测量工程测量技术发展探讨

闵瑞

[导读]在测绘界，人们把工程建设中的所有测绘工作统称为工程测量

摘要：在测绘界，人们把工程建设中的所有测绘工作统称为工程测量。实际上它包括在工程建设勘测、设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。它是直接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序服务的。影响施工质量的重要因素之一就是工程测量技术的应用，为了保证工程的施工质量，必须通过一系列切实可行的措施，提高测量技术人员的素质和专业水平，从而保证工程测量的质量。本文分析了工程测量的应用，以及因为其重要性而在工程测量中采用的测绘技术及其发展。
关键词：工程测量；应用；发展方向
1.工程测量的应用
测量学是研究对整个地球及其表面和外层空间各种自然和人造物体上与地理空间分布有关的信息进行采集、处理、管理、更新和利用的科学技术。一般工程建设基本上可以分为三个阶段，即规划设计阶段、建筑施工阶段和管理阶段。
1.1工程勘察设计阶段的应用
任何一个项目，都要根据设计和实际环境的结合来进行选址和勘测设计。勘察设计阶段的主要勘察工作包括：提供各种比例尺的地形图和数字地形资料，为工程地质勘探、水文地质勘探和水文试验等进行测量。对于重要工程或在地质条件差的地区施工，还需要观测地层的稳定性。
1.2运营管理阶段的应用
工程竣工后，必须测绘工程竣工图或进行工程最终定位测量，作为工程验收和移交的依据。对于一些大型、重要的工程，有必要定期对其安全性和稳定性进行监测，以确保工程的安全运行。工程运行管理阶段测绘的主要任务是工程建筑物的变形观测。不同的工程对象需要不同的测量方法。
1.3工程施工阶段的应用
在施工阶段，需要在现场标出设计目标在工程中的位置，作为实际施工的依据。在施工过程中，要对工程进行监督检查，确保工程质量。施工阶段的测量工作主要分为施工测量和监理测量两部分。施工测量的主要内容是施工控制网的建立和施工放样；监理工作主要是检查和审核施工测量资料。
2.工程测量技术的实际应用
工程测量是最大限度地减少现有地形、地理因素对施工影响的关键，也是保证工程顺利进行的前提和基础。工程测量技术是为工程建设服务的测绘技术，它的发展与测绘科学技术和工程建设的发展密切相关。
2.1遥感技术已经普及，其中激光雷达是一种主动遥感技术。这项技术使用激光脉冲定向照射地面(或目标)，并测量脉冲的返回时间。通过处理每个脉冲的返回时间，可以计算出传感器和地面(或目标)不同表面之间的各种距离。激光雷达系统作为一种三维数据采集设备，由于激光脉冲不易受阴影和太阳高度角的影响，大大提高了数据采集的质量。激光雷达系统采用多波束回传采集的高程，数据密度可以达到常规摄影测量的3倍，可以提供理想的数字高程模型DEM，大大提高正射影像纠正的精度。激光雷达数据的地理信息可以通过软件处理直接与其他类型的要素或影响数据结合，制作出内容更加丰富的各种专题地图。2.2深层沉降仪是用于在施工过程中准确测量基坑范围内不同深度各土层沉降或隆起数据的仪器。它由一个对磁性材料敏感的探头和一根带有刻度的导线组成。当探头碰到预定深度钻孔中嵌入的磁性材料环时，沉降仪上的蜂鸣器就会鸣响。此时，测量孔口处金属丝上的标尺刻度和孔口的标高，即可得到磁环的标高。通过对比分析不同时期的测量结果，可以确定各土层的沉降(或隆起)结果。深层沉降观测过程分为两部分：井口标高观测和场地土深层沉降观测。井口高程观测应按常规光学水准观测方法进行。
2.3 GPS由于其独特性，广泛应用于水利水电勘测中。由于GPS测量仪在水利水电工程中的应用，测量不再受地形等条件的影响。通过控制观测方法和测量的布设类型，大大减少了传统测量中传递点和过渡点的测量工作，控制点选择变得更加灵活。控制测量也可以不受时间、天气等自然条件的影响。特别是在中小型水利水电工程中，GPS测量技术的优势更加明显。因为在中小型水利水电工程中，控制测量方法已经大大简化，可以根据需要选择测设。在这里应用GPS的高精度特性，测量工作可以节省大量的人力资源，减少工作时间和劳动强度。
2.4地下管线是城市基础设施的重要组成部分。其空间位置和属性是城市规划和建设管理的重要信息。管线探测主要是探测地下管线的走向和埋深，不需要开挖，一般用管线探测仪探测。管道检测器根据检测原理分为两类。一种是利用电磁感应原理探测金属管道、电(光)缆以及一些带有金属标志线的非金属管道，简称管道探测器；另一种是利用电磁波探测各种材质的地下管道，也可以用来寻找埋藏物，俗称雷达，也叫管道雷达。通常，管道检测器由两部分组成：1 .变送器：向被测管道施加特定频率的信号电流，一般采用三种激励方式：直接连接法、感应法和钳形法；2.接收器：接收器内置感应线圈，接收管道的磁场信号，线圈产生感应电流，从而计算出管道的方向和路径。一般有三种接收模式：峰值模式(最大)、谷值模式(最小)、宽峰值模式；另外，现在比较先进的仪器一般都配有峰值箭头模式(结合了峰值和谷值的优点，使操作更加直观)和指南针引导(用于指示管道方向)。还有一些其他配件来配合两个组件的使用。地下管线勘探方法包括：明显管线点的野外调查、隐蔽管线点的地球物理调查和开挖调查。这三种方法往往需要结合使用。

2.5水下地形测量是河流、湖泊和海洋开发的前期基础工作。水下地形测量主要包括定位和测深。目前，水上定位手段主要采用卫星定位的形式。探测主要依靠回声测深仪或多波束测深系统。回声测深仪利用水声换能器垂直向下发射声波，接收水下回声。根据回波时间和声速可以确定测点的水深，通过水深的变化可以了解水下地形。多波束测深系统可以一次性给出海底垂直于航线平面内几十个甚至上百个测点的水深值，形成具有一定宽度的全覆盖水深条带，能够可靠地反映水下地形的细微起伏，在确定水下地形方面比单波束测深更真实。水下地形测量的一般方式是利用GPS确定水下点的平面位置，利用测深仪确定水下点的深度，结合瞬时潮位数据，获得该点的高程。当验潮条件不满足时，该模式将无法获得测点的高程。目前有一种没有验潮仪模式的水下地形测量模式。它不测量潮位，而是直接利用动态GPS技术测量换能器的平面位置和高程，利用测深仪测量水深，辅以姿态测量和补偿，计算获得高精度的水下点高程。
3.工程测量新技术发展方向
全球卫星定位技术的发展为工程测量提供了一种新的测量技术手段，使工程测量发生了革命性变革，并且为测量成果质量的稳定、可靠和作业效率的提高提供了有力保障。工程测量技术的发展不断地对工程测量提出新的要求，给工程测量带来了严峻的挑战和极好的机遇。定位系统（GPS）、摄影测量与遥感（RS）、管线探测和激光雷达等先进技术的发展，使工程测量的手段、方法和理论产生了深刻的变化。工程测量的领域在进一步扩展，正朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向发展。
结语
工程测量工作是贯穿于工程施工各个阶段的一项基础控制工作。近年来，随着科学技术的发展，工程测量在其技术手段及测量设备等方面都发生了根本性的变化。基于工程测量多年的工作经验，并翻阅大量的相关文献，简单阐述了工程测量技术的应用，并对近年来工程测量工作中采用的一些新技术进行探讨，旨在抛砖引玉，以求金言。