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2加強對測繪工程質(zhì)量管理與系統(tǒng)控制
2.1準(zhǔn)備工作。測繪工程一定要做好準(zhǔn)備工作,首先,明確測繪的具置,掌握地理環(huán)境因素,觀測天氣因素,籌劃施工材料和裝備,制定明確的測繪目標(biāo)與方案,檢測相關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng),檢查和監(jiān)督技術(shù)設(shè)備和技術(shù)人員,從而保障測繪工作可以順利開展。企業(yè)要保障測繪工作符合國家相關(guān)規(guī)定,符合安全標(biāo)準(zhǔn)。測繪工作進(jìn)行前,制定有效的質(zhì)量管理條例與合理的系統(tǒng)控制與檢測方案,保障質(zhì)量管理與系統(tǒng)控制可以被應(yīng)用于測繪工作之中,讓工作人員可以明確自身的責(zé)任義務(wù),從而完美的履行自己的工作職能,保障測繪工作質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn),運行環(huán)節(jié)合理有效。2.2增加工作人員的觀念意識。測繪工作在對質(zhì)量工作人員和系統(tǒng)控制人員選擇的過程中,要保障工作人員可以具備高水平的測繪工作能力,具備專業(yè)的設(shè)備使用知識,具備良好的管理能力和協(xié)調(diào)能力,從而保障在測繪工作正式進(jìn)行之前,可以對測繪設(shè)備進(jìn)行有效的檢修校對,保障對設(shè)備的使用方式可以有效的提高設(shè)備使用效率和使用壽命,從而保障測繪工作不會因為設(shè)備故障而不能正常進(jìn)行。企業(yè)要對工作人員進(jìn)行培訓(xùn),以便增強工作人員的專業(yè)素養(yǎng),提高工作人員的工作能力,讓其在測繪培訓(xùn)中不斷增強自身的工作經(jīng)驗,可以對測繪系統(tǒng)和測繪地點有明確的了解,可以有效的檢測信息,收集測繪數(shù)據(jù),繪制測繪圖像,從而保障測繪工作的順利進(jìn)行。企業(yè)還應(yīng)不斷調(diào)整系統(tǒng)管理制度,保障測繪管理和系統(tǒng)調(diào)控的專業(yè)性和靈活性,保障測繪工程體系的健全性,促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟利益的不斷提升。2.3增加對測繪工程的控制與管理。加強對測繪工程的控制與管理,企業(yè)需要建立健全相關(guān)的制度規(guī)定,從而保障對測繪工程質(zhì)量管理與系統(tǒng)調(diào)控可以有具體的依據(jù)。測繪工程需要一定的體系來保障工程的順利進(jìn)行,而對測繪質(zhì)量進(jìn)行管理主要就是對工程中質(zhì)量檢驗、質(zhì)量審核、質(zhì)量調(diào)控、質(zhì)量使用成本、保障質(zhì)量的方針政策進(jìn)行有效的監(jiān)管,從而保障工程質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟效益的提升。這就需要在對工程產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,充分了解可能造成產(chǎn)品質(zhì)量問題的因素,從而建立健全管理制度,促進(jìn)測繪工程合理有效的進(jìn)行,對各種突發(fā)狀況和不完善的工作環(huán)節(jié)制定相應(yīng)的解決策略,便于及時解決測繪工程進(jìn)行過程中發(fā)生的困難。要及時根據(jù)市場發(fā)展的信息進(jìn)行相關(guān)的政策調(diào)控,并積極借鑒先進(jìn)的測繪工程管理方式,促進(jìn)測繪工程的有效進(jìn)行。2.4制定相關(guān)的法律制度。我國要想加強測繪工程質(zhì)量管理和系統(tǒng)調(diào)控,就必須制定相關(guān)的法律制度,從而對測繪工程進(jìn)行強有力的法律制度規(guī)范,要保障相關(guān)的法律制度對測繪工作的各個環(huán)節(jié)具有針對意義,具有可操作能力,完善《計量法》、《質(zhì)量法》、《測繪法》等法律法規(guī),加強企業(yè)對測繪工程的重視程度,對其進(jìn)行有效的法律約束和管制,從而保障測繪工程的有效開展,保障測繪工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范。
3結(jié)束語
測繪工程在開展的過程中,對其質(zhì)量管理和系統(tǒng)調(diào)控都是十分重要的,而這項工作的難度也是十分困難的,這就要求要不斷加強對測繪工作的重視程度,提升工作人員的專業(yè)素養(yǎng),建立健全管理制度和法律制度,促進(jìn)我國測繪工作的順利開展。
參考文獻(xiàn):
[1]李江,陸濟璞,黃志強.建立健全質(zhì)量管理體系——青藏高原1:2523萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查質(zhì)量管理的做法及體會[J].南方國土資源,2013,(12).
[2]楊生德,陳建強,馬明霞,等.多層次模糊綜合評定在測繪質(zhì)量管理中的運用[J].測繪與空間地理信息,2016,(5).
2講好緒論激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
人常說,學(xué)一行,愛一行。要學(xué)好一門課程,首先就要喜歡這門課程,對于測量平差這門測繪工程專業(yè)本科的核心課程,更是如此。在首次上課之前,大部分學(xué)生對要學(xué)習(xí)的課程還不是很了解,因此,緒論的講授就顯得非常重要。通過緒論課,要讓學(xué)生了解測量平差課程的性質(zhì)、該課程在測繪工程專業(yè)課程設(shè)置中的位置、測量平差的研究對象、主要任務(wù)及課程的主要內(nèi)容,讓學(xué)生對這門課程有一個基本的認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上,介紹測量平差課程的特點、學(xué)習(xí)的一些技巧和注意事項,以便學(xué)生能夠盡快找到適合自己的學(xué)習(xí)方法,為學(xué)好測量平差課程做好鋪墊。
3注重測量平差課程的“三基”教學(xué)
“三基”即該課程的基本概念、基本理論和基本方法。“三基”教學(xué)是測量平差課程教學(xué)的重點,要讓學(xué)生學(xué)好測量平差課程,首先就要使其掌握該課程的基本概念、基本理論和基本方法,在此基礎(chǔ)上,才可以進(jìn)一步深入學(xué)習(xí),可以說脫離了“三基”的平差課程學(xué)習(xí)如同空中樓閣,是不可能學(xué)好該課程的。
3.1重視基本概念
測量平差課中的基本概念比較抽象,如觀測誤差、最或是值、改正數(shù)、必要觀測、多余觀測、精度、中誤差等。掌握這些基本概念是學(xué)習(xí)基本理論和基本方法的前提,而不掌握基本概念,要學(xué)習(xí)基本理論和基本方法簡直是不可能的。其實,這些基本概念本身并沒有什么高深的理論和方法,也沒有多大難度,只是對初學(xué)者來說比較生僻而已,學(xué)習(xí)起來還是比較容易的。在教學(xué)中,一定要重視基本概念,課堂上要講清楚各概念的定義、表示方法、有關(guān)定義式及實際應(yīng)用舉例等,以便學(xué)生能夠理解并準(zhǔn)確地掌握基本概念,而不致混淆。
3.2加強基本理論教學(xué)
測量平差課程的大多數(shù)理論都是貫穿于平差方法之中的,要特別強調(diào)的基本理論主要有平差原則、協(xié)方差傳播定律、協(xié)因數(shù)傳播定律等,這些基本理論都是要求學(xué)生熟練掌握的。對于平差原則理論,講清楚常用的平差原則、適用情況及各原則的具體含義;而對于協(xié)方差傳播定律、協(xié)因數(shù)傳播定律等,要從定律的定義、傳播關(guān)系表達(dá)式、使用定律時的注意事項等著手進(jìn)行詳細(xì)講解,以便學(xué)生能夠正確理解這些定律,在此基礎(chǔ)上,通過定律使用的實例講解和學(xué)生練習(xí),加深學(xué)生對定律的進(jìn)一步理解與掌握。
3.3重點進(jìn)行基本方法的教學(xué)
測量平差的方法有很多,像條件平差法、間接平差法、附有未知數(shù)的條件平差法、附有條件的間接平差法等經(jīng)典平差方法及序貫平差、附有系統(tǒng)參數(shù)的平差等近代平差方法。每一種平差方法都有自身的平差原理、函數(shù)模型、法方程、改正數(shù)的計算方法及精度評定等,不同平差方法之間既有區(qū)別又有聯(lián)系。在基本測量方法教學(xué)時,應(yīng)做到:1)明確各平差方法的原理;2)重點講解函數(shù)模型的數(shù)目、形式與常見控制網(wǎng)函數(shù)模型的列立方法;3)強調(diào)法方程的數(shù)目與組成方法;4)利用計算工具進(jìn)行法方程的解算;5)強調(diào)不同平差方法下改正數(shù)的計算方法;6)觀測值最或是值的計算與檢核;7)精度評定,評定觀測值、平差值及平差值函數(shù)的精度。
4引導(dǎo)學(xué)生善于總結(jié)并抓住規(guī)律
“公式多,函數(shù)模型長”是初接觸測量平差課程的大多數(shù)人的共識。的確,與測繪工程專業(yè)的其他課程相比較而言,測量平差課的公式是比較多的,函數(shù)模型不但多而且通常也是比較長的,但平差課程中的大部分公式、模型的組成都是很有規(guī)律的,只要抓住了這些公式、模型的規(guī)律,即便公式、模型忘記了,也不難對照幾何模型按規(guī)律寫出對應(yīng)的公式、模型。因此,在課堂教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生善于總結(jié)規(guī)律并抓住規(guī)律的要點,這樣,公式、函數(shù)模型的記憶就不成問題了。
5適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生利用具有計算功能的軟件進(jìn)行計算機輔助計算
“計算量大”是測量平差課程的又一特點。一個比較大的控制網(wǎng)平差問題,在沒有計算機輔助計算的情況下,幾個小時乃至一天是很正常的。單就控制網(wǎng)平差中法方程的解算來講,一個4階的法方程,若要通過高斯約化法進(jìn)行解算,就需至少半個小時,而高斯約化法解算法方程的工作量與法方程的階數(shù)是呈冪次數(shù)增加的,在法方程階數(shù)比較高的情況下,手工計算有時是難以完成的,而利用MATLAB進(jìn)行法方程的解算,在輸入法方程系數(shù)、常數(shù)項的情況下,僅一個命令在幾秒鐘之內(nèi)就可得到準(zhǔn)確的結(jié)果。因此,在進(jìn)行法方程、轉(zhuǎn)換系數(shù)方程的組成與解算部分教學(xué)時,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用EXCEL,MATLAB等具有計算功能的軟件進(jìn)行計算機輔助計算,減小平差計算的工作量和計算誤差。當(dāng)然,在相應(yīng)知識具備的情況下,利用VB,C等語言編寫法方程解算軟件后,在計算機的解算軟件支持下進(jìn)行解算是更好的。
6通過習(xí)題講解與練習(xí)培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力
初學(xué)者在平差課程學(xué)習(xí)當(dāng)中,常常會感覺到理論與實際脫節(jié),表現(xiàn)在課本上的概念、理論、方法似乎都掌握了,但遇到實際平差問題卻感到非常棘手,主要原因是知識掌握的不夠扎實,缺乏靈活運用所學(xué)知識的能力。教學(xué)中,針對這種情況,在講完一種平差方法之后,馬上應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)內(nèi)容的習(xí)題課,通過常見控制網(wǎng)平差實例分析與講解,使學(xué)生了解最基本的平差問題的解題思路、方法與步驟,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的平差練習(xí),培養(yǎng)學(xué)生分析、解決平差問題的能力,增強平差技巧。
7引導(dǎo)學(xué)生掌握至少一種平差軟件進(jìn)行控制網(wǎng)平差計算
掌握“三基”是本科教學(xué)的基本要求,而我們的教學(xué)對象要成為一位合格的現(xiàn)代測繪工作者,利用平差軟件進(jìn)行控制網(wǎng)平差計算也是一項必備的技能。現(xiàn)階段,測繪行業(yè)中使用的控制網(wǎng)平差軟件比較多,如南方測繪儀器公司的平差易、北京威遠(yuǎn)圖公司的TAPADJ、武漢大學(xué)的科傻及一些單位自行開發(fā)的平差軟件等,這些軟件雖然在功能、界面組成、成果輸出格式等方面存在差異,但基本功能和使用方法大致是一致的,掌握一種平差軟件的使用方法后就比較容易掌握其他平差軟件,因此,在測繪工程專業(yè)本科生的測量平差課程教學(xué)中,應(yīng)該通過一種比較常用的平差軟件的實際使用,教會學(xué)生使用平差軟件進(jìn)行控制網(wǎng)平差的基本方法,引導(dǎo)學(xué)生掌握至少一種平差軟件進(jìn)行控制網(wǎng)平差計算,培養(yǎng)學(xué)生利用平差軟件進(jìn)行控制網(wǎng)平差的技能。
前言:
電力工程施工是一項非常重要的基礎(chǔ)性工作,但是由于大部分企業(yè)對工程測量測繪沒有引起足夠的重視,使得一些非常簡單但是又非常重要的工作沒有做到位而導(dǎo)致有工程返工的情況出現(xiàn)。為了避免這種情況的發(fā)生,在今后的電力測量測繪工作中我們應(yīng)指派專業(yè)性較強的專業(yè)人才進(jìn)行測繪、指導(dǎo)施工,從基礎(chǔ)建設(shè)施工中來總結(jié)吸取經(jīng)驗,使我國的電力工程測量測繪技術(shù)有一個很好的突破。
一、分析電力工程測繪工作需求及應(yīng)用
以計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、光電技術(shù)、信息科學(xué)和空間科學(xué)等作為基礎(chǔ),以RS、GPS等作為技術(shù)核心,測量地面已有的界限和特征點,利用一定的繪圖技術(shù)并結(jié)合一定測量數(shù)據(jù)形成一定圖形去反映地面狀況,這就是測試技術(shù)。行政管理和工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計都會使用這種技術(shù)。由于電力工程本身具有的特殊性,在電力工程施工中往往需要非常強的專業(yè)性人才對工程施工進(jìn)行指導(dǎo)施工,但由于在思想上對測繪工作的不重視,導(dǎo)致工程返工、增加工程成本還影響了工作進(jìn)程。為了解決這種情況,需要認(rèn)真對待工程開工前的測繪工作,結(jié)合工程特點,積極研究新的測繪技術(shù)來解決測繪工作中出現(xiàn)的問題和難點,降低測繪難度,提高測繪質(zhì)量,使電力工程施工進(jìn)行順利。
測繪技術(shù)應(yīng)用大概分為以下幾類。第一,因為GPS有全球、全天和實效性等特點使得測繪技術(shù)在最近這些年得到了廣泛的應(yīng)用在工程建設(shè)中,因為它能夠提供精確的位置和時速給客戶。而且對電力測量測繪的數(shù)據(jù)也可以進(jìn)行收集和處理。目前,很大部分的測量人員已經(jīng)對GPS測繪技術(shù)認(rèn)可了,所以在電力工程建設(shè)中,GPS測繪技術(shù)很大程度的給測繪人員減輕了工作量,而且還提高了工作效率,體現(xiàn)處理GPS強大的應(yīng)用前景。第二,連續(xù)運行的衛(wèi)星定位系統(tǒng)CORS集成了多媒體技術(shù)、GPS技術(shù)和電子通訊技術(shù)等形成了連續(xù)的地面信息采集系統(tǒng)而具有非常鮮明的特點應(yīng)用于測繪技術(shù)中。在實際施工作業(yè)中,由于COPS系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的對土地的三維數(shù)據(jù)和土地性質(zhì)進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)測量然后繪制全面的、非靜態(tài)的數(shù)據(jù),使得它能全天不間斷的給客戶提供準(zhǔn)確的信息,給客戶的策劃和統(tǒng)籌工作提供方便。再者,因為它很大程度的減少了人力物力,提高了工作效率和準(zhǔn)確度,降低了測繪工作難度,節(jié)省了各種成本。第三,根據(jù)電磁波理論發(fā)展成的遙感技術(shù)能夠采集和處理遠(yuǎn)距離目標(biāo)輻射和反射的電磁波信息,根據(jù)專業(yè)軟件成像,還能勘探和識別區(qū)域范圍內(nèi)的地形地質(zhì)。在實際工程測量中,由于RS技術(shù)有高實效性、數(shù)據(jù)綜合性和大面積同步觀測的優(yōu)勢,可以對指定區(qū)域進(jìn)行高分辨率觀測和測量。而且為了得到更完整更有效的地理信息,通過航空攝像中獲得的地形圖對測量區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確分析。還有就是,為了更及時的了解施工中遇到的不同問題,隨時了解監(jiān)測施工現(xiàn)場的動態(tài),及時對出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時有效地指導(dǎo),保證施工質(zhì)量和進(jìn)度。第四,影像提取技術(shù)是在電力工程建設(shè)中出現(xiàn)送電線路測量困難、地質(zhì)偏僻等問題上發(fā)展形成的,而為了有效地解決施工過程中遇到的這些問題,影像提取技術(shù)讓在這些問題上的測量測繪工作變得相對簡單了。而影像提取技術(shù)就是利用的測量測繪設(shè)備對施工現(xiàn)場進(jìn)行影像提取,根據(jù)專門的分析軟件對提取的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理獲得電力工程圖,完成測繪工作。利用影像提取技術(shù)也能有效地簡化測繪工作,減輕工作量。第五,數(shù)字化測繪技術(shù)是一種新興的測繪技術(shù),它是伴隨微機軟硬件技術(shù)和全站儀的應(yīng)用發(fā)展而相應(yīng)發(fā)展起來的。它如今成為了主要的地形測圖方法,被廣泛應(yīng)用于測繪生產(chǎn)和水電工程中。數(shù)字化測繪技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用是為了實現(xiàn)一體化的地理信息分析、采集和管理,根據(jù)專業(yè)軟件實現(xiàn)三維成果輸出。數(shù)字化測繪技術(shù)相比傳統(tǒng)測繪技術(shù)變得更加方便處理和簡化,有效地解決了勞動強度大,測繪困難的測繪工作,有利于電力施工進(jìn)行順利。第六,融合了GLONASS技術(shù)和GPS技術(shù)的RTK技術(shù)是一種新型的衛(wèi)星定位測量技術(shù)。這門技術(shù)的應(yīng)用,使得外業(yè)測量的勞動強度降低,擺脫了對工程測量儀器的過分依賴,相應(yīng)的測量的精度和測量效率都提高了,促進(jìn)電力工程測量技術(shù)的革新。RTK技術(shù)可以直接測量流動站對象控點的平面坐標(biāo)和高程,縮短測量時間,方便操作。而且對地形、水域的測量只需很少的基準(zhǔn)點就能實現(xiàn)測量目標(biāo)。對提高測繪工作的效率和質(zhì)量很有作用。
二、對測量測繪技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用建議
要想測量測繪技術(shù)在電力工程中獲得更好的發(fā)展,根據(jù)施工過程中出現(xiàn)的問題提出對應(yīng)的解決方法是很有必要的。比方說,1在電力工程的建設(shè)上提供技術(shù)上的支持就得更多的引進(jìn)先進(jìn)的測量測繪技術(shù)和設(shè)備。2加大我國施工人員的培訓(xùn)力度,使他們的技術(shù)水平得到一個更好的提升讓他們把測量測繪設(shè)備的使用方法和工作原理掌握透徹,并把這種技術(shù)熟練準(zhǔn)確的應(yīng)用到電力工程建設(shè)中去。3合理管理電力工程測量測繪中出現(xiàn)的各種問題,比方說明確規(guī)定對資源分配問題和對人員的調(diào)度問題,提前安排合理的施工方案,大家各盡其職,這樣可以有效的提高的人員的工作效率。而且為了減少對材料的破壞、損失和浪費,降低工程建設(shè)成本,可以對各種建設(shè)材料使用情況進(jìn)行登本造冊。4為了防止在電力工程建設(shè)中對環(huán)境造成破壞,將環(huán)境污染降低到最小,應(yīng)該使用一些安全、無污染、性能高的設(shè)備,對被破壞的制備進(jìn)行重新補種,保障原地的生態(tài)平衡。
三、數(shù)字化測繪技術(shù)在土地測繪中的優(yōu)勢
數(shù)字測繪與傳統(tǒng)測繪方式相比,其數(shù)字化和自動化的程度有著明顯的提升。測繪人員通過計算機的運用,可以對測量地的地形地貌進(jìn)行更為直觀和真實的反饋,多種數(shù)字化儀器的運用,使得地圖數(shù)據(jù)的獲取更加便捷,直觀度較高,令人可以清晰明了的看到地圖。除此之外,其精度較高的優(yōu)勢也不言而喻。儀器測繪比手動測繪的精確度有著大幅度的提升,基本可以將測量結(jié)果控制在毫米之內(nèi)。現(xiàn)勢性強也是數(shù)字測圖的另一個優(yōu)勢。數(shù)字化的測圖可以有效地綜合各方面的數(shù)據(jù)和信息,形成較為全面的地理信息系統(tǒng),為人們提供更為便捷的檢索。可以在今后的運用過程中,查閱需要的數(shù)據(jù)資料。與此同時,數(shù)字化測繪也方便工作人員的更新和維護,使得其具有著更強的時效性。根據(jù)數(shù)字化測量的結(jié)果構(gòu)建起的地圖,是對多重要素的累積,與傳統(tǒng)測繪結(jié)果相比更為細(xì)致和精確,符合我國地質(zhì)測量工作的需要,為全面建立起土地管理系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在經(jīng)濟和技術(shù)快速發(fā)展的今天,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及使得數(shù)字化測繪的應(yīng)用日益廣泛,其較好地完成了外業(yè)作業(yè)向室內(nèi)的轉(zhuǎn)變,減輕了外業(yè)工作人員的工作強度,也使其工作環(huán)境得以優(yōu)化。數(shù)字化測繪這種精度高、速度快的優(yōu)勢更是不可小覷的,在近些年來更為凸顯。
結(jié)束語:
總體來說,電力測量測繪技術(shù)在我過經(jīng)濟發(fā)展中起著很大的作用,為了保證我國經(jīng)濟的平穩(wěn)有序增長,對電力測量測繪技術(shù)也得保持提高。對于工程中存在的問題,我們要及時、合理、妥善、科學(xué)地處理,為我國現(xiàn)代化建設(shè)保駕護航。
參考文獻(xiàn):
[1]江振,周雅雯.論我國工程測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].長春理工大學(xué)學(xué)報,2012(11).
中圖分類號: P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
一.引言。
工程測量通常是指在工程建設(shè)的勘測設(shè)計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術(shù)的總稱。傳統(tǒng)工程測量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域包括建筑、水利、交通、礦山等部門,其基本內(nèi)容有測圖和放樣兩部分?,F(xiàn)代工程測量己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了僅僅為工程建設(shè)服務(wù)的概念,它不僅涉及工程的靜態(tài)、動態(tài)幾何與物理量測定,而且包括對測量結(jié)果的分析,甚至對物體發(fā)展變化的趨勢預(yù)報。
二.工程測量實施的階段性分析。
1.規(guī)劃設(shè)計階段。
主要是提供大比例尺地形圖。采用的方法主要有地面人工測圖和攝影測量成圖兩類。
(1). 地面人工測圖。是根據(jù)由總體到局部的原則,先在測區(qū)內(nèi)建立平面和高程控制網(wǎng)點(見工程控制測量),然后根據(jù)控制點測繪地物、地貌。近年來,隨著電子速測儀和機助制圖系統(tǒng)的發(fā)展,可以應(yīng)用多功能整體式或組合式的電子速測系統(tǒng)取得地物和地貌特征點的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),輸入制圖系統(tǒng)自動成圖。
(2). 攝影測量成圖。是對地面進(jìn)行攝影,對像片加以判讀、量測和處理,以獲得所需資料。最先應(yīng)用的是地面攝影測量,即在地面上用攝影經(jīng)緯儀攝取測區(qū)的像片,據(jù)以成圖。后來發(fā)展為航空攝影測量,它已成為目前測繪地形圖的最主要、最有效方法。
近年來,隨著攝影器材和測圖儀器的改進(jìn),除了模擬測圖方式以外,發(fā)展了解析測圖方式,即利用立體坐標(biāo)量測儀對像片量測進(jìn)行解析處理,獲得地形的數(shù)據(jù)資料。解析測圖儀除了與一般模擬立體測圖儀一樣測圖外,還可進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)點加密和數(shù)字化測圖,獲得數(shù)字地圖。地面形態(tài)的數(shù)字表達(dá)稱為“數(shù)字地面模型”,它可用來解決工程設(shè)計中繪制斷面圖、計算土石方量等問題。
2.施工階段工程測量工作。
主要是按照設(shè)計和施工的要求,先建立施工控制網(wǎng)點,然后根據(jù)控制網(wǎng)點,在實地上以適當(dāng)?shù)木确艠映鼋ㄖ锱c生產(chǎn)設(shè)備各部分的位置,作為施工和安裝的依據(jù)。放樣工作包括平面位置放樣和高程放樣。平面位置放樣通常采用極坐標(biāo)法、直角坐標(biāo)法以及交會法等。高程放樣通常是根據(jù)高程控制網(wǎng)點用水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行。近年來,已在施工測量中應(yīng)用了激光測量儀器,例如:激光準(zhǔn)直儀、激光垂線儀、激光平面儀、激光經(jīng)緯儀、激光水準(zhǔn)儀等(見工程測量儀器)。這不僅提高了測量的精度和速度,而且有助于實現(xiàn)自動化。
3. 經(jīng)營管理階段的工程測量工作。
主要是為了監(jiān)視工程建筑物的現(xiàn)狀,保證安全運營所進(jìn)行的建(構(gòu))筑物變形觀測。包括垂直位移(沉降)、水平位移、傾斜、撓曲,以及風(fēng)振、日照等變形觀測項目,其特點是要求建立較高精度的變形觀測控制網(wǎng)和穩(wěn)固的基準(zhǔn)點。對于觀測的精度要求與所采用的方法,因各項工程的要求不同,差異較大。野外觀測工作完成以后,經(jīng)過平差計算和初步整理,應(yīng)用統(tǒng)計檢驗的方法來分析變形觀測成果的可靠性,應(yīng)用回歸分析的方法探討變形的規(guī)律性。垂直位移(沉降)觀測,通常采用精密水準(zhǔn)測量方法。使用液體靜力水準(zhǔn)測量法,可將液面的高程變化轉(zhuǎn)換成電感輸出,有利于實現(xiàn)觀測自動化。建筑物的水平位移觀測,由于它本身受力條件的不同,位移的方向不同,觀測方法也就不同。對于任意方向的位移觀測,常采用角度前方交會法,對于發(fā)生在某一特定方向的位移觀測常采用基準(zhǔn)線法?;鶞?zhǔn)面的建立,可應(yīng)用經(jīng)緯儀的視線、拉緊的鋼絲或者激光束。觀測點相對于基準(zhǔn)面的偏離值,可以用人工觀測,也可以利用光電傳感技術(shù),實現(xiàn)自動化。建筑物的位移、傾斜、撓曲和瞬時變形觀測,除了采用大地測量方法外,也可以應(yīng)用近景攝影測量技術(shù)。
三.工程測量技術(shù)的現(xiàn)狀。
1. 地面測量儀器。
20 世紀(jì) 80 年代以來出現(xiàn)許多先進(jìn)的地面測量儀器,為工程測量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、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,為工程測量向現(xiàn)代化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件,改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測量、道路測量和施工測量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測距導(dǎo)線網(wǎng)所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準(zhǔn)測量;具有自動跟蹤和連續(xù)顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達(dá)的測量點的測距工作;電子速測儀為細(xì)部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。
2.GPS定位技術(shù)。
GPS是美國從20世紀(jì)70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進(jìn)行全方位實施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。隨著GPS定位技術(shù)的不斷改進(jìn),軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、測距、測水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù),正在逐步被以一次性確定三維坐標(biāo)的高速度、高精度、費用省、操作簡單的GPS技術(shù)代替。
在我國 G P S 定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個領(lǐng)域,國家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用 G P S 技術(shù),在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測、海島或海域測量等也已廣泛的使用 G P S 技術(shù)。隨著D G P S 差分定位技術(shù)和 R T K 實時差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國 A S 技術(shù)的解除,單點定位精度不斷提高,G P S 技術(shù)在導(dǎo)航、運載工具實時監(jiān)控、石油物探點定位、地質(zhì)勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。
3. 數(shù)字化測繪技術(shù)。
數(shù)字化測繪技術(shù)在測繪工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用,使大比例尺測圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與工程測量的重要內(nèi)容和任務(wù)。
常規(guī)的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結(jié)合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用和 GEOMAP 系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來,形成一個從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統(tǒng)。
4. 攝影測量技術(shù)。
攝影測量技術(shù)已越來越廣泛的在城市和工程測繪領(lǐng)域中得以應(yīng)用,由于高質(zhì)量、高精度的攝影測量儀器的研制生產(chǎn),結(jié)合計算機技術(shù)中的應(yīng)用,使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業(yè)工作量,具有測量高效、高精度,成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測、文物保護和醫(yī)學(xué)上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用,具有廣泛的應(yīng)用前景。由于全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站的出現(xiàn),為攝影測量技術(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。
六.結(jié)束語
在人類活動中,工程測量是無處不在、無時不用,只要有建設(shè)就必然存在工程測量,因而其發(fā)展和應(yīng)用的前景是廣闊的。
參考文獻(xiàn):
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[3] 涂興德. 土壩工程施工測量技術(shù)分析 [期刊論文] 《科技與生活》 -2010年16期
[4] 顏學(xué)華 張懷興 王本奎 全站儀測量技術(shù)分析及應(yīng)用 [期刊論文] 《科技與企業(yè)》 -2012年21期
現(xiàn)任北京市測繪設(shè)計研究院常務(wù)副院長的楊伯鋼,是我國城市測繪地理信息領(lǐng)域的知名專家和學(xué)術(shù)、技術(shù)帶頭人,教授級高工,享受國務(wù)院政府特殊津貼。參加工作30多年,他始終扎根基層、堅守一線,從事著測繪地理信息生產(chǎn)和科研工作。他主持了國家、省部級重點工程百余項,攻克了城市測量領(lǐng)域一道道難關(guān),為城市工程測量領(lǐng)域服務(wù)城市規(guī)劃建設(shè)發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。
投身事業(yè)潛心研究。他主持的城市大比例尺地形圖動態(tài)更新技術(shù)研究成果在全國處于技術(shù)領(lǐng)先,并推廣到全國50多個行業(yè)單位;他組織完成的地下管線研究成果創(chuàng)新解決了綜合地下管線采集、編輯入庫一體化的難題;他在國內(nèi)率先開展了無人機航攝系統(tǒng)的研制,解決了低空航空攝影關(guān)鍵技術(shù)問題,項目成果獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎,并在北京冬奧會選址、和田援疆測繪、汶川地震應(yīng)急測繪等項目中成功運用;他將地面三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于古建文物、工業(yè)遺址及工程測量中,先后完成了天安門重點文物、首鋼工業(yè)遺址、什邡地震工業(yè)遺址等30多個工程項目。他發(fā)明的施工測量專利,成功解決了施工測量的世界難題,并在中央電視臺、國貿(mào)三期以及深圳平安金融中心得到了廣泛應(yīng)用。
忠誠使命勇于擔(dān)當(dāng)。在2012年“7?21”特大暴雨期間,他組織干部職工快速反應(yīng)、主動出擊,做好測繪應(yīng)急保障工作,第一時間為政府提供了受災(zāi)區(qū)域的地形圖、影像圖和三維雨水匯水分析圖等,為市委、市政府科學(xué)決策以及受災(zāi)人員的緊急安置和災(zāi)后重建提供了有力的應(yīng)急服務(wù)和保障。2013年,國務(wù)院部署開展了全國第一次地理國情普查任務(wù)。在北京市的國普工作中,他身先士卒,創(chuàng)新機制,破解難題,帶領(lǐng)團隊克服重重困難,圓滿完成了各項任務(wù)。他總結(jié)出了“大兵團作戰(zhàn)式”的國普模式,提煉出了“國普精神”,并在相繼開展的北京市地下管線基礎(chǔ)信息普查和北京市第二次全國地名普查工作中得到推廣應(yīng)用。
行業(yè)引領(lǐng)成果顯著。他獲國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎2項,省部級以上科技進(jìn)步獎、優(yōu)秀工程獎39項。發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇,出版專著9部,編制國家、行業(yè)、地方標(biāo)準(zhǔn)10部,獲得國家專利8項。入選了“北京市百千萬人才工程”,先后獲得“全國優(yōu)秀科技工作者”“建設(shè)部全國建設(shè)系統(tǒng)先進(jìn)工作者”“北京市有突出貢獻(xiàn)人才”“北京市奧運工程先進(jìn)建設(shè)者”“北京市博士后杰出英才”等多項榮譽稱號。他主持開展的北京地區(qū)三維綠量測定及其數(shù)字模型與虛擬現(xiàn)實表達(dá)研究科研成果獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎,在北京綠化隔離地區(qū)工程測量等項目中得到應(yīng)用。
他作為北京市測繪學(xué)會理事長,帶領(lǐng)學(xué)會積極向市政府獻(xiàn)言獻(xiàn)策,先后獲得北京市“5A級學(xué)會”“百強社團”創(chuàng)建單位、“首都文明單位標(biāo)兵”等榮譽稱號。
1前言
工程測量通常是指在工程建設(shè)的勘測設(shè)計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術(shù)的總稱。傳統(tǒng)工程測量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域包括建筑、水利、交通、礦山等部門,其基本內(nèi)容有測圖和放樣兩部分?,F(xiàn)代工程測量己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了僅僅為工程建設(shè)服務(wù)的概念,它不僅涉及工程的靜態(tài)、動態(tài)幾何與物理量測定,而且包括對測量結(jié)果的分析,甚至對物體發(fā)展變化的趨勢預(yù)報。蘇黎世高等工業(yè)大學(xué)馬西斯教授指出:“一切不屬于地球測量,不屬于國家地圖集的陸地測量,和不屬于法定測量的應(yīng)用測量都屬于工程測量”。隨著傳統(tǒng)測繪技術(shù)向數(shù)字化測繪技術(shù)轉(zhuǎn)化,我國工程測量的發(fā)展可以概括為“四化”和“十六字”,所謂“四化”是:工程測量內(nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化,數(shù)據(jù)獲取及其處理的自動化,測量過程控制和系統(tǒng)行為的智能化,測量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化?!笆帧笔牵哼B續(xù)、動態(tài)、遙測、實時、精確、可靠、快速、簡便。
2我國工程測量技術(shù)現(xiàn)狀
2.1先進(jìn)的地面測量儀器在工程測量中的應(yīng)用。
20世紀(jì)80年代以來出現(xiàn)許多先進(jìn)的地面測量儀器,為工程測量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、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,為工程測量向現(xiàn)代化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件,改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測量、道路測量和施工測量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測距導(dǎo)線網(wǎng)所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準(zhǔn)測量;具有自動跟蹤和連續(xù)顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達(dá)的測量點的測距工作;電子速測儀為細(xì)部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。
2.2GPS定位技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用。
GPS是美國從20世紀(jì)70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進(jìn)行全方位實施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。隨著GPS定位技術(shù)的不斷改進(jìn),軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、測距、測水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù),正在逐步被以一次性確定三維坐標(biāo)的高速度、高精度、費用省、操作簡單的GPS技術(shù)代替。
在我國GPS定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個領(lǐng)域,國家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用GPS技術(shù),在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測、海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS技術(shù)。隨著DGPS差分定位技術(shù)和RTK實時差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國AS技術(shù)的解除,單點定位精度不斷提高,GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運載工具實時監(jiān)控、石油物探點定位、地質(zhì)勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。
2.3數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用。
數(shù)字化測繪技術(shù)在測繪工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用,使大比例尺測圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與工程測量的重要內(nèi)容和任務(wù)。
常規(guī)的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結(jié)合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用和GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來,形成一個從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統(tǒng)。系統(tǒng)的開發(fā)研究主要是面向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的自動繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖,也可提供軟盤,為專業(yè)設(shè)計自動化,建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。
20世紀(jì)80年代以來,我國數(shù)字化測繪技術(shù)的開發(fā)研究和應(yīng)用發(fā)展很快,成效顯著。由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不同,國外研究成功的數(shù)字化測繪系統(tǒng)不適合國情,難以推廣應(yīng)用,只有依靠自己研究開發(fā)。1987年北京市測繪設(shè)計研究院在國內(nèi)首先完成了“大比例尺數(shù)字化測圖系統(tǒng)”(即DGJ)的軟件開發(fā),并通過技術(shù)鑒定,1990年被建設(shè)部列為第一批技術(shù)推廣應(yīng)用項目之一,在80多個城市及工程測量單位推廣應(yīng)用,同時又有十幾個大專院校、儀器公司和工程測量單位,先后開發(fā)和研制出多個類似的數(shù)字測圖系統(tǒng)軟件。
2.4攝影測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用。
攝影測量技術(shù)已越來越廣泛的在城市和工程測繪領(lǐng)域中得以應(yīng)用,由于高質(zhì)量、高精度的攝影測量儀器的研制生產(chǎn),結(jié)合計算機技術(shù)中的應(yīng)用,使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業(yè)工作量,具有測量高效、高精度,成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測、文物保護和醫(yī)學(xué)上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用,具有廣泛的應(yīng)用前景。由于全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站的出現(xiàn),為攝影測量技術(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。
航空攝影測量是進(jìn)行城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測繪與更新以及大型工程勘測的重要手段與方法,它可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖成果。目前,我國有100多個城市或工測單位利用航測技術(shù)測制大比例尺地形圖和地籍圖,最大比例尺為1/500。采用的儀器除利用高精度的模擬測圖儀和解析測圖儀成圖方法外,還用立體坐標(biāo)測圖儀與微機連接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,經(jīng)微機數(shù)據(jù)處理輸入繪圖機自動繪圖。
3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)一步擴大,影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強。
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)中以及運行期間的安全監(jiān)測、災(zāi)害防治和環(huán)境保護的各種問題。
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)測量擴展到人體科學(xué)測量。
多傳感器的混合測量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,如GPS接收機與電子全站儀或測量機器人集成,可在大區(qū)域乃至國家范圍內(nèi)進(jìn)行無控制網(wǎng)的各種測量工作。
GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項目,在勘測、設(shè)計、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。
在人類活動中,工程測量是無處不在、無時不用,只要有建設(shè)就必然存在工程測量,因而其發(fā)展和應(yīng)用的前景是廣闊的。
前 言
《禮記》有云:大學(xué)之道,在明德,在親民。在提筆撰寫我的畢業(yè)設(shè)計論文的時候,我也在向我的大學(xué)生活做最后的告別儀式。我不清楚過去的一切留給現(xiàn)在的我一些什么,也無從知曉未來將賦予我什么,但只要流淚流汗,拼過闖過,人生才會少些遺憾!
非常幸運能夠加入水利工程這個古老而又新興的行業(yè),即將走向工作崗位的時刻,我仿佛感受到水利行業(yè)對我賦予新的歷史使命,水利是一項以除害興利、趨利避害,協(xié)調(diào)人與水、人與大自然關(guān)系的高尚事業(yè)。水利工作,既要防止水對人的侵害,更要防止人對水的侵害;既要化解自然災(zāi)害對人類生命財產(chǎn)的威脅,又要善待自然、善待江河、善待水,促進(jìn)人水和諧,實現(xiàn)人與自然和諧相處。這種使命,更讓我用課堂中的知識用于實際生產(chǎn)中來。特別是這兩個月來的畢業(yè)設(shè)計,我越發(fā)感覺到學(xué)會學(xué)精測量基礎(chǔ)知識對于我貢獻(xiàn)水利是多么的重要。所以,我越發(fā)不愿放棄不多的大學(xué)時光,努力提高自己的實踐動手能力,而本學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計,為我提供了絕好的機會,我又怎能放棄?
剛剛從老師那里得到畢業(yè)設(shè)計的題目和任務(wù)時,我的心里真的沒底。作為畢業(yè)設(shè)計的主體工作,我們主要運用電子水準(zhǔn)儀對某幢建筑物進(jìn)行變形觀測與計算,布設(shè)控制點進(jìn)行平面控制測量和高程控制測量;用全站儀進(jìn)行了中心多邊行角度和距離的測量,并用條件平差原理進(jìn)行平差,通過控制點的放樣來計算土的挖方量,還有圓曲線的計算與測設(shè)。而我研究的畢業(yè)課題是圓曲線測設(shè)。
大學(xué)的最后一個學(xué)期過得特別快,幾乎每天扛著儀器,奔走在校園的每個角落,生活亦很有節(jié)奏。今天我提筆寫畢業(yè)論文,我的畢業(yè)設(shè)計也接近尾聲。不管成果如何,畢竟心里不再是沒底了,挑著兩個多月的辛苦換來的數(shù)據(jù)和成果,并不斷的完善他們,心里感覺踏實多了。
在本次畢業(yè)設(shè)計論文的設(shè)計中要感謝水利系為我們的工作提供了測量儀器,還有各指導(dǎo)老師的教導(dǎo)和同學(xué)的幫助。
開 題 報 告
一、研究課題:《微分曲線的應(yīng)用》
二、學(xué)科地位和研究應(yīng)用領(lǐng)域
1.學(xué)科定義
工程測量學(xué)是研究地球空間中具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設(shè)實現(xiàn)的理論方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科。它主要以建筑工程、機器和設(shè)備為研究服務(wù)對象。
2.學(xué)科地位
測繪科學(xué)和技術(shù)(或稱測繪學(xué))是一門具有悠久歷史和現(xiàn)展的一級學(xué)科。該學(xué)科無論怎樣發(fā)展,服務(wù)領(lǐng)域無論怎樣拓寬,與其他學(xué)科的交叉無論怎樣增多或加強,學(xué)科無論出現(xiàn)怎樣的綜合和細(xì)分,學(xué)科名稱無論怎樣改變,學(xué)科的本質(zhì)和特點都不會改變。
3.研究應(yīng)用領(lǐng)域
目前國內(nèi)把工程建設(shè)有關(guān)的工程測量按勘測設(shè)計、施工建設(shè)和運行管理三個階段劃分;也有按行業(yè)劃分成:線路(鐵路、公路等)工程測量、水利工程測量、橋隧工程測量、建筑工程測量、礦山測量、海洋工程測量、軍事工程測量、三維工業(yè)測量等,幾乎每一行業(yè)和工程測量都有相應(yīng)的著書或教材。
國際測量師聯(lián)合會(FIG)的第六委員會稱作工程測量委員會,過去它下設(shè)4個工作組:測量方法和限差;土石方計算;變形測量;地下工程測量。此外還設(shè)了一個特別組:變形分析與解釋?,F(xiàn)在,下設(shè)了6個工作組和2個專題組。6個工作組是:大型科學(xué)設(shè)備的高精度測量技術(shù)與方法;線路工程測量與優(yōu)化;變形測量;工程測量信息系統(tǒng);激光技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用;電子科技文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)。2個專題組是:工程和工業(yè)中的特殊測量儀器;工程測量標(biāo)準(zhǔn)。
工程測量學(xué)主要包括以工程建筑為對象的工程測量和以設(shè)備與機器安裝為對象的工業(yè)測量兩大部分。在學(xué)科上可劃分為普通工程測量和精密工程測量。
工程測量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供測繪保障,滿足工程所提出的要求。精密工程測量代表著工程測量學(xué)的發(fā)展方向,大型特種精密工程建設(shè)是促進(jìn)工程測量學(xué)科發(fā)展的動力。
工程測量儀器的發(fā)展工程測量儀器可分通用儀器和專用儀器。通用儀器中常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀和電磁波測距儀將逐漸被電子全測儀、電子水準(zhǔn)儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的軟件,向全能型和智能化方向發(fā)展。帶電動馬達(dá)驅(qū)動和程序控制的全站儀結(jié)合激光、通訊及CCD技術(shù),可實現(xiàn)測量的全自動化,被稱作測量機器人。
三、工程測量理論方法的發(fā)展
1.測量平差理論最小二乘法廣泛應(yīng)用于測量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型,它是各種經(jīng)典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型。測量誤差理論主要表現(xiàn)在對模型誤差的研究上,主要包括:平差中函數(shù)模型誤差、隨機模型誤差的鑒別或診斷;模型誤差對參數(shù)估計的影響,對參數(shù)和殘差統(tǒng)計性質(zhì)的影響;病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測方案設(shè)計的關(guān)系。由于變形監(jiān)測網(wǎng)參考點穩(wěn)定性檢驗的需要,導(dǎo)致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測值粗差的研究促進(jìn)了控制網(wǎng)可靠性理論,以及變形監(jiān)測網(wǎng)變形和觀測值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展。
2.工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計理論和方法網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件,解求目標(biāo)函數(shù)的極大值或極小值。一般將網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件。模擬法優(yōu)化設(shè)計的軟件功能和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的步驟主要是:根據(jù)設(shè)計資料和地圖資料在圖上選點布網(wǎng),獲取網(wǎng)點近似坐標(biāo)(最好將資料作數(shù)字化掃描并在微機上進(jìn)行)。值精度,可進(jìn)一步模擬觀測值。計算網(wǎng)的各種質(zhì)量指標(biāo)如精度、可靠性、靈敏度。
3.變形觀測數(shù)據(jù)處理工程建筑物及與工程有關(guān)的變形的監(jiān)測、分析及預(yù)報是工程測量學(xué)的重要研究內(nèi)容。其中的變形分析和預(yù)報涉及到變形觀測數(shù)據(jù)處理。但變形分析和預(yù)報的范疇更廣,屬于多學(xué)科的交叉。
(1)變形觀測數(shù)據(jù)處理的幾種典型方法根據(jù)變形觀測數(shù)據(jù)繪制變形過程曲線是一種最簡單而有效的數(shù)據(jù)處理方法,由過程曲線可作趨勢分析。如果將變形觀測數(shù)據(jù)與影響因子進(jìn)行多元回歸分析和逐步回歸計算,可得到變形與顯著性因子間的函數(shù)關(guān)系,除作物理解釋外,也可用于變形預(yù)報。
(2)變形的幾何分析與物理解釋傳統(tǒng)的方法將變形觀測數(shù)據(jù)處理分為變形的幾何分析和物理解釋。幾何分析在于描述變形的空間及時間特性,主要包括模型初步鑒別、模型參數(shù)估計和模擬統(tǒng)計檢驗及最佳模型選取3個步驟。變形監(jiān)測網(wǎng)的參考網(wǎng)、相對網(wǎng)在周期觀測下,參考點的穩(wěn)定性檢驗和目標(biāo)點和位移值計算是建立變形模型的基礎(chǔ)。變形模型既可根據(jù)變形體的物理力學(xué)性質(zhì)和地質(zhì)信息選取,也可根據(jù)點場的位移矢量和變形過程曲線選取。
(3)變形分析與預(yù)報的系統(tǒng)論方法用現(xiàn)代系統(tǒng)論為指導(dǎo)進(jìn)行變形分析與預(yù)報是目前研究的一個方向。變形體是一個復(fù)雜的系統(tǒng),它具有多層次高維的灰箱或黑箱式結(jié)構(gòu),是非線性的,開放性(耗散)的,它還具有隨機性,這種隨機性除包括外界干擾的不確定性外,還表現(xiàn)在對初始狀態(tài)的敏感性和系統(tǒng)長期行為的混沌性。此外,還具有自相似性、突變性、自組織性和動態(tài)性等特征。
四、工程測量學(xué)的發(fā)展展望展望21世紀(jì),工程測量學(xué)在以下方面將得到顯著發(fā)展:
1.測量機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)一步擴大,影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強;
2.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)中以及運行期間的安全監(jiān)測、災(zāi)害防治和環(huán)境保護的各種問題。
3.工程測量將從土木工程測量、三維工業(yè)測量擴展到人體科學(xué)測量,如人體各器官或部位的顯微測量和顯微圖像處理;
4.多傳感器的混合測量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,如GPS接收機與電子全站儀或測量機器人集成,可在大區(qū)域乃至國家范圍內(nèi)進(jìn)行無控制網(wǎng)的各種測量工作。
5.GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項目,在勘測、設(shè)計、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。
6.大型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的三維測量、幾何重構(gòu)以及質(zhì)量控制將是工程測量學(xué)發(fā)展的一個特點。
7.數(shù)據(jù)處理中數(shù)學(xué)物理模型的建立、分析和辨識將成為工程測量學(xué)專業(yè)教育的重要內(nèi)容。綜上所述,工程測量學(xué)的發(fā)展,主要表現(xiàn)在從一維、二維到三維、四維,從點信息到面信息獲取,從靜態(tài)到動態(tài),從后處理到實時處理,從人眼觀測操作到機器人自動尋標(biāo)觀測,從大型特種工程到人體測量工程,從高空到地面、地下以及水下,從人工量測到無接觸遙測,從周期觀測到持續(xù)測量。測量精度從毫米級到微米乃至納米級。
工程測量學(xué)的上述發(fā)展將直接對改善人們的生活環(huán)境,提高人們的生活質(zhì)量起重要作用。 文 獻(xiàn) 綜 述
一、圓曲線的詳細(xì)測設(shè)
在各類線路工程彎道處施工,常常會遇到圓曲線的測設(shè)工作。目前,圓曲線測設(shè)的方法已有多種,如偏角法、切線支距法、弦線支距法等。然而,在實際工作中測設(shè)方法的選用要視現(xiàn)場條件、測設(shè)數(shù)據(jù)求算的繁簡、測設(shè)工作量的大小,以及測設(shè)時儀器和工具情況等因素而定。另外,上述的幾種測設(shè)方法,都是先根據(jù)輔點的樁號(里程)來計算測設(shè)數(shù)據(jù),然后再到實地放樣。因此,在實際工作中利用上述傳統(tǒng)測設(shè)方法,有時會因地形條件的限制而無法放樣出輔點(如不通視或量距不便等),或放樣出的輔點處無法設(shè)置標(biāo)樁。
在本次畢業(yè)設(shè)計的論文課題中介紹的幾種圓曲線測設(shè)的新方法,不僅計算簡單、測設(shè)便捷,而且可在不需要知道曲線上某點里程的情況下進(jìn)行,從而避免了按預(yù)先給定的曲線點反算的測設(shè)數(shù)據(jù)放樣不通視而轉(zhuǎn)站的麻煩。同時,利用本文介紹的新方法,還可以根據(jù)線路工程施工進(jìn)度的要求,靈活地選擇性地放樣出部分曲線;也可以用于快速地確定曲線上某一加樁的位置;若用于線路驗收測量,則更加方便,驗測結(jié)果更具有代表性、更可靠。
二、全站儀在任意站測設(shè)圓曲線及方法交點偏角法測設(shè)方法
用全站儀任意站測設(shè)圓曲線,安置一次儀器就能完成全部工作。雖然外業(yè)計算麻煩,但對于不能設(shè)站的轉(zhuǎn)點,可謂方便靈活。但它的不足之處仍然是計算煩鎖,對于不熟悉內(nèi)業(yè)的外業(yè)工作者,很難實際操作。如果利用一些程序計算器,編制輸入:AB 的四組坐標(biāo)和半徑、九個數(shù)據(jù)的程序,可迅速得出放樣數(shù)據(jù),簡化了外業(yè)工作。
為了放樣工作的便利,可在平面控制網(wǎng)中納入一些放樣點,構(gòu)成GPS同級全面網(wǎng)。由于放樣點間距離較近,在進(jìn)行同步環(huán)和閉合環(huán)檢驗時可僅考慮各分量的較差,而不考慮相對閉合差。因為,用相對閉合差來衡量是不合理的。由于GPS接收機的固定誤差,相位中心偏差以及觀測時的對中誤差均在1mm~5mm之間,對于幾十米的短邊,其相對閉合差值勢必較大。3)平面控制網(wǎng)的設(shè)計主要考慮獨立基線的選擇以及異步閉合環(huán)的設(shè)計,要考慮構(gòu)成盡可能多的閉合圖形,并將網(wǎng)中處于邊緣的觀測點用獨立基線連接起來,形成封閉圖形。
同理,采用上述思路,也可測設(shè)緩和曲線。
在道路、渠道、管線等工程建設(shè)中,受地形、地質(zhì)等條件的限制,線路總是不斷轉(zhuǎn)向。為使車輛、水流等平穩(wěn)運行或減緩沖擊,常用圓曲線連接,因而圓曲線測設(shè)是線路測設(shè)的重要內(nèi)容。在公路、鐵路的路線圓曲線測設(shè)中,一般是在測設(shè)出曲線各主點后,隨之在直圓點或圓直點進(jìn)行圓曲線詳細(xì)測設(shè)。其測設(shè)的方法很多,諸如偏角法、切線支距法、弦線支距法、延弦法等。這些方法有一個共同點:均是在定測階段放樣出的線路交點處設(shè)站,以路線后視方向定向,在實地定出曲線主點,然后將儀器置于曲線主點(一般是在曲線起點)處,以路線交點為后視方向定向,進(jìn)行圓曲線詳細(xì)測設(shè)。這些方法在實際施測過程中,由于各種地形條件的限制以及施測方法的特點,可能會出現(xiàn)以下三種情況:
(1) 在曲線主點處無法設(shè)站。
(2) 后視方向太近,定向不準(zhǔn)。
(3) 誤差積累較大。
為此,在交點可以設(shè)站的情況下,可以采用一種新的測設(shè)方法—交點偏角法。
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一、引言
近年來,隨著世界氣候的不斷變化,極端天氣出現(xiàn)的頻率越來越高,水利工程在近幾年旱澇并存,嚴(yán)重影響了周圍人民生產(chǎn)水重和生活質(zhì)量。為此,采用有效的實地測繪技術(shù)成為解決旱澇問題的關(guān)鍵點。本文結(jié)合某水利工程地理測量實例,就連續(xù)運行衛(wèi)星定位系統(tǒng)CORS技術(shù)進(jìn)行分析與研究。
連續(xù)運行衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Continuously OperatingReference Stations,CORS)是當(dāng)代 GNSS 測量的前沿技術(shù)。是由基準(zhǔn)站網(wǎng)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制中心子系統(tǒng)、流動站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)子系統(tǒng)構(gòu)成,將衛(wèi)星定位技術(shù)、測繪學(xué)、氣象學(xué)、地理信息系統(tǒng)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)結(jié)合為一體。于2011年正式向國內(nèi)用戶提供高質(zhì)量的各種不同精度的時間和位置服務(wù)信息主要服務(wù)于大地測量、工程測量、氣象監(jiān)測、地震監(jiān)測地面沉降監(jiān)測、社會公共定位導(dǎo)航服務(wù)等領(lǐng)域。
二、地理測量應(yīng)用實例分析
某水利基礎(chǔ)地理測量工程,采用GPS連續(xù)運行衛(wèi)星系統(tǒng)(CORS)在地形圖測繪、專題數(shù)據(jù)采集、植被調(diào)查等方面發(fā)揮了重要作用。本文就GPS 連續(xù)運行衛(wèi)星系統(tǒng) CORS 在本工程基礎(chǔ)地理測量中的具體應(yīng)用進(jìn)行論述。
2.1地理測量方案的選擇
本工程基礎(chǔ)地理測量主要是對湖區(qū)水下地形、湖濱區(qū)岸上地形及五河入湖段的河道地形的測量測區(qū)范圍達(dá)到6000多km2,且大部分測量任務(wù)涉及到水域,這就要求測量方式必須滿足長距離、大范圍、高精度的作業(yè)特點。
常規(guī)GPS RTK是基于臨時基準(zhǔn)站和流動站觀測的衛(wèi)星相同、電離層和對流層誤差相關(guān),從而消除或降低這些誤差的影響,提高基線測量精度。但是隨著距離的增大,這種誤差相關(guān)性逐漸衰減直接導(dǎo)致測量精度降低。
在理論方面常規(guī)GPS RTK測量的作業(yè)范圍可以達(dá)到10~15km,然而通過多年的GPS測量經(jīng)驗發(fā)現(xiàn),各種不同的儀器型號,不同的作業(yè)環(huán)境使得GPS RTK測量的作業(yè)范圍受到很大影響。
水利測量一般都是地形較為復(fù)雜,遮擋較為嚴(yán)重的區(qū)域,加之水利測量對高程精度要求很高,這就導(dǎo)致常規(guī)GPS RTK測量的作業(yè)范圍只能控制在6~7km。
CORS 通過在該地區(qū)建設(shè)了50個連續(xù)運行基準(zhǔn)站,構(gòu)建了高精度、高效率、高時空分辨率的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)綜合信息服務(wù)網(wǎng),精確測定這些基準(zhǔn)站的位置及變化率,基準(zhǔn)站連續(xù)接受衛(wèi)星信號,將信息傳送至數(shù)據(jù)處理中心,數(shù)據(jù)處理中心同時接收流動站發(fā)送的接收機概略位置信息,數(shù)據(jù)處理中心會根據(jù)流動站的位置選擇與之較近或定位精度較好的基準(zhǔn)站信息,虛擬出一個參考站,然后根據(jù)各基準(zhǔn)站上誤差信息通過一定的數(shù)學(xué)模型解算出該虛擬站的誤差,虛擬參考站的位置一般在流動站周圍5m范圍內(nèi),保證了虛擬參考站與流動站誤差相關(guān)性。這種虛擬參考站技術(shù)解決了常規(guī)GPS RTK測量因基線距離的增大而導(dǎo)致測量精度降低的問題。
CORS測量與常規(guī)GPS RTK測量相比較,減少了架設(shè)臨時基準(zhǔn)站,減少了外業(yè)工作人員,解決了因距離增大而導(dǎo)致的精度降低的問題。從而保證了大面積水域無法架設(shè)臨時基準(zhǔn)站和長距離,大范圍作業(yè)測量精度,節(jié)約了人力資源和設(shè)備資源。
2.2 地理測量技術(shù)在工程中的應(yīng)用
本工程基礎(chǔ)地理測量D級GPS控制網(wǎng)采用國家2000坐標(biāo)系,1985國家高程基準(zhǔn),全網(wǎng)共布設(shè)D級GPS點197個,聯(lián)測水準(zhǔn)129個,其中三等水準(zhǔn)點85個,四等水準(zhǔn)點44個。這些控制點布設(shè)均勻、點位穩(wěn)固,網(wǎng)形布設(shè)合理,成果可靠,各項精度指標(biāo)均優(yōu)于規(guī)范要求。
該工程基礎(chǔ)地理測量項目中的分項專題地理數(shù)據(jù)測量主要是對湖區(qū)周邊的重點圩堤及其附屬物進(jìn)行測量,測量范圍涉及到全湖區(qū)。利用CORS根據(jù)地區(qū)基礎(chǔ)地理測量D級GPS控制點成果采集專題地理數(shù)據(jù)的同時,對CORS測量點位精度進(jìn)行了統(tǒng)計分析
采用Trimble 5800雙頻接收機,測量方法采用多歷元靜態(tài)已知點測量,在每個已知點上測量兩次,每次采集30個歷元,最后求其平均值,作為觀測數(shù)據(jù)。最后對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)符合精度統(tǒng)計和外符合精度統(tǒng)計,從而分析 CORS 測量點位精度。
系統(tǒng)內(nèi)符合是各個歷元觀測值之間的比較,是工程測量中點位精度的主要參考值。具體統(tǒng)計方法是,計算每個觀察點的三維坐標(biāo)的各分量所有觀測值的算術(shù)平均值,將該平均值作為參考值與測量值求差。根據(jù)公式(1)計算定位結(jié)果在X、Y、H方向的內(nèi)符合精度算術(shù)平均值中誤差,統(tǒng)計結(jié)果見表1。
表 1CORS 內(nèi)符合精度統(tǒng)計與外符合精度統(tǒng)計
外符合精度是將各測點Trimble 5800雙頻接收機通過本身自帶的解算模塊求得的2000 國家大地坐標(biāo)系下的坐標(biāo)與將鄱陽湖基礎(chǔ)地理測量D級GPS 點坐標(biāo)求差。根據(jù)公式(2)計算測量點在X、Y、H方向的外符合精度中誤差。
從表1可以看出,CORS系統(tǒng)精度較高,完全可以滿足各種比例尺的地形圖測繪,根據(jù) CORS系統(tǒng)內(nèi)符合精度和外符合精度統(tǒng)計,結(jié)合多個項目的測量經(jīng)驗,綜合考慮工程質(zhì)量、工作效率、勞動強度等因素,利用CORS完全可以替代四等及四等以下等級的水準(zhǔn)測量。
2.3 CORS測量中應(yīng)注意的問題
2.3.1 CORS 測量外部影響因素
在CORS 測量中,在測量過程中流動站接收機需要接收來自測繪局?jǐn)?shù)據(jù)處理中心通過數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)(如移動公司等)發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)和流動站接收機本身接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù),這兩種數(shù)據(jù)的質(zhì)量,測量人員無法干預(yù),如果這兩種數(shù)據(jù)有中斷或數(shù)據(jù)質(zhì)量不好會直接導(dǎo)致測量精度降低或無法測量。對此,測量人員只能選擇GPS衛(wèi)星分布均勻、接收到的衛(wèi)星數(shù)量多、基站差分信號好的時間段進(jìn)行測量作業(yè)。一般情況要求接收衛(wèi)星數(shù)量多于5顆PDOP值小于6時進(jìn)行CORS測量。
2.3.2 CORS 測量作業(yè)人員應(yīng)注意的問題
在CORS測量中,作業(yè)方式得到很大程度的簡化。一般情況下,一名測量作業(yè)人員攜帶一根測桿,在測桿頂端安裝流動站接收機,測桿中部安裝操作手薄,這樣就可以進(jìn)行外業(yè)測量。對于地形圖碎部點采集,這種簡易操作完全可以滿足精度要求,但是對精度要求高的圖根點、等級點測量就會造成人為的精度損失。對于精度要求高的等級點測量,建議測量人員在等級點位上架設(shè)三腳架,進(jìn)行嚴(yán)格對中、整平3次量取儀器高求其平均值做為儀器高程數(shù)據(jù),分不同時段、測量多個歷元,取平均值作為最終結(jié)果。
三、結(jié)束語
常規(guī)RTK測量是GPS技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),連續(xù)運行衛(wèi)星定位系統(tǒng)(CORS)則是RTK技術(shù)的最新發(fā)展,它克服了常規(guī)RTK測量的諸多不足,降低了測量成本,提高了工作效率及工程質(zhì)量。由于水利測量大多數(shù)屬于地形復(fù)雜區(qū)域,如河道、湖泊、 山區(qū)等,在這種復(fù)雜地形條件下,利用CORS測量,將會為水利工程建設(shè)快速提供高精度測繪資料。但是,測量也同樣存在自身的不足,比如衛(wèi)星遮擋嚴(yán)重,導(dǎo)致流動站接收機無法接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)或衛(wèi)星數(shù)量小于 顆時,數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)無法覆蓋區(qū)域,無法完成測量工作等等,需要測量人員采取有效的結(jié)合方法,提升工程測量的質(zhì)量水平。
1. 引言
隨著數(shù)字地形圖的廣泛應(yīng)用,為了便于進(jìn)行空間方面的量測和分析,人們對它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求,為此,在借鑒二維數(shù)字地形圖和數(shù)字地面(或高程)模型優(yōu)點的基礎(chǔ)上,克服二維數(shù)字地形圖在空間表示和應(yīng)用方面的不足,提出了測繪三維數(shù)字地形圖的想法。
為此,本論文主要對三維數(shù)字地形圖的測繪技術(shù)展開分析探討,以期從中找到可靠有效可行的數(shù)字地圖測繪技術(shù),并以此和廣大同行分享。
2. 三維數(shù)字地形圖的地形數(shù)據(jù)及表達(dá)方法分析
地形數(shù)據(jù)即為表現(xiàn)地勢走向的地貌數(shù)據(jù),包括平面位置和高程數(shù)據(jù)兩種信息,這兩種信息目前主要通過野外測量、航空航天遙感影像和現(xiàn)有地形圖數(shù)字化三種方式獲得。航空攝影測量一直是地形圖測繪和更新的有效手段,其所獲取的影像數(shù)據(jù)是高精度大范圍的DEM生產(chǎn)最有價值的數(shù)據(jù)源。另外,近年來出現(xiàn)的干涉雷達(dá)、激光掃描儀等新型傳感器數(shù)據(jù)被認(rèn)為是快速獲取高精度、高分辨率的DEM最有希望的數(shù)據(jù)來源。通過全站儀、全球定位系統(tǒng)(GPS)等手段可獲取較小范圍、大比例尺、高精度的地形建模數(shù)據(jù),同時也是對航空攝影測量和地形圖數(shù)字化的一種補充。實際工作中,具體采用何種數(shù)據(jù)源和相應(yīng)得生產(chǎn)工藝,一方面取決于數(shù)據(jù)的可獲取性,另一方面也取決于應(yīng)用的目的和對數(shù)據(jù)的要求,包括DEM的分辨率、數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)量大小和技術(shù)條件等。
三維數(shù)字地形圖是用規(guī)則格網(wǎng)和高程注記點來表達(dá)地形地貌的。為了不影響地圖符號表達(dá)地物和地形,采用分布規(guī)則的格網(wǎng)式DEM較為妥當(dāng)。格網(wǎng)的大小一方面取決于相應(yīng)地形圖的分辨率,一般說來,地形圖的比例尺越大,對地物和地形表達(dá)的精度就越高即越精細(xì),則格網(wǎng)就越?。涣硪环矫嫒Q于制圖區(qū)域地形的復(fù)雜程度,一般說來地形越復(fù)雜或越破碎,為了表達(dá)地形時不失真,格網(wǎng)就應(yīng)越小。在一幅地形圖上,考慮到在實際中,有的地方地形比較復(fù)雜,而另一些地方則比較簡單,可用四叉樹結(jié)構(gòu)來表達(dá)格網(wǎng),即用大格網(wǎng)來表達(dá)簡單的地形,而用小格網(wǎng)表達(dá)復(fù)雜的地形,即采用橫向的多分辨率技術(shù)表達(dá)地形。構(gòu)建三維數(shù)字地形圖時,必須確保DEM與線劃地形圖是同一個空間參考框架下的;編制地形圖時,可將DEM格網(wǎng)點放在一個單獨的圖層上,這樣可根據(jù)需要打開或關(guān)閉它。高程注記點反映地面上坡度變化處的高程。
3. 三維數(shù)字地形圖測繪技術(shù)應(yīng)用探討
3.1 三維地形數(shù)據(jù)的采集
三維地形數(shù)據(jù)采集包括兩個階段,一是:外業(yè)采集,主要是利用全站儀采集地形點的三維空間數(shù)據(jù)(包括平面坐標(biāo)及高程)。由于受通視條件、勞動強度等因素的影響,只能采集地形特征點的三維空間數(shù)據(jù),地形特征點一般是指山谷點、山脊點、洼地、山腳點、山頂?shù)鹊?。由于這些特征點的密度不夠和分布不均勻。這樣在對有些地區(qū)的地表高低起伏就很難精確的表示。二是:內(nèi)業(yè)加密,就是將外業(yè)采集的數(shù)據(jù),通過內(nèi)插的方法對特征點的密度和分布進(jìn)行有效處理,獲得分布均勻,密度適當(dāng)?shù)牡匦吸c及高程,使其更能詳細(xì)的反映地勢的走向。
在利用全站儀野外獲取三維地物數(shù)據(jù)測量時,地物底部特征點數(shù)據(jù)的獲取是比較容易的,難點在于怎樣獲取地物頂部特征點數(shù)據(jù)。以建筑物為例進(jìn)行說明,其頂部特征點的數(shù)據(jù)可以通過測量其相應(yīng)的底部特征點的平面位置和高程,然后量測其高度的方法獲取,也可以放置棱鏡到頂部特征點上直接測量的方法獲取,還可以用無棱鏡測量進(jìn)行建筑物頂部特征點的方法獲取。其中,無棱鏡測量對于沒有反射的物體不能進(jìn)行測量,因此在建筑物比較密集的城鎮(zhèn)地區(qū),用無棱鏡測量會嚴(yán)重受到通視條件和反射條件的制約,使的測繪工作量大,效率低,有些建筑物的頂部特征點甚至是采集不到的,對深巷的建筑物底部特征點也很難采集到。當(dāng)然,還可以在建筑物頂部進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,此方法也存在通視條件的限制,還有很高的危險性,因此對于大區(qū)域測繪是不現(xiàn)實的。
3.2 三維數(shù)字地形圖的測繪
實際地面通常不是光滑和均勻變化的,因此在采集的時候會產(chǎn)生斷裂線問。對于植被茂密、樹林覆蓋地區(qū),數(shù)字?jǐn)z影測量采集時無法切到地面,這樣就不能準(zhǔn)確的反映植被覆蓋區(qū)的實際地面趨勢,為了使其精度能夠滿足要求,可以在這些地區(qū)采集散點方式進(jìn)行測量,以便能真正的切到地面的地方進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在必要的時候還需要進(jìn)行野外測量的方式進(jìn)行補測才能達(dá)到精度的要求。具體面向三維地形數(shù)據(jù)的采集測繪,可以按照如下步驟進(jìn)行:
(1) 定向建模
定向建模之精度是影響整個產(chǎn)品精度的關(guān)鍵。定向建模的工作流程:用黑白影像建立立體像對進(jìn)行手工或自動內(nèi)定向、相對定向核線重采樣絕對定向裁切核線影像立體模型建成。
(2) 數(shù)字高程模型DEM
DEM、DOM可由單模型獲取,也可由批處理直接生成。創(chuàng)建DEM及鑲嵌工作流程:先進(jìn)行影像相關(guān)創(chuàng)建像方DEM像方DEM編輯創(chuàng)建物方DEM物方DEM檢查編輯建立新圖幅物方DEM接邊物方DEM鑲嵌DEM成果。
創(chuàng)建像方DEM前,要先對每個像對中的特征點(峰頂、谷底、鞍部及地形突變點)和特征線(山脊線、山谷線、地區(qū)突變區(qū)線、面狀地物的范圍線等)進(jìn)行量測。量測特征點和線的目的是獲取像方DEM相關(guān)的初值,對像方DEM進(jìn)行編輯。
(3) 數(shù)字正射影像DOM
每個像對的物方DEM編輯后即可創(chuàng)建正射影像,并進(jìn)行DOM的鑲嵌。正射影像分為黑白正射影像和彩色正射影像。先創(chuàng)建每個像對的左、右黑白正射影像,合并左右黑白正射影像后,選擇鑲嵌線對黑白正射影像進(jìn)行鑲嵌即生成黑白DOM產(chǎn)品。
(4) 數(shù)字線劃測圖
在定向建模完成之后,如不需要生成DEM、DOM產(chǎn)品,可直接進(jìn)入向量測圖模塊進(jìn)行測圖。在向量測圖模塊中,圖廓及內(nèi)外整飾自動生成,已測向量能夠?qū)崟r顯示(放大、縮小、編輯等)和映射至立體,具有聯(lián)機編輯、實時符號化功能,利用測圖模塊提供的這些工具可以很方便地進(jìn)行測圖和編輯,實現(xiàn)測圖、編輯一體化。
3.3 三維數(shù)字地形圖測繪的誤差分析
(1) 全數(shù)字?jǐn)z影測量的精度和模擬攝影測量、解析攝影測量相比一定有所不同,如:光束法區(qū)域網(wǎng)加密與獨立模型法區(qū)域網(wǎng)加密的精度差異,全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)沒有機械傳動誤差、圖紙?zhí)缀吓c清繪誤差、展點誤差、主距安置誤差、讀數(shù)誤差等等,出現(xiàn)了影像匹配誤差等。
(2) 圖上的地物點的點位中誤差主要來源于:像控點點位中誤差、房檐改正誤差、加密點點位中誤差、影像掃描中誤差、影像匹配中誤差和定向中誤差等。
(3) 航測成圖高程中誤差的主要來源于:控點高程中誤差、加密點點位中誤差、相對校正中誤差、定向中誤差和測繪動態(tài)中誤差等。
4. 結(jié)語
本文從三維數(shù)字地形圖的相關(guān)概念、數(shù)據(jù)采集的方法和三維數(shù)字地形圖的繪制三個方面進(jìn)行了研究,對于三維數(shù)字地形圖測繪技術(shù)的實際應(yīng)用具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義,因而是值得推廣的,另一方面,三維數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)的采集與測繪,還有很多的技術(shù)細(xì)節(jié)問題需要深入探討,這有待于廣大技術(shù)工作人員的共同努力,才能夠最終實現(xiàn)三維數(shù)字地形圖的測繪與普及應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號:P20-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)02(a)-0170-01
遼寧地質(zhì)工程職業(yè)學(xué)院在工程測量專業(yè)結(jié)合校企合作的人才培養(yǎng)模式,將教學(xué)結(jié)合生產(chǎn)實際,感受生產(chǎn)的先驗性,學(xué)會生產(chǎn)中的技術(shù)、方法,使學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)自己的不足,提高技能水平。
1 現(xiàn)今高職測量教學(xué)中的缺陷
工程測量專業(yè)本身的專業(yè)特點就是:實踐性特別突出,特別是隨著測量儀器設(shè)備及方法的大力推廣,只教給學(xué)生基本理論和方法、學(xué)會常用的儀器設(shè)備已不能滿足學(xué)生的就業(yè)要求,因為這當(dāng)中缺少的重要一環(huán)就是學(xué)生的生產(chǎn)技能培養(yǎng),要做到這一點,就必須讓學(xué)生走出去,通過真正的生產(chǎn)工作,將所學(xué)應(yīng)用到實際,是理論和實踐更加有效的結(jié)合起來。
2 工學(xué)結(jié)合校企合作培養(yǎng)模式的建立
實施工學(xué)結(jié)合校企合作,必須有相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案的建立。根據(jù)我國職業(yè)教育提倡的培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才,以培養(yǎng)學(xué)生技能和職業(yè)崗位應(yīng)用能力為主,具體體現(xiàn)為培養(yǎng)“基礎(chǔ)理論知識必需與夠用、專業(yè)技能應(yīng)用能力強、知識面較寬、素質(zhì)高”的專門人才。
2.1 師資隊伍的建設(shè)
建立起兩只教學(xué)隊伍:一支由本校實踐經(jīng)驗豐富的教師組成的隊伍,承按工程項目中的部分測量任務(wù),由這只隊伍帶領(lǐng)學(xué)生,進(jìn)行生產(chǎn)任務(wù)的實施,結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容,完成測量任務(wù);另一支由企事業(yè)單位生產(chǎn)一線的技術(shù)員、技術(shù)專家和能手組成,帶領(lǐng)學(xué)生直接參與企事業(yè)單位的工程建設(shè),由這支隊伍知道學(xué)生在工作中學(xué)習(xí)技術(shù)、積累經(jīng)驗,養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣。
2.2 課程體系的建設(shè)
在課時設(shè)計上,以往的高職教學(xué)中多采用“2.5+0.5”的教學(xué)時間安排,為了使教學(xué)與實踐結(jié)合更加緊密,我校的課程設(shè)計開始探索實行“1.5+1+0.5”的培養(yǎng)模式,即用一年半的時間完成工學(xué)交替式的學(xué)習(xí),再用一年的時間即正好在一年中的3月至11月中,測量工作較為容易實施的時間段讓學(xué)生進(jìn)行頂崗實習(xí),在最后半年中再將學(xué)習(xí)與實踐知識相結(jié)合,鍛煉綜合分析能力。這樣,能夠適應(yīng)測量工作的特點,更好的實行工學(xué)結(jié)合校企合作。
2.3 工學(xué)結(jié)合教學(xué)模式的具體實施
學(xué)生在入校時,首先進(jìn)行職業(yè)教育,使他們對測量專業(yè)有一個整體的認(rèn)識,在接下來的教學(xué)過程中,加強課程建設(shè)和整合,大量壓縮公共基礎(chǔ)課,增加專業(yè)實踐環(huán)節(jié),讓學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)和在實訓(xùn)地實訓(xùn)交替進(jìn)行,實現(xiàn)專業(yè)課與技能訓(xùn)練一體化,體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的特點。到第四學(xué)期,安排學(xué)生到各個實訓(xùn)單位跟隨實訓(xùn)指導(dǎo)教師參與到整個測量工作的過程中,將課本中所學(xué)的知識綜合運用到實際,最后由實訓(xùn)指導(dǎo)教師給出學(xué)生表現(xiàn)的評定。在最后半年中,完成剩余一些選修課程的學(xué)習(xí),并且根據(jù)自己在實訓(xùn)過程中的體會,完成畢業(yè)論文。
3 工學(xué)結(jié)合校企合作培養(yǎng)模式的成果
隨著遼寧省“五點一線”戰(zhàn)略的提出,丹東市也借此東風(fēng),展開了新城區(qū)的建設(shè),在此過程中當(dāng)然也離不開測量工作。在遼寧省環(huán)保產(chǎn)業(yè)園的建設(shè)中,我校承擔(dān)了產(chǎn)業(yè)園的土方量測量工作。在學(xué)生完成《工程測量》、《施工技術(shù)管理》等專業(yè)綜合技能及專業(yè)拓展課程之后,參與到此項目的建設(shè)過程中。期間,由有工程實踐經(jīng)驗的老教師多次帶領(lǐng)學(xué)生到產(chǎn)業(yè)園濕地測量土方,準(zhǔn)確地測算了廠區(qū)內(nèi)的填方量及山體爆破土方量,將學(xué)生在課程中所學(xué)的土方測量內(nèi)容應(yīng)用于實際生產(chǎn)中,使學(xué)生既能熟練儀器的操作,也了解了生產(chǎn)程序,更能體驗到生產(chǎn)中的艱辛。
測量工作分為外業(yè)和內(nèi)業(yè),雖然我院測量教師側(cè)重對學(xué)生野外作業(yè)能力的培養(yǎng),但也同樣不忽視對學(xué)生內(nèi)業(yè)作業(yè)能力的培養(yǎng),這樣才能使培養(yǎng)出來的畢業(yè)生能夠適應(yīng)測量相關(guān)的各方面崗位。為使學(xué)生的內(nèi)業(yè)作業(yè)能力得到充分鍛煉,我院測量教研室與中冶沈勘有限公司的地理信息中心進(jìn)行校企合作,將學(xué)生所學(xué)的《數(shù)字測圖》課程中的地圖數(shù)字化內(nèi)容應(yīng)用于實際生產(chǎn),與該公司合作完成了阿富汗部分地區(qū)的地圖數(shù)字化工作,測量專業(yè)30余名學(xué)生參與實習(xí),圓滿完成了該項細(xì)致繁雜的工作,完成的高質(zhì)量的數(shù)據(jù)得到了合作企業(yè)的好評。這也讓學(xué)生既熟練掌握了CASS軟件的使用和常見的問題,也了解了測量內(nèi)業(yè)處理的部分生產(chǎn)程序。
為保證高職教育的人才培養(yǎng)目標(biāo),精準(zhǔn)定位畢業(yè)生就業(yè)的崗位群,我院專業(yè)教師積極聯(lián)系高質(zhì)量的校企合作單位,先后與中鐵十六局、十九局簽署校企合作協(xié)議,并組織選派50余名學(xué)生參加京滬高鐵、哈大客運專線高鐵的控制、沉降任務(wù),兩項任務(wù)均是目前國內(nèi)設(shè)計時速最高(350 kM/h)、技術(shù)指標(biāo)最為嚴(yán)格(限差要求最小)的項目,在實訓(xùn)期間,同學(xué)們無論在儀器的使用方面,還是在成果的整理方面均取得了令人滿意的效果,并得到了相關(guān)施工單位領(lǐng)導(dǎo)的一致好評,此次實習(xí)兩家合作單位還均需為學(xué)生們的實習(xí)情況進(jìn)行考核打分,最終根據(jù)實際情況就每一位同學(xué)綜合表現(xiàn)給出實習(xí)考核等級,為學(xué)生以后的就業(yè)打下了堅持的基礎(chǔ)。
4 結(jié)語
測量工程專業(yè)的工學(xué)結(jié)合校企合作培養(yǎng)模式取得了較好的成效,經(jīng)過培養(yǎng),使學(xué)生的知識面得到了擴展,吸收到了生產(chǎn)中的營養(yǎng),也使課程教學(xué)改革力度明顯加強,教師教學(xué)方法明顯轉(zhuǎn)變。工學(xué)結(jié)合校企合作的培養(yǎng)模式是現(xiàn)今高職培養(yǎng)人才的主流趨勢,如何更好的完成人才培養(yǎng),還是任重道遠(yuǎn)的。
參考文獻(xiàn)