我國工程測量技術發(fā)展前景研究論文
時間:2022-10-29 11:08:00
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論文關鍵詞:測量技術;發(fā)展現(xiàn)狀;展望
論文摘要:工程測量有著悠久的歷史,它是直接為國民經(jīng)濟建設和國防建設服務,緊密與生產(chǎn)實踐相結合的學科。本文分析了我國工程測量技術發(fā)展和應用現(xiàn)狀,并對其發(fā)展前景進行了展望。
1前言
工程測量通常是指在工程建設的勘測設計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術的總稱。傳統(tǒng)工程測量技術的服務領域包括建筑、水利、交通、礦山等部門,其基本內容有測圖和放樣兩部分?,F(xiàn)代工程測量己經(jīng)遠遠突破了僅僅為工程建設服務的概念,它不僅涉及工程的靜態(tài)、動態(tài)幾何與物理量測定,而且包括對測量結果的分析,甚至對物體發(fā)展變化的趨勢預報。蘇黎世高等工業(yè)大學馬西斯教授指出:“一切不屬于地球測量,不屬于國家地圖集的陸地測量,和不屬于法定測量的應用測量都屬于工程測量”。隨著傳統(tǒng)測繪技術向數(shù)字化測繪技術轉化,我國工程測量的發(fā)展可以概括為“四化”和“十六字”,所謂“四化”是:工程測量內外業(yè)作業(yè)的一體化,數(shù)據(jù)獲取及其處理的自動化,測量過程控制和系統(tǒng)行為的智能化,測量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化?!笆帧笔牵哼B續(xù)、動態(tài)、遙測、實時、精確、可靠、快速、簡便。
2我國工程測量技術現(xiàn)狀
2.1先進的地面測量儀器在工程測量中的應用。
20世紀80年代以來出現(xiàn)許多先進的地面測量儀器,為工程測量提供了先進的技術工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準儀、數(shù)字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等,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)、測距導線網(wǎng)所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量;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;精密測距儀的應用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。
2.2GPS定位技術在工程測量中的應用。
GPS是美國從20世紀70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進行全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。隨著GPS定位技術的不斷改進,軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、測距、測水準為主體的常規(guī)地面定位技術,正在逐步被以一次性確定三維坐標的高速度、高精度、費用省、操作簡單的GPS技術代替。
在我國GPS定位技術的應用已深入各個領域,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用GPS技術,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。隨著DGPS差分定位技術和RTK實時差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國AS技術的解除,單點定位精度不斷提高,GPS技術在導航、運載工具實時監(jiān)控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。
2.3數(shù)字化測繪技術在工程測量中的應用。
數(shù)字化測繪技術在測繪工程領域得以廣泛應用,使大比例尺測圖技術向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與工程測量的重要內容和任務。
常規(guī)的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產(chǎn)品單一,難以適應飛速發(fā)展的城市建設和現(xiàn)代化工程建設的需要。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應用和GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進設備與微機及數(shù)控繪圖儀三者結合起來,形成一個從野外或室內數(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)設計自動化,建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎地理信息系統(tǒng)打下基礎。
20世紀80年代以來,我國數(shù)字化測繪技術的開發(fā)研究和應用發(fā)展很快,成效顯著。由于技術標準和規(guī)范不同,國外研究成功的數(shù)字化測繪系統(tǒng)不適合國情,難以推廣應用,只有依靠自己研究開發(fā)。1987年北京市測繪設計研究院在國內首先完成了“大比例尺數(shù)字化測圖系統(tǒng)”(即DGJ)的軟件開發(fā),并通過技術鑒定,1990年被建設部列為第一批技術推廣應用項目之一,在80多個城市及工程測量單位推廣應用,同時又有十幾個大專院校、儀器公司和工程測量單位,先后開發(fā)和研制出多個類似的數(shù)字測圖系統(tǒng)軟件。
2.4攝影測量技術在工程測繪中的應用。
攝影測量技術已越來越廣泛的在城市和工程測繪領域中得以應用,由于高質量、高精度的攝影測量儀器的研制生產(chǎn),結合計算機技術中的應用,使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業(yè)工作量,具有測量高效、高精度,成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測、文物保護和醫(yī)學上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用,具有廣泛的應用前景。由于全數(shù)字攝影測量工作站的出現(xiàn),為攝影測量技術應用提供了新的技術手段和方法,該技術已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進和應用。
航空攝影測量是進行城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測繪與更新以及大型工程勘測的重要手段與方法,它可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖成果。目前,我國有100多個城市或工測單位利用航測技術測制大比例尺地形圖和地籍圖,最大比例尺為1/500。采用的儀器除利用高精度的模擬測圖儀和解析測圖儀成圖方法外,還用立體坐標測圖儀與微機連接進行數(shù)據(jù)采集,經(jīng)微機數(shù)據(jù)處理輸入繪圖機自動繪圖。
3工程測量技術的發(fā)展展望
展望21世紀,工程測量將在以下方面將得到顯著發(fā)展:
測量機器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進一步發(fā)展,其應用范圍將進一步擴大,影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進一步增強。
在變形觀測數(shù)據(jù)處理和大型工程建設中,將發(fā)展基于知識的信息系統(tǒng),并進一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質以及土木建筑等學科相結合,解決工程建設中以及運行期間的安全監(jiān)測、災害防治和環(huán)境保護的各種問題。
大型復雜結構建筑、設備的三維測量,幾何重構及質量控制,以及由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對自動化流程,生產(chǎn)過程控制,產(chǎn)品質量檢驗與監(jiān)控的數(shù)據(jù)與定位要求越來越高,將促使三維業(yè)測量技術的進一步發(fā)展。工程測量將從土木工程測量、三維工業(yè)測量擴展到人體科學測量。
多傳感器的混合測量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應用,如GPS接收機與電子全站儀或測量機器人集成,可在大區(qū)域乃至國家范圍內進行無控制網(wǎng)的各種測量工作。
GPS、GIS技術將緊密結合工程項目,在勘測、設計、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。
在人類活動中,工程測量是無處不在、無時不用,只要有建設就必然存在工程測量,因而其發(fā)展和應用的前景是廣闊的。
參考文獻:
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