淺析我國工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展歷程

趙留峙

摘要：近20年來，隨著測(cè)繪科技的飛速發(fā)展，工程測(cè)量的技術(shù)面貌發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。文章介紹了測(cè)量的定義、先進(jìn)的地面測(cè)量儀器在工程測(cè)量中的應(yīng)用、三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)的興起與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量;技術(shù)發(fā)展;狀況

工程測(cè)量學(xué)科是一門應(yīng)用學(xué)科，它是直接為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù)，緊密與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，是測(cè)繪學(xué)中最活躍的一個(gè)分支學(xué)科。工程測(cè)量有著悠久的歷史，近20年來，隨著測(cè)繪科技的飛速發(fā)展，工程測(cè)量的技術(shù)面貌發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。主要原因有：一是科學(xué)技術(shù)的新成就，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，以及測(cè)繪科技本身的進(jìn)步，為工程測(cè)量技術(shù)進(jìn)步提供新的方法和手段;二是改革開放以來，城市建設(shè)不斷擴(kuò)大，各種大型建筑物和構(gòu)筑物的建設(shè)工程、特種精密建設(shè)工程等不斷增多，對(duì)工程測(cè)量不斷提出新的任務(wù)、新課題和新要求，使工程測(cè)量的服務(wù)領(lǐng)域不斷拓寬，有力地推動(dòng)和促進(jìn)工程測(cè)量事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

一、工程測(cè)量的定義

在工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工和管理各階段中進(jìn)行測(cè)量工作的理論、方法和技術(shù)稱為工程測(cè)量。工程測(cè)量是測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的直接應(yīng)用，是綜合性的應(yīng)用測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)，它直接為工程建設(shè)服務(wù)。

（一）按照工程建設(shè)的進(jìn)行程序分類

按勤務(wù)員建設(shè)的進(jìn)行程序，工程測(cè)量可分為規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測(cè)量，施工興建階段的測(cè)量和竣工后的運(yùn)營管理階段的測(cè)量。規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測(cè)量主要是提供地形資料，取得地形資料的方法是在所建立的控制測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行地面測(cè)圖或航空攝影測(cè)量。施工興建階段的測(cè)量的主要任務(wù)是按照設(shè)計(jì)要求在實(shí)地準(zhǔn)確地標(biāo)定建筑物各部分的平面位置和高程，作為施工與安裝的依據(jù)，一般也要求先建立施工控制網(wǎng)，然后根據(jù)工程的要求進(jìn)行各種測(cè)量工作。竣工后的營運(yùn)管理階段的測(cè)量，包括竣工測(cè)量以及為監(jiān)視工程安全狀況的變形觀測(cè)與維修養(yǎng)護(hù)等測(cè)量工作。

（二）按照工程測(cè)量所服務(wù)的工程種類分類

按照工程測(cè)量所服務(wù)的工程種類，也可分為建筑工程測(cè)量、線路測(cè)量、橋梁與隧道測(cè)量、礦山測(cè)量、城市測(cè)量和水利工程測(cè)量等。此外，還將用于大型設(shè)備的高精度定度和變形觀測(cè)稱為高精度工程測(cè)量，將攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于工程建設(shè)稱為工程攝影測(cè)量，而將以電子全站儀或地面攝影儀為傳感器在電子計(jì)算機(jī)支持下的測(cè)量系統(tǒng)稱為三維工業(yè)測(cè)量。無論是工程進(jìn)程各階段的測(cè)量工作，還是不同工程的測(cè)量工作，都需要根據(jù)誤差分析和測(cè)量平差理論選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量手段，并對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行處理和分析，也就是說，測(cè)量數(shù)據(jù)處理是工程測(cè)量的重要內(nèi)容。

二、先進(jìn)的地面測(cè)量儀器在工程測(cè)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(cè)量儀器，為工程測(cè)量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段，如：光電測(cè)距儀、精密測(cè)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(cè)量向現(xiàn)代化、自動(dòng)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(cè)量、道路測(cè)量和施工測(cè)量等的作業(yè)方法。電子經(jīng)緯儀和全站儀的應(yīng)用，是地面測(cè)量技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一，電子經(jīng)緯儀具有自動(dòng)記錄、自動(dòng)改正儀器軸系統(tǒng)差，自動(dòng)歸化計(jì)算、角度測(cè)量自動(dòng)掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差等優(yōu)點(diǎn)。全站儀測(cè)量可以利用電子手簿把野外測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄下來，通過接口設(shè)備傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，利用“人機(jī)交互”方式進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和圖形編輯，還可以把由微機(jī)控制的跟蹤設(shè)備加到全站儀上，能對(duì)一系列目標(biāo)自動(dòng)測(cè)量，即所謂“測(cè)地機(jī)器人”或“電子平板”野外直接圖形編輯，為測(cè)圖和工程放樣向數(shù)字化發(fā)展開辟了道路。激光水準(zhǔn)儀、全自動(dòng)數(shù)字水準(zhǔn)儀、記錄式精密補(bǔ)償水準(zhǔn)儀等儀器的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了在幾何水準(zhǔn)測(cè)量中自動(dòng)安平、自動(dòng)讀數(shù)記錄，自動(dòng)檢核測(cè)量數(shù)據(jù)等功能，使幾何水準(zhǔn)測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)，激光準(zhǔn)直儀和激光掃描儀在高層建筑施工和大面積混凝土施工中是必不可少的儀器。國產(chǎn)JDA系列多功能自動(dòng)激光準(zhǔn)直儀，具有6種自動(dòng)保持精度的基準(zhǔn)，可用于高層和高聳建筑的軸線測(cè)控，滑模測(cè)偏，測(cè)扭，水平測(cè)控，構(gòu)筑物與設(shè)備安裝放線控制;各類工程測(cè)平，結(jié)構(gòu)變形觀測(cè)等。

三、三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)的興起和應(yīng)用

20世紀(jì)80年代以來，隨著高新技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了一個(gè)新的階段。許多新的工業(yè)生產(chǎn)要求對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)化流程、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)等工作進(jìn)行快速、高精度的測(cè)點(diǎn)、定位，并給出運(yùn)行軌道或復(fù)雜形體的數(shù)字模型等，這是傳統(tǒng)的光學(xué)、機(jī)械方法所無法完成的。三維工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)是以電子經(jīng)緯儀或近景攝影儀為傳感器，在電子計(jì)算機(jī)的支持下而形成的三維測(cè)量系統(tǒng)，主要應(yīng)用于以下的工業(yè)領(lǐng)域。1）汽車、飛機(jī)、造船工業(yè)及空間技術(shù)等方面設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造、組裝過程中的測(cè)量和定位。2）工業(yè)用機(jī)器人的檢測(cè)。3）衛(wèi)星接收天線安裝和維護(hù)的精度檢測(cè)。4）生產(chǎn)自動(dòng)化過程、生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)與檢測(cè)的動(dòng)態(tài)測(cè)量。5）負(fù)荷試驗(yàn)中變形與應(yīng)變測(cè)定。6）欄水與邊坡穩(wěn)定性的檢測(cè)等。

我國工程測(cè)量科技進(jìn)步很大，發(fā)展很快，取得了顯著成績;但是發(fā)展還不平衡，尚跟不上國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要。擺在我們面前的任務(wù)是：大力促進(jìn)工程測(cè)量的技術(shù)方法與手段的更新?lián)Q代，積極推動(dòng)新技術(shù)的推廣和應(yīng)用，把傳統(tǒng)的手工測(cè)量向電子化、數(shù)字化、自動(dòng)化方向發(fā)展;同時(shí)加強(qiáng)相關(guān)學(xué)科的研究，不斷拓寬工程測(cè)量服務(wù)新領(lǐng)域，開創(chuàng)工程測(cè)量發(fā)展新局面，為推動(dòng)我國工程測(cè)量科技進(jìn)步而努力奮斗。