地形測量技術在工程中的應用

【摘要】為了對工程所在地的水文、巖石、地層、地貌及構造等地質情況進行調查，需要進行地形測量。工程建設設計規(guī)劃與建設工作也需要借助這些測量參數來開展工作。本文對勘探區(qū)的測量作業(yè)各個環(huán)節(jié)過程進行總結，并對地形測量過程控制及質量檢查重點進行論述。

【關鍵詞】地形測量；GPS定位；控制

1、地形測量技術簡介

地形測量技術是指按特定的程序及方法，借助特定的測量注記、符號及等高線，把測定并進行數據分析處理后的地物特征點、地表高低起伏狀態(tài)、平面位置和高程進行正射投影，采用一定的比例尺，繪制于地圖上。傳統(tǒng)的地形測量技術主要以實地測量為主，這種測量方法受到限制約束較多，且因地形測量設備較重，測量人員視距長度短，所以工作強度較大，工作效率不高，且數據準確性也不高，采用的主要設備包括平板儀配合小經緯儀、大經緯儀及平板儀等。現代測量技術普遍采用全站儀與RTK測量技術，通過輸入碎部點信息，邊測量邊繪制詳細草圖，測量完成后再把草圖輸入電腦，生成地形圖。相比傳統(tǒng)的測繪方法，這種測量方法精確性明細提高，一個測量工作組僅1～2人，工作效率高，勞動強度明顯降低。

2、勘探區(qū)的地形測量

2.1布置測量控制網

地形測量的主要任務是完成測量線和基線的布測、測量線剖面測量、定位測量線基點端點、探井探槽測量等環(huán)節(jié)的工作。如果要順利完成地形測量工作，就要依據測量區(qū)的自然地理、水文氣候和交通等因素合理建立控制網，并確保控制網的精確性、可靠性、靈敏性以及經濟性。

傳統(tǒng)的控制網建設方法都是以國家等級控制點為基礎，根據地形條件、勘探網密度和勘探面積，采用邊角網、測邊網、測角網以及線型鎖等方法建設，這種測量方法受氣象和時間等條件的限制較多，以DS3級水準儀和J2級經緯儀為主，實際測量過程中費用高，耗時久，精度低。而隨著科技的發(fā)展，地形測繪領域引入了現代科學的測量方法，采用GPS技術。這種技術具有全天候、高精度、速度快、抗干擾性好、觀測點間無需通視等優(yōu)點。控制網的控制點效果通常由靜態(tài)GPS收集數據并經過計算求得，加密點可用全站儀或動態(tài)GPS測得。根據測區(qū)面積和測圖比例尺，工程四等控制網或E級GPS網在10平方公里以內設置。高程控制分成光電測距離和三四等水準的高程導線，面積如果太小，高程控制則由三角高程測量高差改成靜態(tài)GPS。

2.2布置測量基線及基點

傳統(tǒng)的基線和基點的布置通常是由測量人員在確定的起點處埋設標石，通過控制點用經緯儀對起點坐標進行聯測，將經緯儀架設在起點并設置測量基線方位角，再在測量現場依據測量方向線和基線長度測出另一端坐標。還可以用經緯儀確定另一端的定向，根據設計長度用紅外測距儀測量各個基點，再采用正倒鏡法取中點定向，保障點位的準確性。在地形測量領域引進GPS定位技術后，對地形的測量則運用動態(tài)GPS來測起點坐標，再聯系基線長度和勘探線方位，算出另一個基線端點的坐標，并根據線放樣和點放樣的方法，確定另一端點的位置，埋沒標石。也可以采用GPS技術，采用線放樣法對基線上的基點進行精確實測，按基點到起點的距離，確定基點位置再埋設標石。在選擇坐標系統(tǒng)時，要充分結合已經存在的控制資料和圖件，建立的GPS控制網，其相鄰點位誤差要小于0.1m，投影長度的變形值要小于2.5cm/km。

2.3測量線的剖面測量

測量線的剖面要與基線垂直，剖面的測量首先要在基線端點進行放樣埋石工作，然后向兩邊開展施測。傳統(tǒng)的經緯儀和全站儀測量法，都只能靠手工記錄再經過計算后繪制成圖。而當前測繪技術，只需將全站儀架在基點上，極限定向旋轉90度后，其正對的方向就是剖面線的方向。全站儀測量法對起點端點的高程進行全信息的記錄，并畫出草圖，測量結束后再將采集的數據傳到電腦，用制圖軟件把草圖繪制成剖面圖。當用動態(tài)GPS測量時，則采用線放樣的方法，沿線采集剖面上地形點的坐標和高程，直到剖面兩端的設計長度，后將數據傳至電腦，用制圖軟件繪制成剖面圖。

2.4測量地形填圖

地形填圖是以地形圖為底圖，描繪出巖層和礦體界限，填繪地層符號。傳統(tǒng)的測量方法，在測定地質點前，要先采用經緯儀對碎部點進行測量，程序比較繁瑣。而采用動態(tài)GPS技術進行測繪，其作業(yè)環(huán)節(jié)則相對很簡單，例如當比例尺相對較小時，只需手持GPS測定并可以自動記錄，再轉到地形地質圖上。在采用新技術后，地形測量技術中的全站儀和動態(tài)GPS取長補短，節(jié)省了人力、物力和財力的消耗，增加了工作效率。

2.5測量鉆孔和探槽端點

當進行地形測量未布設鉆孔和探槽的端點時，可以根據設計坐標在測量實地把鉆孔和探槽的端點位置進行放樣，施工后再聯測鉆孔和探槽，測出坐標的高程。已經存在鉆孔和探槽端點的地形，只需對鉆空和探槽的坐標高程進行聯測。傳統(tǒng)的測量方法，采用經緯儀測量時，都采用的是支導線和前方交會等方法，距離地點較近時，采用測地形點的方法。而現在則多采用全站儀或動態(tài)GPS技術，直接采用碎部點的方法進行測量。

另外，地質技術人員已經派發(fā)完工的工程點，在測圖過程中要根據工程情況共同實測，以便將已完工程的實況更加直接地反應。

3、地形測量的過程管理及控制措施

在進行選點并埋設標石過程中，要檢查控制網分布的合理性、點位選址的通視情況，確定埋石滿足技術要求，并保證埋石可以長久保存；觀測數據和起算數據要確保正確并有效，平差的過程和結果要滿足技術要求的規(guī)定；成形后的圖件，其圖面要整潔，記錄數據要準確。在對勘察區(qū)進行測量以前，要對所有的資料進行正確地分析和驗證，并確保儀器設備的可靠性和有效性。測量過程中的各作業(yè)環(huán)節(jié)和工期的質量控制，要嚴格按照測量規(guī)范的要求執(zhí)行，生產計劃部門要保障本測區(qū)技術方案的執(zhí)行和有效性。同時，質量檢驗部門要認真檢查、監(jiān)督本測區(qū)的測量過程和最終結果。

結束語：

隨著我國建筑工程質量的總體水平不斷提高，測繪新技術新設備不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的地形測繪技術已經無法滿足地形測量的需求。在地形測量過程中，要綜合性的、靈活地將新技術新設備與傳統(tǒng)測繪技術中的設備相互結合，組織并協調人員的分工與環(huán)境的利用，保證地形測量的精度， 共同努力，提高工作效率和經濟效益，促進地質行業(yè)的更好發(fā)展。

參考文獻：

[1]趙節(jié)霞.工程地形圖測量技術應用[J].測繪通報.2013（S1）.

作者介紹：

李曉東（1978年5月）女，漢族，大學本科，助理工程師，從事測繪工程技術工作。