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摘 要:随着现代化城市的加快发展,信息化技术促进工程测量技术方法和手段的更新换代,使工程测量技术向自动化、信息化迈进,工程测量技术在建筑行业中的运用,推动了其技术水平的不断提高。
关键词:工程测量的发展;工程测量技术;GPS
一、工程测量的发展沿革
(一)工程测量的现代定义
当代人对工程测量学的定义是: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。
传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门,其基本内容有测图和放样两部分。现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念,它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定,而且包括对测量结果的分析,甚至对物体发展变化的趋势预报。苏黎世高等工业大学马西斯教授指出:“一切不属于地球测量,不属于国家地图集的陆地测量,和不属于法定测量的应用测量都属于工程测量”。我国近代以来工程测量可追溯至1932年,同济大学工学院高等测量系正式成立,成为当时国立大学中惟一的测量系,并成为我国民用测绘高等教育事业的发祥地。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,我国工程测量的发展可以概括为“四化”和“十六字”,所谓“四化”是:工程测量内外业作业的一体化,数据获取及其处理的自动化,测量过程控制和系统行为的智能化,测量成果和产品的数字化。“十六字”是:连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便。
(二)先进的地面、空间测量仪器在工程测量中的应用
20世纪80年代以来出现许多先进的地面测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段,如:光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等,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。GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有海、陆、空进行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。随着GPS定位技术的不断改进,软、硬件的不断完善,长期使用的测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高精度、费用省、操作简单的GPS技术代替。GIS是一个基于数据库管理系统(DBMS)的分析和管理空间对象的信息系统,以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别由于信息技术的发展,数字时代的来临,理论上来说,GIS可以运用于现阶段任何行业。从技术和应用的角度,GIS是解决空间问题的工具、方法和技术;RTK(Real-time kinematic)实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法,以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。
二、工程测量对工程质量的作用
在主体结构施工阶段,工程测量对于工程质量的影响主要有以下几个方面:墙柱平面放线、建筑物垂直度控制、主体标高控制、楼板、线条、构件的平整度控制等。其中墙柱平面放线的精确度,直接影响建筑物的总体垂直度,对墙柱鋼筋绑扎、模板施工的质量产生严重的影响。所以每次混凝土施工完毕后,第一道工序就是测量放线。通过了测量放线不但能够为下一道工序提供依据,并且能及时发现上一道工序所遗留下来的问题,使得其他专业的施工人员及时处理已经发生的质量问题,避免了问题的累积,最终导致质量事故。
在标高测量控制方面,能为模板施工提供准确的基准点,是模板施工平整度的保证。同时为混凝土施工提供标高控制线,保证砼后的混凝土平整度。精确的标高控制,是施工人员严格按图施工的前提。对于施工面积较大的工程,如何保证模板施工的总体平整度、混凝土面的平整度,基本的前提就是测定一个准确、详细的标高控制系统面。
三、工程测量学在今后发展的前进方向
展望未来,工程测量学在以下方面将得到显著发展:
测量机器人、三维激光扫瞄仪将与GPS、GIS技术集成,成为快速获取被测物体信息的重要仪器。多传感器集成系统及混合测量系统的应用范围将进一步扩大,可望在大区域范围内进行无控制网的各种测量工作,对影象、图形的处理能力将进一步增强。
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方面的各种问题。
工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。
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热点。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。
参考文献:
[1]《全球定位系统(GPS)测量规范》.GB/T18314-2001.
[2]《全球定位系统城市测量技术规程》.CJJ73-97.
[3]《公路全球定位系统(GPS)测量规范》.JTJ/T066-98.
[4]《全球定位系统(GPS)测量型接收机检定规程》.CH8016-1995.
[5]刘大杰.全球定位系统(GPS)的原理与数据处理[M].上海:同济大学出版社,1996.
[6]北京市测绘设计研究院.CJJ73-97.
[7]全球定位系统城市测量技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1997.
作者简介:
付登臻(1995—),男,汉族,云南曲靖人,邵阳学院本科在读,专业方向:测绘工程。
关键词:工程测量的发展;工程测量技术;GPS
一、工程测量的发展沿革
(一)工程测量的现代定义
当代人对工程测量学的定义是: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。
传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门,其基本内容有测图和放样两部分。现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念,它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定,而且包括对测量结果的分析,甚至对物体发展变化的趋势预报。苏黎世高等工业大学马西斯教授指出:“一切不属于地球测量,不属于国家地图集的陆地测量,和不属于法定测量的应用测量都属于工程测量”。我国近代以来工程测量可追溯至1932年,同济大学工学院高等测量系正式成立,成为当时国立大学中惟一的测量系,并成为我国民用测绘高等教育事业的发祥地。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,我国工程测量的发展可以概括为“四化”和“十六字”,所谓“四化”是:工程测量内外业作业的一体化,数据获取及其处理的自动化,测量过程控制和系统行为的智能化,测量成果和产品的数字化。“十六字”是:连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便。
(二)先进的地面、空间测量仪器在工程测量中的应用
20世纪80年代以来出现许多先进的地面测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段,如:光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等,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。GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有海、陆、空进行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。随着GPS定位技术的不断改进,软、硬件的不断完善,长期使用的测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高精度、费用省、操作简单的GPS技术代替。GIS是一个基于数据库管理系统(DBMS)的分析和管理空间对象的信息系统,以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别由于信息技术的发展,数字时代的来临,理论上来说,GIS可以运用于现阶段任何行业。从技术和应用的角度,GIS是解决空间问题的工具、方法和技术;RTK(Real-time kinematic)实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法,以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。
二、工程测量对工程质量的作用
在主体结构施工阶段,工程测量对于工程质量的影响主要有以下几个方面:墙柱平面放线、建筑物垂直度控制、主体标高控制、楼板、线条、构件的平整度控制等。其中墙柱平面放线的精确度,直接影响建筑物的总体垂直度,对墙柱鋼筋绑扎、模板施工的质量产生严重的影响。所以每次混凝土施工完毕后,第一道工序就是测量放线。通过了测量放线不但能够为下一道工序提供依据,并且能及时发现上一道工序所遗留下来的问题,使得其他专业的施工人员及时处理已经发生的质量问题,避免了问题的累积,最终导致质量事故。
在标高测量控制方面,能为模板施工提供准确的基准点,是模板施工平整度的保证。同时为混凝土施工提供标高控制线,保证砼后的混凝土平整度。精确的标高控制,是施工人员严格按图施工的前提。对于施工面积较大的工程,如何保证模板施工的总体平整度、混凝土面的平整度,基本的前提就是测定一个准确、详细的标高控制系统面。
三、工程测量学在今后发展的前进方向
展望未来,工程测量学在以下方面将得到显著发展:
测量机器人、三维激光扫瞄仪将与GPS、GIS技术集成,成为快速获取被测物体信息的重要仪器。多传感器集成系统及混合测量系统的应用范围将进一步扩大,可望在大区域范围内进行无控制网的各种测量工作,对影象、图形的处理能力将进一步增强。
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方面的各种问题。
工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。
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热点。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。
参考文献:
[1]《全球定位系统(GPS)测量规范》.GB/T18314-2001.
[2]《全球定位系统城市测量技术规程》.CJJ73-97.
[3]《公路全球定位系统(GPS)测量规范》.JTJ/T066-98.
[4]《全球定位系统(GPS)测量型接收机检定规程》.CH8016-1995.
[5]刘大杰.全球定位系统(GPS)的原理与数据处理[M].上海:同济大学出版社,1996.
[6]北京市测绘设计研究院.CJJ73-97.
[7]全球定位系统城市测量技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1997.
作者简介:
付登臻(1995—),男,汉族,云南曲靖人,邵阳学院本科在读,专业方向:测绘工程。