■王淑璇 ■湖北國(guó)土資源學(xué)院，湖北 武漢 430090

工程建設(shè)中涉及勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工和管理的各種測(cè)量理論、方法和技術(shù)都可以稱為工程測(cè)量。較早工程測(cè)量技術(shù)主要給建筑、水利、交通、礦山等部門提供服務(wù)，基本服務(wù)內(nèi)容為測(cè)圖而后放樣。隨著測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，人們的需求越來(lái)越多樣化，現(xiàn)代工程測(cè)量早已經(jīng)不僅僅服務(wù)于工程建設(shè)服務(wù)，它已經(jīng)開(kāi)始提供一些延伸的服務(wù)內(nèi)容。現(xiàn)在的服務(wù)內(nèi)容包括測(cè)定工程的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)幾何與物理量，也開(kāi)始進(jìn)行分析測(cè)量結(jié)果，甚至通過(guò)數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)物體發(fā)展變化的趨勢(shì)。

工程測(cè)量學(xué)科是一門直接服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的應(yīng)用學(xué)科，它是與生產(chǎn)事件聯(lián)系最多，相互之間融合較多的學(xué)科，它是伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)和國(guó)防建設(shè)的發(fā)展而發(fā)展。擁有悠久歷史的工程測(cè)量一直是測(cè)繪學(xué)科中最活躍的學(xué)科，尤其近20 年，各種先進(jìn)技術(shù)的相互融合，工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展很快。

1 簡(jiǎn)述現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展

1.1 全球定位系統(tǒng)(GPS)的發(fā)展

上個(gè)世紀(jì)70 年代開(kāi)始，美國(guó)著手發(fā)展太空技術(shù)，開(kāi)始研究、部署全球定位系統(tǒng)(navigation satellite timing and ranging/global positionsystem，GPS)，在上個(gè)世紀(jì)末，導(dǎo)航衛(wèi)星逐漸就位標(biāo)志著GPS 正式建成完畢。GPS 定位系統(tǒng)可以利用通訊和衛(wèi)星先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行全方位、多層次實(shí)時(shí)導(dǎo)航與定位、測(cè)距與測(cè)時(shí)。全球定位系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)很多:自動(dòng)化程度高、精度高和全天候。這些功能和優(yōu)點(diǎn)促使其迅速在工程測(cè)量、大地測(cè)量、礦產(chǎn)勘察、工程變形監(jiān)測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用，并取得了良好社會(huì)效率與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.2 遙感技術(shù)(RS)的發(fā)展

20 世紀(jì)60 年代，隨著航天技術(shù)與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的相互融合而逐漸一門新的應(yīng)用技術(shù):遙感技術(shù)。該技術(shù)就是充分利用電磁波原理，利用各種傳感儀器收集遠(yuǎn)距離目標(biāo)所輻射和反射的電磁波信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、成像，從而對(duì)地面各種景物進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別。當(dāng)前遙感技術(shù)主要分衛(wèi)星遙感和航空遙感，其中航空遙感已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地形圖測(cè)繪，衛(wèi)星遙感影像測(cè)圖也取得較好的效果。遙感信息獲取技術(shù)已從可見(jiàn)光發(fā)展到紅外、微波:從單波段發(fā)展到多波段、多角度、多極化;從空間維擴(kuò)展到時(shí)空維;從低分辨率發(fā)展到高分辨率甚至超高分辨率。

1.3 地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)的發(fā)展

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System 或Geo-Information system，GIS)是20 世紀(jì)60 年開(kāi)始發(fā)展而來(lái)，也屬于多種學(xué)科相互融合發(fā)展而產(chǎn)生的學(xué)科。它的技術(shù)特點(diǎn)建立地理模型分析方法、以地理空間為基礎(chǔ)，運(yùn)行計(jì)算分析和處理可以實(shí)時(shí)提供地理信息。GIS 技術(shù)主要利用三維空間坐標(biāo)來(lái)定義空間目標(biāo)，其主要可以服務(wù)于地圖管理、作圖、電網(wǎng)分析以及設(shè)備管理等。GIS 技術(shù)也能很好的應(yīng)用于工程測(cè)量。CIS 能非常精準(zhǔn)的采集到測(cè)繪數(shù)據(jù)。CIS 技術(shù)的計(jì)算演算方面強(qiáng)大的功能可以做到對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)、分類;GI 技術(shù)本身就是空間定位測(cè)繪技術(shù)，其輸出產(chǎn)物更加可視和多樣化。

2 當(dāng)代工程測(cè)繪技術(shù)的新特點(diǎn)

(1)測(cè)量新技術(shù)自動(dòng)化程度高。新自動(dòng)化的測(cè)繪技術(shù)大量融合計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)計(jì)算、自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)繪圖、自動(dòng)調(diào)用各種地形圖符號(hào)等技術(shù)，可以自動(dòng)繪出精確、規(guī)范、美觀的數(shù)字地形、地貌圖。

(2)測(cè)量新技術(shù)更加方便、快捷。成熟起來(lái)的3S 技術(shù)為可以給工程建設(shè)提供方面，尤其是再通視條件比較差的地方，3S 技術(shù)的方便性表現(xiàn)的更加突出?，F(xiàn)代測(cè)量技術(shù)多可以遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化，這些特征都使得現(xiàn)在現(xiàn)代工程測(cè)量變得更加便捷。

(3)測(cè)量精度更高。新的技術(shù)的使用，使得測(cè)量的精度提高。數(shù)字測(cè)圖技術(shù)測(cè)距和測(cè)高誤差大大降低。PRT 技術(shù)對(duì)地形圖測(cè)量精度也大大提高。GPS 技術(shù)可以降低控制網(wǎng)點(diǎn)間的過(guò)度，減少了測(cè)控點(diǎn)數(shù)據(jù)誤差。

3 測(cè)繪新技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

一直以來(lái)，城市和工程測(cè)量多數(shù)涉及大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)就可以使得大比例尺測(cè)圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。顧數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。過(guò)去的成圖過(guò)程是這樣的:進(jìn)行大量腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)結(jié)合野外工作后，還需要在室內(nèi)對(duì)這些采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，而后進(jìn)行繪圖工作。周期長(zhǎng)，產(chǎn)品單一就是原來(lái)出圖的特點(diǎn)，這樣的情況已經(jīng)很滿足當(dāng)前城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建成對(duì)速度和質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)要求。通過(guò)電子經(jīng)緯儀、全站儀和GEOMAP 系統(tǒng)把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來(lái)形成綜合系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以囊括采集從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、編輯圖形和自動(dòng)繪圖等多個(gè)功能。數(shù)字測(cè)繪技術(shù)研究?jī)?nèi)容主要是自動(dòng)繪制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。

3.2 攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

攝影測(cè)量技術(shù)總是伴隨著高質(zhì)量、高精度的攝影測(cè)量?jī)x器出現(xiàn)而發(fā)展，近幾年，攝影測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相互融合，加之遙感技術(shù)的應(yīng)用，使得攝影測(cè)量技術(shù)具備能提供完全的、實(shí)時(shí)的三維空間信息、不需要接觸物體，減少了外業(yè)工作量、測(cè)量高效、高精度，成果品種繁多等特點(diǎn)。這樣以來(lái)攝影測(cè)量技術(shù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在城市和工程大比例尺地形測(cè)繪、地籍測(cè)繪、公路、鐵路以及長(zhǎng)距離通訊和電力選線、描述被測(cè)物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測(cè)等城市和工程測(cè)繪領(lǐng)域中。由于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的出現(xiàn)，為攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用提供了新的技術(shù)手段和方法，該技術(shù)已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進(jìn)和應(yīng)用。

3.3 先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器在工程測(cè)量中的應(yīng)用

新的測(cè)量技術(shù)必選產(chǎn)生一些實(shí)實(shí)在在的測(cè)量?jī)x器，尤其地面測(cè)量?jī)x器。上個(gè)世紀(jì)八十年代以來(lái)，新的技術(shù)來(lái)帶例如光電測(cè)距儀、精密測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、激光掃平儀等先進(jìn)技術(shù)工具和手段。這些工具和手段的應(yīng)用大大推動(dòng)了工程測(cè)量向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向的發(fā)展。這些帶有先進(jìn)技術(shù)工具的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測(cè)量、道路測(cè)量和施工測(cè)量等的作業(yè)方法，比如已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測(cè)距導(dǎo)線網(wǎng)替代過(guò)去的三角網(wǎng);光電測(cè)距三角高程測(cè)量代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量;具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測(cè)距儀用于施工放樣測(cè)量;無(wú)需棱鏡的測(cè)距儀解決了難以攀登和無(wú)法到達(dá)的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)距工作;電子速測(cè)儀為細(xì)部測(cè)量提供了理想的儀器;精密測(cè)距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。

3.4 GPS 技術(shù)應(yīng)用

上個(gè)世紀(jì)80 年代以來(lái)GPS 定位技術(shù)的出現(xiàn)注定要給測(cè)繪定位技術(shù)帶來(lái)革命性的變革。一次性確定3 維坐標(biāo)的、高速度、高效率、高精度的GPS 技術(shù)一步一步代替用測(cè)角、測(cè)距、測(cè)水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù)，展現(xiàn)工程測(cè)量技術(shù)新高度。同時(shí)定位范圍已從陸地和近海擴(kuò)展到海洋和宇宙空間;定位方法已從靜態(tài)擴(kuò)展到動(dòng)態(tài);定位服務(wù)領(lǐng)域已從導(dǎo)航和測(cè)繪領(lǐng)域擴(kuò)展到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的廣闊領(lǐng)域。近幾十年，我們建立和改造了在我國(guó)國(guó)家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)，在這個(gè)過(guò)程中GPS 定位技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展要求工程測(cè)量做到及時(shí)性、高效性、準(zhǔn)確性，而實(shí)現(xiàn)工程測(cè)量這些要求的測(cè)量技術(shù)又在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中得到提高，新的技術(shù)的實(shí)施又能更大程度上促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。兩者相互促進(jìn)，共同發(fā)展。工程測(cè)量技術(shù)也必將向智能化、數(shù)字化、可視化，高度共享化和操作簡(jiǎn)單化方向發(fā)展。當(dāng)然，不斷提高的工程測(cè)量技術(shù)給施工企業(yè)帶來(lái)效率的同時(shí)也帶來(lái)挑戰(zhàn)，需要加大投資、培養(yǎng)員工，但工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展必然會(huì)給企業(yè)帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的好處，也給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)益處。