工程測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和展望

工程測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和展望簡介:工程測量學(xué)科是一門應(yīng)用學(xué)科，它是直接為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù)，緊密與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，是測繪學(xué)中最活躍的一個(gè)分支學(xué)科。工程測量有著悠久的歷史，近20年來，隨著測繪科技的飛速發(fā)展，工程測量的技術(shù)面貌發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。關(guān)鍵字:工程測量，技術(shù)，發(fā)展，現(xiàn)狀，展望前言工程測量學(xué)科是一門應(yīng)用學(xué)科，它是直接為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù)，緊密與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，是測繪學(xué)中最活躍的一個(gè)分支學(xué)科。工程測量有著悠久的歷史，近20年來，隨著測繪科技的飛速發(fā)展，工程測量的技術(shù)面貌發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。主要原因有：一是科學(xué)技術(shù)的新成就，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，以及測繪科技本身的進(jìn)步，為工程測量技術(shù)進(jìn)步提供新的方法和手段；二是改革開放以來，城市建設(shè)不斷擴(kuò)大，各種大型建筑物和構(gòu)筑物的建設(shè)工程、特種精密建設(shè)工程等不斷增多，對工程測量不斷提出新的任務(wù)、新課題和新要求，使工程測量的服務(wù)領(lǐng)域不斷拓寬，有力地推動和促進(jìn)工程測量事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。隨著傳統(tǒng)測繪技術(shù)向數(shù)字化測繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，面向21世紀(jì)的我國工程測量技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向是：測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化；測量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化；測量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會化。GPS技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)字化測繪技術(shù)以及先進(jìn)地面測量儀器等將廣泛應(yīng)用于工程測量中，并發(fā)揮其主導(dǎo)作用。工程測量是具有悠久歷史的既古老又年輕的應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)，它研究和服務(wù)范圍貫穿在現(xiàn)代工程建設(shè)和國防建設(shè)的規(guī)劃和運(yùn)營的整個(gè)過程中。隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是微電子技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用，極大地推動了整個(gè)測繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從理論體系到應(yīng)用范圍都發(fā)生了巨大的變化和進(jìn)步，亦為工程測量學(xué)科的理論和技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。改革開放以來，大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)的發(fā)展，城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，各種高、大、重、深、特的工程建設(shè)不斷增多，這些都向工程測量提出了新的任務(wù)和更高的要求，有力地推動了工程測量科學(xué)和技術(shù)的迅速發(fā)展。近年來，工程測量學(xué)科發(fā)展的特點(diǎn)是：首先，新型和先進(jìn)的測量儀器和裝備的出現(xiàn)、新技術(shù)和新工藝的研究，及時(shí)在各領(lǐng)域的工程中得以迅速引進(jìn)和推廣應(yīng)用。諸如自動跟蹤全站儀、電子數(shù)字水準(zhǔn)儀，AH1定位技術(shù)，數(shù)字測圖技術(shù)，數(shù)字?jǐn)z影、計(jì)量技術(shù)，精密工程和工業(yè)自動化測量技術(shù)，根本性的改變了工程測量的面貌，提高了作業(yè)效率和測量精度，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。其次，隨著當(dāng)代科學(xué)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，諸如現(xiàn)代電子學(xué)、光學(xué)、激光技術(shù)、航天技術(shù)、精密機(jī)械、工程數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，推動了測繪科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，促使了工程測量與大地測量、攝影測量、地圖制圖等學(xué)科及其他學(xué)科之間的界限越來越模糊，形成了相互交叉、相互滲透、相互促進(jìn)的態(tài)勢。再者，綜合上述可以看出，當(dāng)前工程測量的范圍越來越廣，現(xiàn)代的工程測量不僅研究與傳統(tǒng)的工程建設(shè)有關(guān)的測量理論和方法，而且還要延伸到涉及其他有關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，諸如國防工業(yè)建設(shè)、特種工業(yè)精密安裝、環(huán)境和文物保護(hù)以及有關(guān)的科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域的測量應(yīng)用原理和方法，其服務(wù)范圍涉及到地面、地下、水域、空間、民用和軍用等，其服務(wù)的行業(yè)包括城建、建工、交通、礦山、土地地籍與房產(chǎn)、航天航空，水電等各類工業(yè)（廠）以及醫(yī)學(xué)、公安和國防等。它貫穿于工程建設(shè)的規(guī)劃（選址）、勘察、設(shè)計(jì)、施工、安裝與運(yùn)營管理等全過程，其中包括規(guī)劃（選址）測量、控制定位（線）測量、施工放樣測量及設(shè)備安裝（精密）定位測量、變形監(jiān)測和分析以及精密工業(yè)測量等，促使工程測量的應(yīng)用范圍越來越廣，并推動了工程測量事業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。1.工程測量發(fā)展的幾個(gè)主要方面1.1先進(jìn)的測量儀器在工程測量中的廣泛應(yīng)用先進(jìn)的測量儀器在工程測量中的廣泛應(yīng)用，使野外數(shù)據(jù)采集手段向現(xiàn)代化、自動化、數(shù)字化、一體化方向發(fā)展。自20世紀(jì)80年代以來，許多先進(jìn)測量儀器陸續(xù)出現(xiàn)，并且很快在工程測量各個(gè)領(lǐng)域得以引進(jìn)與應(yīng)用，為工程測量提供了先進(jìn)的工具和手段，如光電測距儀，精密激光測距儀，數(shù)字水準(zhǔn)儀以及由電子經(jīng)緯儀，光電測距儀與數(shù)據(jù)記錄裝置集成的全站儀和電子數(shù)字水準(zhǔn)儀等的出現(xiàn)，并成為城市和各類工程測量、施工（竣工）測量、地籍（房產(chǎn)）測量以及各類線路測量（地上，地下，架空）、礦山測量等領(lǐng)域的常規(guī)使用儀器，給工程測量路（管線）測量、線路桿塔定位測量、高層建（構(gòu)）筑物動態(tài)變形監(jiān)測、近海施工平臺定位以及堆料場礦體體積測量等方面都得以應(yīng)用，顯示出令人滿意的結(jié)果。近年來GPS高程測量，在工程測量中的應(yīng)用也受到普遍關(guān)注。從布設(shè)方案、已知高程點(diǎn)（檢測點(diǎn)）的分布和高程擬合方法等各種方案進(jìn)行了大量試驗(yàn)。通過試驗(yàn)得出，在目前的大地水準(zhǔn)面精度下，局部地區(qū)只要布測方案和擬合方法合理，GPS全可以代替工程五等水準(zhǔn)測量，甚至有可能達(dá)到四等水準(zhǔn)測量的精度。隨著局部大地水準(zhǔn)面的進(jìn)一步精化，還有望滿足更高的要求。1.4精密工程測量與工業(yè)測量的發(fā)展隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，大型工程建設(shè)（如大型橋梁、高聳建構(gòu)筑物、地下工程、大型水利樞紐工程等）以及工業(yè)自動化生產(chǎn)線和超高精度的設(shè)備安裝（如飛機(jī)和汽車的安裝、核電站工程安裝、輪胎制造、工件測量等）及大型工程建造與運(yùn)營過程的安全監(jiān)測等不斷增加，都對工程測量工作提出了新的更高的特殊要求。為了保證這些規(guī)模巨大、技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備精尖和生產(chǎn)過程高度自動化的建設(shè)工程和工業(yè)生產(chǎn)，按設(shè)計(jì)要求順利施工、安裝和正常生產(chǎn)運(yùn)營，并保證質(zhì)量和安全，需要采用高精度的特殊方法進(jìn)行測量保障，便形成了特種精密工程測量和工業(yè)測量。特種精密工程測量是將現(xiàn)代大地測量學(xué)和計(jì)量學(xué)等學(xué)科最新成就結(jié)合起來，運(yùn)用現(xiàn)代測繪技術(shù)新理論、新方法和新技術(shù)，使用專用的儀器和設(shè)備，以高精度與高科技的特殊方法和技術(shù)，應(yīng)用于特種工程和工業(yè)生產(chǎn)的測量工作。目前，精密測量和工業(yè)測量技術(shù)已向自動化、智能化、實(shí)時(shí)化和系統(tǒng)化方向發(fā)展，如以電子經(jīng)緯儀或自動全站儀等多個(gè)傳感器集成和綜合應(yīng)用的自動化電子測量系統(tǒng)，它能夠發(fā)現(xiàn)并精確照準(zhǔn)目標(biāo)，同時(shí)可鎖定跟蹤目標(biāo)測量，以及精密三維工業(yè)測量系統(tǒng)，如激光跟蹤測量系統(tǒng)，它們都具有快速、動態(tài)、高精度的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)快速動態(tài)精密觀測，以獲取三維坐標(biāo)，這些技術(shù)已廣泛用于航天、航空、汽車、造船、精密機(jī)器制造、核工業(yè)等精密工業(yè)測量領(lǐng)域，以及大型橋梁、大型水壩、電站、水利樞紐、地鐵、結(jié)構(gòu)等工程的精密施工測量和沉降與變形自動化監(jiān)測等特種精密工程測量，并實(shí)現(xiàn)了高精度的測量效果。十幾年來，國家在大江大河上建設(shè)有幾十座各種類型大跨度的大型橋梁，經(jīng)過參與工程測量單位精心設(shè)計(jì)和測量，采用多手段多方法結(jié)合的精密工程測量方法，使控制網(wǎng)和橋墩點(diǎn)放樣精度，都達(dá)到了優(yōu)于設(shè)計(jì)的精度要求。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市工程建設(shè)快速發(fā)展，高聳建構(gòu)筑物，如上海東方明珠電視塔，北京中央電視塔，深圳帝王大廈，廣州國際大廈，上海金茂大廈等超高層建構(gòu)筑物，其設(shè)計(jì)和施工都達(dá)到了國際先進(jìn)水平，作為為設(shè)計(jì)和施工提供測繪保障的工程測量工作，亦都保證達(dá)到了設(shè)計(jì)與施工安裝的高精度要求，保證了工程的質(zhì)量。此外，在大亞灣核電站、秦山核電站的建設(shè)及設(shè)備的精密安裝中采用精密工程測量方法提供測繪保障，使工程控制網(wǎng)點(diǎn)和設(shè)備安裝均達(dá)到了毫米級的精度。工程測量技術(shù)的發(fā)展展望展望21世紀(jì),工程測量將在以下方面將得到顯著發(fā)展:測量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展,其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大,影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)。在變形觀測數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中,將發(fā)展基于知識的信息系統(tǒng),并進(jìn)一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合,解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問題。大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的三維測量,幾何重構(gòu)及質(zhì)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(zhì)量檢驗(yàn)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(shù)的進(jìn)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(kuò)展到人體科