杭州恒图测绘有限公司 311100
摘要：工程测量无疑是一门应用技术。工程测量的发展是相关技术推动和应用需求牵引共同作用的结果。工程测量不只是一项技术，更重要的是一种服务。单纯的技术发展将会遇到挑战，如何面向用户，为用户提供所需的服务将决定工程测量的未来命运。
关键词：工程测量；技术；服务；发展
一、引 言
测绘学是“研究地理信息的获取、处理、描述和应用的学科。现代测绘学按服务对象可以划分为3 大层次。第1 层次以建立全球、区域和局部控制骨架和为地球动力学研究服务为使命，可称为大地测量；第2 层次以获取、管理和表达城市、区域、国家乃至全球空间基础信息为目的，可统称地形测量（或称景观测绘）；第3层次则以测绘工程和工业目标及其周边环境的形态与变化并为各种工业与民用工程和城市勘察、规划、设计、建设、运营和管理提供服务为己任，即工程测量。工程测量技术的发展进一步证明了这一点。一方面，相关技术的发展有力地推动了工程测量技术的进步。我们可以列出二十世纪以来对工程测量技术影响最大的几项技术，首当其冲的应该是电子技术与计算机技术，其次是激光技术、卫星定位测量技术、遥感技术、计算机辅助设计（CAD）技术、地理信息系统（GIS）技术、数据库技术、计算技术、无线通讯技术等。由此导致了包括电子测距仪、全站仪、各种激光测绘仪器、机助制图系统、数字水准仪、电子测距三角高程测量、GPS 测绘技术、数字摄影测量技术、工程测量优化设计与平差处理技术、空间数据管理技术等在内的一大批至今依然发挥着重要作用的测绘技术设备和方法的出现。另一方面，越来越多的复杂工程设施的建造和大型精密机器设备的安装，对测绘提出了许多新的要求，促进了专门的精密工程测量仪器设备和方法的发展。
二、工程控制测量
控制测量为工程测量提供控制骨架和参考基准，因此工程测量的发展离不开工程控制测量技术的发展。现代空间信息技术特别是卫星定位测量技术的突破性发展已经为工程控制测量增添了新的活力，使工程控制测量手段产生了巨大变革。这种变革体现在2 个方面，一是传统的三角测量、三边测量、边角测量、导线测量等测量手段正在被卫星定位测量所替代，二是传统的平面和高程控制测量分别布设、分别施测、分别处理的状况正在被建立统一的三维控制网所取代。变革导致了工程控制测量成果质量的进一步稳定可靠和作业效率的大幅度提高。
从技术层面上讲，目前差分GPS、实时动态GPS测量（RTK）技术已经成熟，并成为各等级平面控制测量（包括工程控制测量）的标准方法。我国一些城市或地区已经或正在建立GPS 差分基准站网，面向专业应用部门和公众提供高、中精度的GPS 定位服务，这将使基于GPS 的测绘技术进入全方位应用阶段。几何水准测量一直是高程控制测量的经典方法，这种方法耗时费力、作业效率低。上世纪六七十年代以来，随着电子测距技术的发展，产生了电子测距三角高程测量，目前电子测距三角高程测量已可以代替三四等甚至二等水准测量，国内一些规范也已采纳了相应成果。数字水准仪的面世，使古老的水准测量正在向智能化和自动化的方向迈进。在工程测量中，数字水准仪比传统的光学水准仪将有着更广泛的应用。GPS 高程测量近年来受到广泛关注，一些研究和实践表明，GPS 技术在高程控制测量中的应用潜力巨大，前景广阔。
三、工程建设场地现状测绘
工程建设场地现状测绘包括2种情形，一是工程规划、勘察设计阶段的测绘，另一则为工程竣工后的测绘。两者在技术手段上没有明显区别，通常都是应用数字测图技术测绘数字线划图（DLG），并根据需要采集生成数字高程模型（DEM）。对于大型工程建设场地，还可以利用遥感影像数据制作数字正射影像图（DOM）。在工程规划阶段，可以使用国家基本比例尺地形图件，其形式除DLG，DOM 和DEM外，还有数字栅格图（DRG）。在各种工程测量数字测图技术中，基于全站仪的数字测图被广泛应用。全站仪的问世是现代地面测量技术发展的里程碑之一，它使野外数据采集方法发生了根本变化。目前国内基于全站仪的测图系统主要有2 种类型，一是全站仪采集数据，利用电子手簿自动或人工记录数据，再传输到成图系统中经处理生成数字图；另一是全站仪与便携式计算机或PDA（个人数据助理）组合，在数据采集的同时实时生成数字图，实现“所见即所测、所见即所得”。数字测图系统除具有基本的数据编辑加工、图形分层、符号配置等功能外，有些还具备属性数据录入与挂接、由离散点构建不规则三角网（TIN）进而生成等高线、影像数据集成与叠加和进行不同数据格式转换等功能。目前一些野外数字测图系统已经成为GIS 系统的一个前端子系统。但基于全站仪的测图系统仍然存在着作业方式不够灵活方便、总体作业效率较低等问题。当前野外数据采集的一个趋势是多传感器技术的集成应用。国外已经发展了一些基于全站仪、卫星定位系统、数码相机等多种传感器的内外业一体化数据采集与制图系统，我国国家科技计划对此也给予了积极支持。
对于大型工程建设场地，如大型水利水电枢纽、港口、机场建设，铁路、公路和高压远距离输送电线路选线、定线与建设以及城镇建设等，可以利用航摄影像、高分辨率卫星遥感影像或使用轻型飞机摄取影像，使用数字摄影测量或遥感图像处理系统生成大比例尺DLG，DOM，DEM 及三维景观模型，为工程勘察设计及竣工建档提供高质量、多形式的空间基础信息支持。
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最近若干年来，数字摄影测量技术和动态GPS技术的发展使得航空摄影测量的经济性和作业效率得到大大提高，竞争力和生命力进一步加强。数字摄影测量从根本上改变了摄影测量对价格昂贵的专门测图仪器的依赖，是摄影测量领域的一次革命。基于微机的数字摄影测量系统目前可以高效率、高质量地完成自动定向、空中三角测量、自动数字地面模型生成、自动正射影像图制作和交互式数字测图等一系列作业，精度与高精度解析测图仪相当。我国武汉适普和中国四维北京公司已分别推出基于微机的数字摄影测量系统VirtuoZo NT 和JX-4。GPS 与惯性导航系统技术应用于航摄导航控制一方面使得航空摄影更具针对性，另一方面也给后续的处理带来了极大的便利。
机载激光扫描测绘系统（LIDAR）最近几年也得到了迅速发展，它主要由装在直升飞机上的一台激光扫描仪或测距仪、一台惯性测量装置（IMU）、一台GPS 接收机和安置在地面参考点上的另一台GPS 接收机组成。目前一些发达国家等已推出多种型号的商品化机载激光扫描测绘系统。利用激光扫描测绘系统可以方便地获取城镇及大型工程建设场区的数字地面模型（DTM）或数字表面模型（DSM）。同时，LIDAR 与机载大幅面数字相机的结合，将进一步提高航空遥感与摄影测量的竞争力。
四、大型工程建筑物空间放样测设、检测与变形监测
随着大型工程建设（如大型桥梁、高耸建构筑物、大型剧院、大型体育设施等）的不断增加，当前迫切需要发展快速、准确、经济、有效的空间放样测设技术。由于工程建设场地的复杂性、大型工程设施结构的多样性和工程施工时间的紧迫性，要求对结构或构件进行（准）实时的空间放样测设。我们认为，基于智能化全站仪、激光、遥测、遥控和通讯等技术的集成式精密空间放样测设技术将具有良好的应用前景。
智能化全站仪又称高端全站仪（High-end TotalStation），是指具有较大数据存储容量、较丰富的内置软件并可与计算机方便地进行数据通讯甚至自动操作的全站仪。当前全站仪呈现出两种发展趋向：一是在价格降低的同时，测量与处理能力进一步增强；二是产品持续改进，新型号仪器不断问世。许多全站仪都具有两种作业方式，即使用棱镜和不使用棱镜；不使用棱镜的可测量距离一般在100 ～ 200 米左右，测量精度达到±（5 +2 ×10-6 D）mm 或±（3 +2×10-6 D）mm。一些仪器还具有自动跟踪和照准功能。全站仪的生产商主要包括Leica Geosystems，Nikon，Pentax，Sokkia，Topcon，Trimble 以及我国的南方测绘仪器公司等。
在变形监测方面，应该进一步研究开发大型或特殊工程设施动态与静态变形监测的自动化技术和方法。国内外有关变形测量技术与变形分析的研究已开展了许多年，变形测量作为工程测量的一个重要组成部分，无论在理论研究还是实践上都取得了实质性的成果，但技术手段和作业方式上仍然期待有新的突破。
同时，应积极发展检测、监测数据的实时处理、智能化分析与可视化表现等技术，以适应形态检测与变形监测对成果获取的及时性和成果质量保障等方面的需要。
五、工程数据库和工程档案信息管理系统建立
地下管线探测一直是工程测量的重要任务之一。当前，应该全面推广有效的地下管线探测技术，建立地下管线综合信息管理系统。地下管线测量，包括三个部分内容：一是地下管线探测；二是地下管线测绘；三是地下管网数据库及管理系统的建立。目前国内已有几家装备精良的专业管线探测部门，专门从事地下管线的探测服务。应用GIS 技术建立地下管网管理信息系统是最近若干年来的一个新发展。由于地下管线种类多，资料复杂，传统的管理方式已不能满足要求。建立地下管网管理信息系统势在必行。国内一些城市和大型工矿企业已开始这方面的工作，并从中得到了益处。
工程测量的任务不仅只是获取信息，而且也应该管理和分析这些信息，以在工程建设中发挥更大的作用。基于GIS、管理信息系统、设施管理和办公自动化等技术，收集大型和特殊工程建设与运营过程的空间及属性信息，建立工程数据库和工程档案信息管理系统（即“数字档案”系统），为工程维护、维修及管理提供信息支持和辅助决策支持，是工程测量未来新的发展机遇和使命。这方面应该引起足够的重视。
六、结束语
工程测量技术不仅可以为工程和城市勘察、规划、设计、建设、监理、运营管理提供优质服务，而且还应当进一步拓宽应用服务领域，积极服务于社会与公众。同时，迫切需要建立和健全各种工程测量项目的质量安全体系，建立大型和特殊工程测量项目的监理制，大力鼓励和发展工程测量技术咨询业务，以确保工程测量成果的可靠性与完备性。
参考文献
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[4]王 丹.大比例尺地形测量的现状与前景[J].工程勘察，1999，（1）.
论文作者:吕文华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/4
标签：测量论文; 工程论文; 技术论文; 数字论文; 高程论文; 管线论文; 全站仪论文; 《建筑学研究前沿》2018年第1期论文;