1、浅谈工程测量的发展摘要：工程测量的发展是相关技术推动和应用需求牵引共同作用的结果。工程测量不只是一项技术，更重要的是一种服务。单纯的技术发展将会遇到挑战，如何面向用户，为用户提供所需的服务将决定工程测量的未来命运。从应用的角度讨论工程测量的发展需求，提出了若干建议。关键词：工程测量；技术；服务；发展一、引言测绘学是“研究地理信息的获取、处理、描述和应用的学科。其内容包括研究测定、描述地球的形状、大小、重力场、地表形态以及它们的各种变化，确定自然和人造物体、人工设施的空间位置及属性，制成各种地图和建立有关信息系统”%。最近修订的中华人民共和国测绘法将测绘描述为“对自然地理要素或者地表人工设施的形
2、状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集、表述以及对获取的数据、信息、成果进行处理和提供的活动。”测绘学古老而年轻。21世纪空间技术、信息技术的突破性发展使测绘学产生了巨大变革，焕发出无穷的生命力。现代测绘学按服务对象可以划分为 大层次。第1层次以建立全球、区域和局部控制骨架和为地球动力学研究服务为使命，可称为大地测量；第2层次以获取、管理和表达城市、区域、国家乃至全球空间基础信息为目的，可统称地形测量（或称景观测绘）；第3层次则以测绘工程和工业目标及其周边环境的形态与变化并为各种工业与民用工程和城市勘察、规划、设计、建设、运营和管理提供服务为己任，即工程测量。工程测量无疑是一门应用技术。我
3、们知道，一项技术的发展，或者是源于相关技术的推动，或者是借助应用需求的牵引，更可能是这两者共同作用的结果。工程测量技术的发展进一步证明了这一点。一方面，相关技术的发展有力地推动了工程测量技术的进步。我们可以列出二十世纪以来对工程测量技术影响最大的几项技术，首要的应该是电子技术与计算机技术，其次是激光技术、卫星定位测量技术、遥感技术、计算机辅助设计（5.1）技术、地理信息系统（067）技术、数据库技术、计算技术、无线通讯技术等。由此导致了包括电子测距仪、全站仪、各种激光测绘仪器、机助制图系统、数字水准仪、电子测距三角高程测量、0)7 测绘技术、数字摄影测量技术、工程测量优化设计与平差处理技术、空
4、间数据管理技术等在内的一大批至今依然发挥着重要作用的测绘技术设备和方法的出现。另一方面，越来越多的复杂工程设施的建造和大型精密机器设备的安装，对测绘提出了许多新的要求，促进了专门的精密工程测量仪器设备和方法的发展。工程测量的服务对象主要是各种工业与民用工程建设。按照工程建设过程，工程测量通常包括控制测量、地形测量、放样定位、工程检测与监测、数据处理分析以及数据管理等方面。总体上讲，当前工程测量技术发展的特点可以归纳为，测绘方案追求科学化和合理化，测绘过程趋向自动化、智能化、集成化、动态化和（准）实时化，测绘成果呈数字化、可视化和多样化，应用领域日益广泛化。二、工程测量的发展问题1、工程测量中的
5、数字化技术在建立各种GIS系统时，对原有地图进行数字化处理，在建库工作中占据了相当大的T作量，各 程测量部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸制地图，若其现势性、精度和比例尺能满足要求，就町以利用数字化仪将其输入计算机，经编辑、修补后生成相应的数字地图。当前有手扶跟踪数字化和扫捕矢量化两大类仪器，针对大比例尺地形图，大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息，高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。大比例尺地形图和T：程图的测量是传统丁程测量的重要内容，常规的成图方法野外工作量中国矿业大学 环境与测绘学院 科研创新1大，作业艰苦，作业程序复杂，同时还有繁琐的内业数据处理和绘图T作，成图周期长，
6、产品单一，难以适应社会飞速发展的需要。而数字化成图技术具有精度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理及虚用、易于发布等特点。目前，数字化成图技术有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法，主要设备是全站仪、电子手簿等，其特点是精度高、内外业分1：明确、便于人员分配，从而具有较高的成图效率。2、加快新技术的研究，提高测绘技术水平GPS是美国从2O世纪70年代开始研制，历时20年，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS接收机的改进，广域差分技术、载波相位差分技术的发展，加之美国SA技术的解除，使得GPS技术在导航
7、、运载_r 具实时监控、城市规划、丁程测量等领域有了更为广泛的应用。RTK(Real Time Kinematics，实时动态)技术是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑。RTK量是将l台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量；流动站的GPS接收机再利用OFF(运动中求解整周模糊
8、度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。RTK量可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度、快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时，也可以根据已有的数据成果快速的进行施工放样。因此，RTK被广泛应用于图根控制测量，地籍、房地产测绘、数字化测图及施工放样等各种工作中。GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与I 具。其技术优势不仅在
9、于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。3、摄影测量在工程测量中应用我国1，5万基本地形图，是采用航测成图的，对于在工程测量中大比例尺地形图采用航测方法，过去有些单位曾做过一些试验，一般均用小比例尺航摄像片成图，在铁路选线，公路选线曾做过不少试验，高压输电线路中也曾做过航测选线绘制纵断面图定杆位的工作。目前我国应用航测成大比例尺图分两种情况，一种是利用国家现有航测资料，一种是自行委托航测大队代测。l：5000、l：lOOOO地形图大多数可以利用国家测绘局的航测资料来编制。对于1：2000或1：1000大比例尺成
10、图，则应用航测资料，宜自行委托航测。陆地摄影较航测成图灵活机动，作业单位可以掌握主动权，因此可以做到摄影及时，成图速度快、质量高，成本低等优点，因此深受工程测量部门欢迎，近年来发展特别快。尤其对较小勘测单位，测区面积在5到1O平方公里以内，显然用航测是不经济的，因此宜着重于陆地摄影测量的研究和应用。目前我国进行陆地摄影测量试验和投人生产的单位很多，有中国科学院地理研究所，湖北测绘大队，广东测绘大队，陕西水利勘测设计院单位，最近同济大学、南京大学与江苏省土壤研究所将联合进行陆摄试验研究工作。关于航测、陆摄、全站仪成图 者关系问题，我们认为下列结论是很值得各单位参考的，目前上述一种成图方法都有它们
11、的优越性和局限性。按成图的精度要求，测区的大小和作业的区域不同，各种方法完全可以互相补充，配合使用。一般说来，大面积测区、大森林山区，以航测法成图为主，用地面摄影测量来弥补陡陵的山区、深切割的河谷，陡崖断壁和在一般较稀疏的森林区测制大比例尺图，少量的峡谷、探沟、漏洞死角和_一般小面积平坦开阔的测区，则可充分利用中国矿业大学 环境与测绘学院 科研创新2现有人员和仪器的条件，以全站仪成图方法为宜。这样既充分利用了各成图方法的优越性，又减少了人力财力投入，在最短的时间创造最大的经济效益。三、工程测量学的发展与展望1、工程测量学的发展与展望1)测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发
12、展，其应用范围将进一步扩大，影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强。2)在变形观测数据处理和大型工程建设中，将发展基于知识的信息系统，并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测，灾害防治和环境保护的各种问题。3)工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量，如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。4)多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用，如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成，可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。5)GPS、GLS技术将紧密结合工程项目，在勘测、设计、施工管理一体化方
13、面发挥重大作用。6)大型和复杂结构建筑，设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。7)数据处理中数学物理模型的建立，分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。2）工程测量学的发展工程测量学的发展，主要表现在从一维、二维到三维、四维，从点信息到面信息获取，从静精度态到动态，从后处理到实时处理，从人眼观测操作到机器人自动寻标观测，从大型特种荛到人体测量工程，从高空到地面，地下以及水下，从人工量测到无接触遥测，从周期观测到持续测量。测量从毫米级到微米乃至纳米级。当前，高精度实时动态GPS定位已经在测量和工程界又产生一个重大变革，带来了一个空前的高效率。它就是VIES虚拟参
14、考站，它所代表的是CPS的网络RTK技术，它的出现将使一个地区的所有测绘工作或为一个有机的整体，但直到现在，用RTK系统来进行高精度的测量作业，还意味着你必须首先在测区附近建立一个控制点，然后在该控制点上架设参考站，想要进入测区内的任何一点就能立即开始GPS测量而不无需架设参考站还只是一个梦想。现在随着虚拟参考站VRS系统的诞生这个梦想成真的，这一创新的定位理论思想是采用了固定参考站网络来合成“虚拟参考站”，使测区内每个测量员都能使用，它能得到厘米的精度，并大大增强系统的性能利可靠性。这种全新的RTK定位方法从根本上提高了作业效率和测量的质量，它不再要求建立参考站，从而可以节省时间，也省去了购
15、买另一台参考站接收机的费用。这种网络RTK技术，集最新兴的计算机网络管理技术，应用了最先进的多基站RTK处落地，是GPS技术的突破。它将使GPS的应用领域极大的扩展，GPS网络建设将高速发展，而这种GPS网络RTK技术，将代表着GPS发展的方向，为各项大型和精密工程建设提供了可靠的测绘技术保障，出色地完成各项工程测量任务。四、结束语新的时代对测绘发展提出了新的要求，建立地、海、空、天一体化的先进测绘基准基础设施，不断完善自主卫星导航定位系统，建设地理信息快速获取体系，研制发射满足测绘要求的高分辨率遥感卫星，发展地理信息数据的快速获取技术手段，推进地理信息数据处理关键技术攻关，研制自动化、智能化地理信息数据处理系统，发展先进测绘生产技术装备。伴随着测量新技术的不断进步，现代工程测量必将朝着测量内外作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展，为国民经济建设和国防建设贡献更大的力量。中国矿业大学 环境与测绘学院 科研创新3
