工作者,经过长期的工程实践和科学研究,创造性地采用激光系统运用于微观测量技术中,对各种微尺度的测量进行精确定位,达到国际相关工艺的最新标准,确保我国相关工程的工程质量要求。
4 测量技术在数字化应用方面的新动态
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,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。数字化测绘技术可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。利用数字化(地形、地籍)测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。
从上世纪我国改革开放以后,我国的数字化测绘技术进入到了一个飞速发展的时期市场和工程运用上出现了大量的全站仪、电子经纬仪和GE-OM,P 系统,将外业工作时的数据采集设备同智能计算机和专业数控绘图仪三者相结合,从而实现了从外业的基本数据采集到内业的数据处理再到计算机智能图形编辑的一体化系统。到2010年,我国有70%的城市和工程单位已不同程度不同规模地拥有了数字化测绘技术。除了在设备的生产上要严格执行相关标准以外,还要制定一套相对应的标准化数据格式,令相关成果既可以达到专业技术需求,同时在数据交换时实现GIS 系统的给类型的运用,符合测量技术的数字化进程的要求。
5 结论
根据当前我国的实际情况,颁布施行国家空间数据基础建设政策标准,奖励并提倡公开数据共享形式;大力倡导市场竞争体制,充分运用利益驱使的基本原则;利用国家政府宏观调控的基本手段以及运用数据分门别类的基本原则,进一步实现测绘测量工程的统一监督管理,积极构建“数字中国”空间地理的基础体系,实现信息化测量框架构建;建立健全以GPS技术、GIS技术、RS技术、计算机以及网络通信技术为主导的现代化智能测绘测量体系;进一步缩小同国际同类科技先进水平之间的差距;将相关专业技术系统尽快实现产业化并由此形成一定的商业效益;加大相关技术的科研力度,在硬件和软件上加大投入,鼓励相关企业形成自主研发和生产,由此,将会使工程测量技术的发展迈上一个新的台阶。
参考文献
[1] 张正禄.《工程测量学》.武汉大学出版社,2002(7).
[2] 张正禄,黄全义.全站式地面测量工程一体化自动化系统研究[J]. 武汉测绘科技大学学报.1999(1):79-82.
[3] 冯晓.《现代工程测量仪器应用手册》.人民交通出版社,2005(8).
[4] 陈桁蓄.《土木工程测量》. 建工出版社,2006(8).
[5] 黄声享.变形监测数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2003:12-18.
[6] 党星海.《工程测量》.人民交通出版社,2006(1).
[7] 高文革.测绘技术发展探讨[J].城市建设,2010,3.
[关键词]测量技术;数字化;机遇
中图分类号:U415.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)48-0375-01
1 引言
随着城市化进程的不断扩大,各种用途和类别的新建的大型建筑和高标准高要求的建设工程也越来越多,这就给测量技术提出了新的更高层次的要求。进入21世纪后,我国测量技术的最新发展动态将会是以数据收集和运算的智能化、自动化、动态化为主;在数据的管理方面则是以标准化、科学化、规范化为主;在数据的应用和存贮方面则是以多样化、网络化为主。在技术方面,发展出新型的GPS技术、GIS技术、RS技术以及各种高端的移动测量设备等普遍被运用于工程测量中,并开始替代传统的测量技术方面而发挥越来越重要的技术左右。
2 测量设备的更新换代
传统的测量仪器一般有:光学经纬仪、光学水准仪以及电磁波测距仪。近年来,随着工程规模和工程规格要求的不断提高,传统的测量仪器已经在精确度和快捷性上显现出巨大的不足之处,故此已经被新近出现的电子经纬仪、电子水准仪以及全站仪所逐渐取代。
电子经纬仪可进行自动化测角并可使测得数据实现数字化,利用智能系统,可实现测量数据自动显示,大大降低了工作人员的劳动强度并提高了测量作业效率,同时还能将数据通过电子记事薄输入到计算机内进行储存,从而实现智能化测量技术。最高效最高端的新型测量仪器是全站仪,该设备是利用电子手簿将在外业所测得的数据通过电子形式自动采集下来,再通过相关接口设备上传至计算机,实现了“人机互动”工作形式并进行数据的自动处理以及图形图像的自动编辑。
目前还出现了“自动目标识别全站仪”,可以自动跟踪反射器并实时得到三维坐标,在软件的支持下与设计值比较,从而控制施工过程。用于高精度定向的陀螺经纬仪向激光陀螺定向发展。另外,将陀螺仪和全站仪集成就出现了陀螺全站仪。大面积的首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, 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RTK GPS 接收机,可以瞬时获得地面点的坐标。另外,它还可以在30~50km范围内按坐标施工放样。将全站仪和GPS 集成一体,就出现了“超站仪”,它改变了工程测量外业的作业模式,实现控制测量、碎部测量和施工放样的一体化和无缝衔接作业。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非常有用。
高精度高程测量方法目前还是采用几何水准测量,但水准测量的仪器实现了数字化和自动化。数字水准仪不但实现了自动安平,还配合条码标尺,实现观测自动化和测量结果数字化。数字水准仪主要是利用相关法和相位法的原理实现自动读取视线高和视线距离。在进行测量距离方面,已产生宏观超远距离(数十米至数公里)远程测量和微观精确尺度(毫米至数米)的精密测量。
3 精密测量工程领域的技术进步
从我国建设初期到改革开放中间几十年的时间,随着经济建设的复苏和科学水平的大幅度提高,大型的工程建设层出不穷,超高层建筑物屡见不鲜,再加上自动化生產线以及超高精度的安装工程的日益增多,要求测量技术精密化程度也必须相应提高。在这样的大环境要求下,我国工程领域所依托的测量技术测绘技术取得了巨大的进步以及辉煌的成就。国家地震局、北京城市勘察设计院、总参第一测绘大队以及武汉测绘科技大学等相关测量技术单位的科技工作者,经过长期的工程实践和科学研究,创造性地采用激光系统运用于微观测量技术中,对各种微尺度的测量进行精确定位,达到国际相关工艺的最新标准,确保我国相关工程的工程质量要求。
4 测量技术在数字化应用方面的新动态
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,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。数字化测绘技术可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。利用数字化(地形、地籍)测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。
从上世纪我国改革开放以后,我国的数字化测绘技术进入到了一个飞速发展的时期市场和工程运用上出现了大量的全站仪、电子经纬仪和GE-OM,P 系统,将外业工作时的数据采集设备同智能计算机和专业数控绘图仪三者相结合,从而实现了从外业的基本数据采集到内业的数据处理再到计算机智能图形编辑的一体化系统。到2010年,我国有70%的城市和工程单位已不同程度不同规模地拥有了数字化测绘技术。除了在设备的生产上要严格执行相关标准以外,还要制定一套相对应的标准化数据格式,令相关成果既可以达到专业技术需求,同时在数据交换时实现GIS 系统的给类型的运用,符合测量技术的数字化进程的要求。
5 结论
根据当前我国的实际情况,颁布施行国家空间数据基础建设政策标准,奖励并提倡公开数据共享形式;大力倡导市场竞争体制,充分运用利益驱使的基本原则;利用国家政府宏观调控的基本手段以及运用数据分门别类的基本原则,进一步实现测绘测量工程的统一监督管理,积极构建“数字中国”空间地理的基础体系,实现信息化测量框架构建;建立健全以GPS技术、GIS技术、RS技术、计算机以及网络通信技术为主导的现代化智能测绘测量体系;进一步缩小同国际同类科技先进水平之间的差距;将相关专业技术系统尽快实现产业化并由此形成一定的商业效益;加大相关技术的科研力度,在硬件和软件上加大投入,鼓励相关企业形成自主研发和生产,由此,将会使工程测量技术的发展迈上一个新的台阶。
参考文献
[1] 张正禄.《工程测量学》.武汉大学出版社,2002(7).
[2] 张正禄,黄全义.全站式地面测量工程一体化自动化系统研究[J]. 武汉测绘科技大学学报.1999(1):79-82.
[3] 冯晓.《现代工程测量仪器应用手册》.人民交通出版社,2005(8).
[4] 陈桁蓄.《土木工程测量》. 建工出版社,2006(8).
[5] 黄声享.变形监测数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2003:12-18.
[6] 党星海.《工程测量》.人民交通出版社,2006(1).
[7] 高文革.测绘技术发展探讨[J].城市建设,2010,3.