浅谈工程测量技术及发展

浅谈工程测量技术及发展

发表时间：2017-07-17T13:11:56.417Z 来源：《防护工程》2017年第6期作者：王涛

[导读] 讨论了测量学内洒的变化，介绍了GPS，GIS技术，数字化大比例尺地形图的测绘技术等。

正元地理信息有限责任公司山东分公司

摘要：随着计算机技术、电子学、激光技术、空间技术的进步，工程测量在其内涵、技术手段、基本理论、测量设备等方面都发生了根本性的变化。讨论了测量学内洒的变化，介绍了GPS，GIS技术，数字化大比例尺地形图的测绘技术等。

关键词：工程测量；发展；技术；设备

1工程测量的技术发展

1.1地图数字化技术

地图数字化是将地图图形或图像的模拟量转换成离散的数字量的过程。地图数字化主要有跟踪数字化和扫描数字化两种。前者使用跟踪数字化仪将地图图形要素（点、线、面）进行定位跟踪，并测量和记录运动轨迹的坐标值，进而获取矢量式地图数据。后者使用扫描数字化仪对地图进行连续扫描，获取二维矩阵的象元要素，形成栅格数据结构。数字化地图可的内容可人工编码输入，也可使用程序代替输入，在计算机控制下实现数据的存储、转换、显示和、编辑和纠错。数字化地图的使用使电子地图数据库的建立更为便利，不但缩短了数据处理的时间和绘图周期，大大减少了使用纸制地图的工程测绘工作量，也能保证地图信息提取的高保真度和准确性，管理和发布更为方便，是一种相当高效的技术。

1.2GPS 卫星定位系统

GPS 卫星定位系统所获得的点位坐标是地心直角坐标系中的三维坐标。是真正的三维测量系统。其测量精度非常高，双频 GPS 的点差分测量精度可到亚毫米级。自上个世纪 80 年代以来，GPS 定位技术不断发展完善，使测绘定位技术发生了革命性的变更，为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。高速、高效和高精度的 GPS 定位技术逐渐取代了常规地面定位技术，并从导航和测绘功能发展到国民经济建设的其他服务领域，不但在国家大地网、城市控制网、工程控制网等的建立和改造中得到普遍应用，在石油勘探、通信通路贯通测量、地质勘查测量、碎部点的测绘与放样、运载工具实时监控等方面也有广泛的应用。RTK（实时动态差分法）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载波相位动态实时差分方法，能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量结果，是 GPS 应用的重大里程碑。RTK的出现为工程放样、地形测图及其他各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。在不同的地形地势下，RTK受能见度、气候、季节等因素的影响和限制比较小，高质量的 RTK只需一次设站即可获取 4km 半径的测区数据，而且只需一人操作。此外，RTK 本身有自动化控制系统，不需人工干预也可实现多种测绘功能，不但定位精度高，数据也安全可靠。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。

1.3 GIS 技术

GIS（地理信息系统）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产物，近年来迅速发展兴起，在资源与环境应用领域发挥技术先导的作用。GIS 以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实施提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型数据转换为地理图形显示，然后对显示结果进行浏览，操作和分析。GIS 的显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图，是有效管理具有空间属性的各种资源环境信息的新兴技术。GIS 的技术优势除了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外，还在于它能对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试，能有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较，便于进行动态预测和管理决策，极大提高工作效率和经济效益，为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。目前，GIS 在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测，城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。

1.4三维工业测量技术

无论是针对工程各阶段中进行测量工作，还是针对不同工程的测量工作，都需要适当的测量手段。随着高新技术的发展和现代工业生产技术的进步，新的工业生产要求测量能体现出生产的自动化流程、生产控制、产品质量监测检验等结果，具有高速、高精度的特点，三维工业测量技术就是符合这样的要求的测量手段，它以电子经纬仪或近景摄影仪为传感器，在电子计算机的支持下而形成的三维测量系统，可在瞬间完成测量全过程，并可对动态目标进行测量和多重摄影，产生多项观测值，精度可靠，大大超越传统的光学、机械方法所达到的测绘水平。

2工程测量技术的发展趋势

2.1发展维度与范围

我们看到工程测量的技术革新，从一维发展至四维，从静态逐渐发展到动态，测量范围也由高空发展至地面，地下至水下。

2.2应用技术的扩展

高精度实时动态GPS定位和全新的RTK定位方法，为测量工程带来重大的变革—VIES虚拟参考站。它集新兴计算机网络管理技术、突破性的GPS系统和RTK技术于一体，不需要建立参考站，节省接收机的采购费用，应用效率非常高，能使同一地区所有测绘工作成为一个有机的整体，可以为各项大型和精密工程建设提供可靠的测绘技术保障，更出色完成各项工程测量任务。

2.3介质与相关系统

介质主要指的是，在工程测量中用其他技术来代替人工观测的一种形式。随着高新技术的发展，人工智能技术已经逐渐被引入各种传感器集成系统，代替人工发挥着对各种数据进行处理的作用。在各种大型工程建设中，工程测量的发展将与信息系统相结合，如大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科，共同组成工程测量和建设的庞大应用系统，解决安全监测、工程监控、环境保护等各种问题。

2.43S集成技术

3S（GPS、GIS、RS）技术的结合，是一个工程测量技术因取长补短需要而产生的发展趋势。在三者结合的情况下，GPS与RS为