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摄影测量技术以一种用来取得信息资料的技术,并且是通过摄影图片得到目标的信息,在科学的不断发展下,现如今的摄影测量技术进入了全新的数字阶段。在公路测量测绘程序工程中,通过对计算机技术,摄影处理技术等相关的技术进行紧密的运用,将室外摄影得到的信息转移到室内做进一步的完善,这样的提升不仅能够让在室外所得的信息进行进一步的精确处理,也提高率测量测绘作业的速度,这种技术特别适用于人口密集的地区,在这类地方进行测量得到的效率比较高,有利于人口居住地的公路建设的发展。在公路测量测绘中摄影测量技术是一种新型技术,它不仅节省了人力资源和财力资源的浪费,对工程成本得到了减少。促进了公路建设的高效率发展。
1.2信息化测绘技术
对于信息化测绘的技术是由我国最为传统的测绘技术转换出来的,这是一个很漫长的转化过程,从传统的测绘技术转化为数字化测量技术,再由数字化测量技术发展到信息化测绘技术,让我国的测绘技术进入一个全新的阶段。我国公路测量测绘技术在进入信息化测绘技术后,公路建设的整体质量效果有很好的提高,促进了国内公路建设的发展,将走向现代建设的战略。从本质上看,信息化测绘技术对公路工程测量有着非常重要的作用。
1.3数字化测绘技术
数字化测绘技术跟各种测绘技术都有联系,摄影测量技术通过数字化测量技术的强化,完善的完成收集资料的功能,而另一方面数字化测量技术是由传统测绘技术演变而来的。该技术是一个具有多功能的系统,它能自动的完成绘图技术,如:将场景数据输入电脑中,就会自动形成最完美的公路设计图,大大的降低了公路测量测绘工程的难度,可以有效的减少成本减少人力资源,通过地理信息、专业数据库给数字化测绘技术打下基础。
1.4地理信息系统技术
地理信息系统技术在测绘技术中属于一种全新的新兴技术,具有很多不同的功能。数据管理、存储数据和采集数据等功能,这个技术中运用到了技术科学,环境科学和空间学等技术来完善地理信息系统技术其他方面的功能。地理信息系统技术除去这些功能自身也具备显示、输出图形以及数据库等多重方面作业,对于公路测量测绘工程技术具有一定的带动作用。
1.5全球定位系统技术
对于全球定位系统技术GPS,已经得到了非常广泛的运用,在我国经济发展带动科技发展的影响下,全球定位系统技术已经运用在了各个领域。尤为显著的就是公路测量测绘技术,对于此技术的参与是测绘技术的发展的到了空前的良好效果。除此外,全球定位系统是广泛的运用于服务业领域,在国民建设有充分运用,其他工程测量也有广泛应用。
1.6遥感技术
遥感技术来源于军事的航空业,在飞机在空中要对地面进行观测,就研发出了遥感技术来取得地面地理的基本信息。在现如今遥感技术应用在测量测绘技术上,运用同样的原理同步观察到大面积的地理信息情况,确保所测量出来的数据是全面而有效的。由于初步使用得到的成效,开始大力发展遥感技术,很多以前无法达到的技术也得到了实际有效的收集数据,为公路事业的基本地形图做出了有效的保证,遥感技术除了能够测量地理地势外还能图稿数据的全色光谱分辨率,使遥感技术成为现阶段获得基本信息的重要措施之一。
2工程测量工作中新型测绘技术的应用前景分析
那么多的测量技术中,信息化测量技术是中国现阶段最为新型的测量技术。由于全国都进入到数字化社会,测量技术也不例外,但是与信息化社会还是有一定的差距。所以这种情况下看来,测绘技术还需要进一步加强,来加快信息化测绘技术的发展,从而加快国内整体测绘技术信息化的脚步,来提高国内的经济效益,社会利益。对于现今的这种状态,新型测绘技术能够很明显的体现出现今社会发展的状态,这一类技术在公路测量测绘工程中尤为突出,对公路的建设发展有着很大的作用。在这个全球化体系,人类希望经济一体化的环境,各类市场都存在这激烈的斗争,同样的公路测量测绘工程也受到了全世界的关注,因此,我国对于测量测绘的研究也非常的积极,推进了我过公路测量测绘技术的不断进步与创新。
2讲好绪论激发学生的学习兴趣
人常说,学一行,爱一行。要学好一门课程,首先就要喜欢这门课程,对于测量平差这门测绘工程专业本科的核心课程,更是如此。在首次上课之前,大部分学生对要学习的课程还不是很了解,因此,绪论的讲授就显得非常重要。通过绪论课,要让学生了解测量平差课程的性质、该课程在测绘工程专业课程设置中的位置、测量平差的研究对象、主要任务及课程的主要内容,让学生对这门课程有一个基本的认识,激发学生的学习兴趣。在此基础上,介绍测量平差课程的特点、学习的一些技巧和注意事项,以便学生能够尽快找到适合自己的学习方法,为学好测量平差课程做好铺垫。
3注重测量平差课程的“三基”教学
“三基”即该课程的基本概念、基本理论和基本方法。“三基”教学是测量平差课程教学的重点,要让学生学好测量平差课程,首先就要使其掌握该课程的基本概念、基本理论和基本方法,在此基础上,才可以进一步深入学习,可以说脱离了“三基”的平差课程学习如同空中楼阁,是不可能学好该课程的。
3.1重视基本概念
测量平差课中的基本概念比较抽象,如观测误差、最或是值、改正数、必要观测、多余观测、精度、中误差等。掌握这些基本概念是学习基本理论和基本方法的前提,而不掌握基本概念,要学习基本理论和基本方法简直是不可能的。其实,这些基本概念本身并没有什么高深的理论和方法,也没有多大难度,只是对初学者来说比较生僻而已,学习起来还是比较容易的。在教学中,一定要重视基本概念,课堂上要讲清楚各概念的定义、表示方法、有关定义式及实际应用举例等,以便学生能够理解并准确地掌握基本概念,而不致混淆。
3.2加强基本理论教学
测量平差课程的大多数理论都是贯穿于平差方法之中的,要特别强调的基本理论主要有平差原则、协方差传播定律、协因数传播定律等,这些基本理论都是要求学生熟练掌握的。对于平差原则理论,讲清楚常用的平差原则、适用情况及各原则的具体含义;而对于协方差传播定律、协因数传播定律等,要从定律的定义、传播关系表达式、使用定律时的注意事项等着手进行详细讲解,以便学生能够正确理解这些定律,在此基础上,通过定律使用的实例讲解和学生练习,加深学生对定律的进一步理解与掌握。
3.3重点进行基本方法的教学
测量平差的方法有很多,像条件平差法、间接平差法、附有未知数的条件平差法、附有条件的间接平差法等经典平差方法及序贯平差、附有系统参数的平差等近代平差方法。每一种平差方法都有自身的平差原理、函数模型、法方程、改正数的计算方法及精度评定等,不同平差方法之间既有区别又有联系。在基本测量方法教学时,应做到:1)明确各平差方法的原理;2)重点讲解函数模型的数目、形式与常见控制网函数模型的列立方法;3)强调法方程的数目与组成方法;4)利用计算工具进行法方程的解算;5)强调不同平差方法下改正数的计算方法;6)观测值最或是值的计算与检核;7)精度评定,评定观测值、平差值及平差值函数的精度。
4引导学生善于总结并抓住规律
“公式多,函数模型长”是初接触测量平差课程的大多数人的共识。的确,与测绘工程专业的其他课程相比较而言,测量平差课的公式是比较多的,函数模型不但多而且通常也是比较长的,但平差课程中的大部分公式、模型的组成都是很有规律的,只要抓住了这些公式、模型的规律,即便公式、模型忘记了,也不难对照几何模型按规律写出对应的公式、模型。因此,在课堂教学中要引导学生善于总结规律并抓住规律的要点,这样,公式、函数模型的记忆就不成问题了。
5适当地引导学生利用具有计算功能的软件进行计算机辅助计算
“计算量大”是测量平差课程的又一特点。一个比较大的控制网平差问题,在没有计算机辅助计算的情况下,几个小时乃至一天是很正常的。单就控制网平差中法方程的解算来讲,一个4阶的法方程,若要通过高斯约化法进行解算,就需至少半个小时,而高斯约化法解算法方程的工作量与法方程的阶数是呈幂次数增加的,在法方程阶数比较高的情况下,手工计算有时是难以完成的,而利用MATLAB进行法方程的解算,在输入法方程系数、常数项的情况下,仅一个命令在几秒钟之内就可得到准确的结果。因此,在进行法方程、转换系数方程的组成与解算部分教学时,应引导学生利用EXCEL,MATLAB等具有计算功能的软件进行计算机辅助计算,减小平差计算的工作量和计算误差。当然,在相应知识具备的情况下,利用VB,C等语言编写法方程解算软件后,在计算机的解算软件支持下进行解算是更好的。
6通过习题讲解与练习培养学生分析解决问题的能力
初学者在平差课程学习当中,常常会感觉到理论与实际脱节,表现在课本上的概念、理论、方法似乎都掌握了,但遇到实际平差问题却感到非常棘手,主要原因是知识掌握的不够扎实,缺乏灵活运用所学知识的能力。教学中,针对这种情况,在讲完一种平差方法之后,马上应进行相应内容的习题课,通过常见控制网平差实例分析与讲解,使学生了解最基本的平差问题的解题思路、方法与步骤,在此基础上进行相应的平差练习,培养学生分析、解决平差问题的能力,增强平差技巧。
7引导学生掌握至少一种平差软件进行控制网平差计算
掌握“三基”是本科教学的基本要求,而我们的教学对象要成为一位合格的现代测绘工作者,利用平差软件进行控制网平差计算也是一项必备的技能。现阶段,测绘行业中使用的控制网平差软件比较多,如南方测绘仪器公司的平差易、北京威远图公司的TAPADJ、武汉大学的科傻及一些单位自行开发的平差软件等,这些软件虽然在功能、界面组成、成果输出格式等方面存在差异,但基本功能和使用方法大致是一致的,掌握一种平差软件的使用方法后就比较容易掌握其他平差软件,因此,在测绘工程专业本科生的测量平差课程教学中,应该通过一种比较常用的平差软件的实际使用,教会学生使用平差软件进行控制网平差的基本方法,引导学生掌握至少一种平差软件进行控制网平差计算,培养学生利用平差软件进行控制网平差的技能。
1.测绘工程档案材料由纸质材料向电子文件转化。
2.信息技术发展使档案集成化程度提高,节省了大量实际空间。
3.由于测绘工程档案在利用率非常高,它的利用由人工检索使用转变为计算机网络服务,速度更快,效率也更高。
二、测绘工程档案管理的基本流程
从测绘工程档案等级到测绘工程档案的归档完成,要通过“任务受理→外业作业→内业处理→多重质量监控→工程归档(案卷整理)→档案质量控制→档案资源建库→更新基本地形图数据库→档案利用”等相当复杂的过程。其实际操作过程大致如下:
1“.工程项目管理信息系统”在操作部门进行应用,并将其应用到初始登记等方面,项目管理流程中需添加资料登记部分。
2.外业和内业的采集处理都交由操作部门进行,并且要形成电子文件以及相关的纸质文件。经过严格的多重检验后,通过审核后方可提供给用户,此外,还需要将原始记录添加到档案中。
3.档案部门对于文件的接收属于档案管理流程的以部门,并且档案部门需要针对自己所接收到的纸质和电子文件进行深入审核。
4.按照一定的标准,采用传统的方法和流程进行归档。
5.按照测绘工程档案制作要求,整理电子文件,将其归入信息系统。
6.不同的信息元数据的权限不同,所以需要针对不同的权限通过“工程项目管理系统”对工程信息、案卷目录元数据以及管理信息元数据等数据进行完善。
三、测绘工程档案质量控制要点
业务水平以及工作经验等因素都在造成档案质量存在差异的原因,在深入分析测绘工程档案的产生和流转的过程之后,明确控制测绘工程档案的质量的方法:
(一)控制点一——完整性和准确性
对档案完整性和准确性的要求有:
1.纸质材料和电子文件的完整性,保证无缺漏。
2.归档时需要填写的内容必须要完整和正确。
3.纸质案卷的内容是否完整,页码排序是否正确,与之对应的档案目录和备考表是不是很齐全,是否责任人的手工签署合规和完备。部分检查可以用信息系统,并将检查记录登记完整。
(二)控制点二——一致性
双套制是我国测绘工程档案当前实施的制度,经常有同档案的纸质版和电子版的材料不一致,所以针对这一问题,可以通过如下方式进行解决:
1.工程信息与测绘工程的电子文件名要一致。
2.测绘工程的入库文件表与归档文件的一致性。
3.同一测绘工程的纸质资料与电子文件必须完全相同。部分检查可以使用软件自动运行,并记录检查结果。
(三)控制点三——属性规范性
电子档案中需要录入非常多的属性信息,必须对属性信息加以考核:
1.同一记录重复出现,则必须删除多余记录。
2.着重关注必须填写的地方。
3.日期或者总页码之类的格式错误、图件张数,电子文件字体格式错误等。
4.逻辑性错误,例如工程的开始日期比结束日期还晚,结束日期比归档日期还晚。
5.与档案号以及任务号相关的年度、类别以及流水号等关联的属性不相同,可以借助质量软件进行检查,并且对检查结果进行备案。
(四)控制点四——时效性
对工作人员进行时效的规定,逾期未完成的一定要登记和对上级进行报告。操作部门所移交档案和工作人员管理档案的时效性都需要进行考核。
(五)控制点五——责任签署的规范性
纸质文件上的签署一般具有法律效力,因此签署的正确性非常重要,主要包括签署的格式是否正确,签署的日期是否正确,以及各类相关人员的签署是否齐全、位置是否正确等等。
在我国现代化工业发展的进程中,人们对产品生产质量提出了更高的要求,产品生产过程中的管理、监督、控制、检测工作也越来越受到重视。基于我国新测绘法中相关规定,测绘工程质量管理指的是对从测绘工程单位承接测绘任务开始,一直到产品交付过程,实施的全过程质量管理。在测绘工程实施过程中,应该坚持质量第一、统一控制的原则,同时注重测绘工程的整体经济性,加强对测绘过程的监管,保证测绘工程的质量满足工程具体的目标。质量管理是测绘工程发挥功能效益的保障,所以需要采用多种形式,对测绘工程质量宣传,提高测绘工作人员的质量意识,并加强测绘人员技能培训,提高测绘水平。
1.2测绘工程系统控制概述
测绘工程系统控制主要是在工程范围内,建立协调、统一的监控网络,对测绘工作各个环节实行统一调配以及质量监控,保证测绘精度与均匀性。在实际测绘工程中,可以选择与城市控制网、国家控制网进行联网,建立统一的系统控制网络,同时根据测绘区域地理特征、高程等确定合理的投影长度。测绘工程系统控制必须联系实际,避免系统控制网与实际测绘工程不符的情况。
1.3测绘工程质量管理与系统控制重要性分析
测绘工程质量管理与系统控制对测绘工程整体质量与安全,直接影响我国社会主义发展战略的科学性,是我国信息化建设顺利进行的必要前提。同时,加强测绘工程质量管理与系统控制,能够不断的提升测绘工作水平,对促进我国测绘工程健康发展具有十分重要的意义。
2测绘工程质量管理与系统控制现状分析
现阶段,测绘工程质量管理与系统控制中存在的问题主要体现为以下几个方面:(1)现阶段测绘工程单位测绘工作绝大多数都是自测自用,外界的监督力度较弱,因此逐渐形成较为松散的行业习惯;(2)一些测绘工程单位虽然也建立了质量管理与系统控制体系,但由于体系不够完善,使得测绘工程各个环节工作不能有效的协调与统一;甚至一些测绘工程单位质量管理与系统控制机构流于形式,不能履行部门的义务;(3)测绘工程质量管理与系统控制部门人员素质有待提升,对测绘工程工作质量与效率造成很大的影响.
3加强测绘工程质量管理与系统控制的有效措施
基于现阶段测绘工程质量管理与系统控制的现状,笔者根据多年的测绘工作经验,现提出以下几点加强测绘工程质量管理与系统控制的有效措施,供有关人员参考。
(1)做好测绘工作前期准备。
在测绘工程具体工作开展前,需要对工程地理位置、环境条件的调查,并在此基础上选择合适的材料的设备。根据现场勘查获取的第一手资料,结合具体的测绘工程发难,对相关技术要求进行认真研究,确保方案与计划与行业标准相符,加强对测绘工程方案的审查,确保方案的可行性。另外,需要根据具体的测绘任务,建立完善的质量管理与系统控制制度,落实具体工作责任制。
(2)完善测绘相关的法律法规。
随着城市化建设的深入,国家加大了对测绘质量的重视程度,先后颁布了计量法、质量法、测绘法等一系列法律,同时在此基础上有颁布了包括测绘产品质量监督检验管理办法、测绘质量监督管理办法等一系列的法规政策。但是目前测绘工程相关法律法规政策还不够完善,同时其可行性有待提升,给测绘工程质量管理与系统控制工作带来很大的影响。这就需要国家不断的完善相关法律,强化法律对测绘工程的监督与约束,为测绘行业提供行业规范与标准。
(3)不断的完善测绘工程质量管理机制。
测绘人员在我国各个经济建设部门中都有涉及,各具特点,同时也存在一定的差异性。只有完善的测绘工程质量管理机制,包括检查机制、制约机制、激励机制等,为测绘工程质量管理与系统控制提供有力的依据。另外,还需要加强测绘工程单位年检,将绩效考评、统验结果作为年检的重要依据,及时了解测绘工程行业动态,制定合理的质量管理与系统控制统计表;完善测绘质量抽查制度,扩大抽查的密度、范围等,同时抽查标准,并将结果公布,接受社会的监督。
(4)加强测绘工程系统控制管理工作。
测绘工程的质量管理与系统控制不仅可以很好地为社会提供测绘工程产品的管理与服务,而且可以进一步规范完善测绘工程生产单位的生产行为,具有科学、公正、独立、服务与管理等特征,是保证测绘工程的顺利达标的保障。为了保证整个测绘工程顺利推进,必须通过对测绘工程产品生产过程的管理与控制,掌握测绘工程产品生产的具体过程,可以了解其中存在的问题与困难,以便及时提出可行措施加以解决落实。为了保障测绘工程的质量和服务水平不断提升,要以市场经济发展规律为依据,逐步规范测绘工程管理控制运作行为,健全完善测绘工程管理的相关制度。而且要善于向国内外先进的测绘单位学习先进的管理控制方法和经验,并结合自身实际逐步形成完善独立的管理控制体系。
现任北京市测绘设计研究院常务副院长的杨伯钢,是我国城市测绘地理信息领域的知名专家和学术、技术带头人,教授级高工,享受国务院政府特殊津贴。参加工作30多年,他始终扎根基层、坚守一线,从事着测绘地理信息生产和科研工作。他主持了国家、省部级重点工程百余项,攻克了城市测量领域一道道难关,为城市工程测量领域服务城市规划建设发展做出了突出贡献。
投身事业潜心研究。他主持的城市大比例尺地形图动态更新技术研究成果在全国处于技术领先,并推广到全国50多个行业单位;他组织完成的地下管线研究成果创新解决了综合地下管线采集、编辑入库一体化的难题;他在国内率先开展了无人机航摄系统的研制,解决了低空航空摄影关键技术问题,项目成果获国家技术发明二等奖,并在北京冬奥会选址、和田援疆测绘、汶川地震应急测绘等项目中成功运用;他将地面三维激光扫描技术应用于古建文物、工业遗址及工程测量中,先后完成了天安门重点文物、首钢工业遗址、什邡地震工业遗址等30多个工程项目。他发明的施工测量专利,成功解决了施工测量的世界难题,并在中央电视台、国贸三期以及深圳平安金融中心得到了广泛应用。
忠诚使命勇于担当。在2012年“7・21”特大暴雨期间,他组织干部职工快速反应、主动出击,做好测绘应急保障工作,第一时间为政府提供了受灾区域的地形图、影像图和三维雨水汇水分析图等,为市委、市政府科学决策以及受灾人员的紧急安置和灾后重建提供了有力的应急服务和保障。2013年,国务院部署开展了全国第一次地理国情普查任务。在北京市的国普工作中,他身先士卒,创新机制,破解难题,带领团队克服重重困难,圆满完成了各项任务。他总结出了“大兵团作战式”的国普模式,提炼出了“国普精神”,并在相继开展的北京市地下管线基础信息普查和北京市第二次全国地名普查工作中得到推广应用。
行业引领成果显著。他获国家科学技术发明奖2项,省部级以上科技进步奖、优秀工程奖39项。发表学术论文50余篇,出版专著9部,编制国家、行业、地方标准10部,获得国家专利8项。入选了“北京市百千万人才工程”,先后获得“全国优秀科技工作者”“建设部全国建设系统先进工作者”“北京市有突出贡献人才”“北京市奥运工程先进建设者”“北京市博士后杰出英才”等多项荣誉称号。他主持开展的北京地区三维绿量测定及其数字模型与虚拟现实表达研究科研成果获国家技术发明二等奖,在北京绿化隔离地区工程测量等项目中得到应用。
他作为北京市测绘学会理事长,带领学会积极向市政府献言献策,先后获得北京市“5A级学会”“百强社团”创建单位、“首都文明单位标兵”等荣誉称号。
中国市政工程东北设计研究总院2
[论文摘要]20世纪末,随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,工程测量学也发生了深刻的变化,并取得很大的成就。着重阐述数字化技术的应用给工程测量学带来的变化。
[论文关键词]数字化 工程测量 应用
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
近年随着时代的发展,科学技术的进步,计算机技术大量投入运用,在工程上可以利用先进的自动化设备和系统软件来实现测图的自动化控制即数字化测图。随着数字化测图技术的推广,越来越多的工程例如:水电工程、土地规划管理、城市土地规划、环境工程和军事工程等部门开始使用该项技术。工程测量学科是一门应用学科,它是直接为国民经济建设服务,紧密与生产实践相结合的学科,随着科技的飞速发展,特别是电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用,以及测绘科技本身的进步,为工程测量技术进步提供新的方法和手段,有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展,使工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。
一、数字化测图的组成及功能
(1)数字化测图系统构件。
主要由数据采集系统:全站仪或高精度GPS;数据后期处理系统:计算机和软件件;图件输出系统:工程打印机这三大部分组成。
( 2)数字化测图系统功能。
主要有数据采集与输入;地图编辑;空间数据管理;空间分析;地形分析;数据显示与输出等功能。
二、先进的测量仪器在工程测量中的应用
80年代以来出现许多先进的测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段,如:光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等,为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件,改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代;光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量;具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量;无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器;精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现,实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数和记录、自动检核测量数据等功能,使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进。激光准直仪和激光扫描仪在高层建筑施工和大面积混凝土施工中是必不可少的仪器。国产JDA系列多功能自动激光准直仪,具有6种自动保持精度的基准,可用于高层和高耸建筑的轴线测控;滑模测偏、测扭、水平测控;构筑物与设备安装放线控测;各类工程测平,结构变形观测等。陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等工程测量的另一类主要的地面测量仪器,新一代的陀螺经纬仪是由微机控制,仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰,观测时间短、精度高,如Cromad陀螺经纬仪在7min左右的观测时间能获取3″的精度,比传统陀螺经纬仪精度提高近7倍,作业效率提高近10倍,标志着陀螺经纬仪向自动化方向迈进。
三、数字化测图的作业模式,作业过程和优点
(1)数字化测图的作业模式
①电子平板作业模式:该模式是将笔记本电脑通过电缆与全站仪连接,观测数据直接进人电子平板在成图软件的支持下,现场连线成图。②绘制草图作业模式:该模式是在全站仪采集数据的同时,绘制观测草图,记录所测地物的形状并注记测点编号,内业将观测数据输入电脑,在测图软件的支持下对照草图连线及图形编辑。③碎部点编码作业模式:该模式是按照一定的规则给每个所测碎部点—个编号,即一个编号对应一组坐标(x、Y、z),内业将数据输人电脑,在成图软件的支持下,由计算机自动完成测点连线形成图形。
(2)数字化测图的作业过程
①数字化测图的外作业应当尽量利用当地环境中的自然分界作为划分界限,例如可利用道路,水流等进行地形图的测绘,这样做的好处既划分了测图的单元也减少了接边的问题。
②避免过多使用钢尺量测,因为人工用皮尺等量取的速度远比不上用全站仪所测量的速度,而且使用全站仪精度也会比人工量取高很多。
③外业作业时,重点在配合上,如果测绘人员不在测站可视范围,则应该使用对讲机来传递信息,跑棱镜的人要将自己所要采集的地形地物数据点信息及时报告给测站人员,以确保数据记录的真实性。
④数字化测图时,应当加强检验校核。特别是在测区远离内业地点时,必须制定相关措施来检验校核数据。
⑤外业作业对数据进行采集时,要时刻注意地形地貌的变化,对其应进行详细地记录,避免在内业数据处理时产生问题。
(3)数字化测图的优点
不同的内外业一体化测图系统,其硬件设备的配置和软件的功能可能有较大差别。但任何一个成图系统,与以往的白纸测图相比,都具有下述明显的优点:
(1) 劳动强度小,自动化程度高。
(2) 精度高。
(3) 信息量大。
(4) 信息存储,传递方便。
(5) 便于成果更新。
(6) 能够满足各种不同的用图需要。
四、数字化测图技术在工程测量中的应用
(1)碎部测量
在测量的过程中,碎部点的取舍和测量至关重要,不必要测过多的点位,测点太多,造成成图密集,且有可能把一些不必要的点位包含在其中;当然也不能测点太少,测点太少则有可能没有把握到该地形的基本要素,因此要进行碎部测量,应该注意:
①较为规则的建筑物(正方形形状)的只对其测三点,第四点的点位测设可由电脑来完成,如果采取这种办法就要求草图绘制人员必须进行事先的观察,在观察时应注意:有些建筑物可能初看比较的方正,但实际是不规则的多边形形式,这种情况就必须对全部点位进行实测。
②对于不规则的地貌在测设工程中应尽量能多测一些点,因为传统测图时可由手工来更改或表述细节的变化,而计算机的模拟则无法做到真实并且全面的反映这些实际的地形的。
③在碎部测量中,存在的某些重要的无法通视的观测点,应当利用一定的位移来替代观测或者需要通过举高支杆来观测,这样的点非常重要,需要测绘人员在草图上详细注记。
(2)数字化测图的内业数据处理
内业数据处理的过程,主要是通过计算机及相应的软件系统对全站仪采集来的原始数据进行数据的预处理,并自动快速生成图形,经修改编辑后通过绘图仪输出打印成图。主要用的成图软件有南方CASS和清华三维等。
大比例尺地形图和工程图的测绘,是城市与工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。
随着电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。
五、GPS定位技术在工程测量中的应用
80年代以来,随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定3维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。在我国GPS定位技术的应用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除,单点定位精度不断提高,GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。
六、数字化测图展望
综上所述,随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,工程测量科技进步很大,发展很快,取得了显著成绩,21世纪是科学技术的世纪,是信息社会的世纪。随着计算机技术的飞速发展,信息数字化时代以出乎人们预料的速度向我们走来,由此也产生了大量的新技术新方法。地形测量计算机成图技术进步很大、发展很快,取得了显著成绩,摆在我们面前的任务是大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代,积极推广和应用,充分利用GPS技术、数字化技术、摄影测量技术,把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展。不久的将来将会有越来越多的新科技、新理论应用于测绘工程。
参考文献:
[1]郑汉球,洪立波,陶福海.工程测量技术的发展和我们的对策.北京测绘,1996(l).
[2]洪立波.我国城市测量技术发展与成就.测绘工程,1998(3).
测量工程规模的扩大,提升了测量的精确度。在科学技术发展中,我国测绘技术也呈现出现代化的特性,这不仅可以对工程建设测量要求进行最大限度地满足,更能提升建筑工程的整体质量。因工程测量测量目标较多,如何科学有效地运行现代测绘技术,已经成为工程测量的重要内容。目前,最常见的现代测绘技术包括: 数字化技术、3S技术、摄影测量技术等。这些技术的大量应用,不仅能够对测绘技术水平进行有效提升,更能将现代测绘高效能力充分发挥出来,是推动工程测量事业快速发展的动力。
一、GPS技术的应用
GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,跟踪卫星的运行,并对信号进行交换、放大和处理,再通过计算机和相应软件,经基线解算、网平差,求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标。最终计算出准确的测量数据。其主要应用可以分为测量准备工作、测量实施、以及注意事项三个部分。GPS测量准备工作主要是对工程概况进行了解,收集有关资料、拟定作业计划、组织人员、准备仪器设备、编写技术设计书以及后勤保障等。然后进行踏勘、选点、埋石以及标记工作。具体实施时,要在观测之前制定周密的观测计划,确定观测的时段数、卫星高度截止角、几何精度因子等,以便合理安排作业过程和仪器的调度。在确认仪器设备完好的情况下安置仪器。按照设备使用说明进行设备的操作,设备自动程序运行后系统会自动生成一个观测文件,观测文件必须进行妥善保管,以便日后的查询以及日后数据测算使用。GPS测量技术不适用于短边测量,在必须使用时要谨慎观测,并通过多次测量确保测量的精准度。
二、GIS技术的应用
随着社会经济发展速度的不断提升,人们越来越重视工程测量问题,现代测绘技术水平的有效提升,可进一步完善工程测量体系,并能提升工程建设的整体质量。地理信息系统简称GIS,该技术已普及到各个领域,在理论研究与实际工作中得到了极大的提升。其基础为地理空间数据库,在计算机软硬件支持下,采集、管理、操作及分析、显示空间有关数据,同时利用地理模型分析方式,进行多种空间、动态地理信息的适当提供。将GIS技术应用到工程测量中,可形象、直观地进行环境评价,并能实现数据动态变化。
作为一个空间型信息系统,地理信息技术具有良好的控制管理能力及输入、输出功能等。GIS与卫星动态监测系统基本理论相结合,并在实际工作中充分运用这些理论,实现资源数据共享的作用。同时GIS能够自动化完成有关技术参数分析过程,顺利输出评价结果,为管理和动态监控提供便利。通过功能更新,能够更好地完善信息数据资源,充分发挥其实用性。GIS能够汇总、分级、分类信息数据库内的空间数据,并在不同空间结构内使用这些数据,数据最后以点、线、面等形式展现出来,以此形成数据形态可视化,并达到工程测量效果提升的目的。
GIS技术的基础为数据库存储空间,并整合操作空间内的各类信息数据。在历史监测数据时,可通过GIS进行分析,可准确预测及预报工程测量状况。在正常情况下,工程测量模拟可通过GIS技术进行,为工程建设情况进行分析,并进一步提升工程测量水平,为适应信息化、规范化测量提供有利条件。
三、遥感技术的应用
遥感(RS)技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势,得到快速的普及,多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中、小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。工程测量科技发展十分迅猛,取得的成绩也比较显著,但是发展还很不平衡,尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。摆在我们面前的任务是:大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代,积极推动新技术的推广与应用,充分利用GPS技术、GIS技术、数字化测绘技术、摄影测量技术、RS技术、3S集成技术及地面测量先进技术设备,把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展;同时加强相关学科的研究,不断拓宽工程测量服务新领域,开创工程测量发展新局面。
经济的发展带动测绘技术的快速发展,现代化的工程测绘技术正向着内外一体化、智能化、测量过程的可控化、测量成果的数字化、测量信息的可视化、数据获取和处理的自动化、测量信息共享数据库的方向发展。它的目的主要是为提高工程测量的工作效率和测量数据的精确度,方便工程的施工。测绘技术的快速更新也要求我国有关部分和企业加强测量人员的培养,使有关人才及时了解新的测量技术,使工程测量顺利进行。
四、摄影测量技术的应用
随着测绘技术的快速发展,城市与工程测绘行业内摄影测量技术得到了广泛地应用与推广,特别是在GPS、计算机等技术的辅助下,高精度测量仪器和摄影机能够与被测物体不接触的情况下,进行全面、实时三维空间信息的提供。这种技术的应用,可对野外作业量进行有效降低。同时因其具备高效率、高精度等特点,使其在大比例尺地形测绘、地籍测绘等领域得到了广泛地运用。
以现阶段摄影测量技术的运用方向来讲,在大型工程勘测、城市大比例尺地形图等方面航空摄影测量的运用具有重要意义。该技术可进行多种形式地图的生成,如数字、线形与影像等,其最大比例尺为1:500。成图过程中可选取高精度解析测图、模拟测图仪成图,还可通过立体坐标测图仪进行采集数据或自动绘图。
五、结束语
综上所述,工程测量在工程施工中是不可替代的施工手段和施工方式,在工程施工中,不管工程规模的大小,其测量技术都是不可缺少的施工措施和施工手段。工程测量技术在我国的经济发展历程中有着极为重要的作用,在工程施工中是保证工程质量的保证基础。随着各种新的工程测量新技术的发展,使得在建筑工程施工的过程中对测量技术的精确要求也在日益的提高,这就使得在测量人员在测量的过程中过程中采取相应的技术手段和支持来提高技术水平,增加测量的准确性和精确性,为工程的施工创造良好的条件。
参考文献:
[1] 赖振发. 现代测绘技术的作用及发展趋势[J]. 长江大学学报(自然科学版)理工卷. 2010(03)
[2] 李明. 浅谈现代测绘技术在工程测量中的应用与改进措施[J]. 中国西部科技. 2010(26)
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
一、引言
近年来,随着世界气候的不断变化,极端天气出现的频率越来越高,水利工程在近几年旱涝并存,严重影响了周围人民生产水重和生活质量。为此,采用有效的实地测绘技术成为解决旱涝问题的关键点。本文结合某水利工程地理测量实例,就连续运行卫星定位系统CORS技术进行分析与研究。
连续运行卫星定位系统(Continuously OperatingReference Stations,CORS)是当代 GNSS 测量的前沿技术。是由基准站网子系统、数据控制中心子系统、流动站子系统、数据通讯子系统和数据子系统构成,将卫星定位技术、测绘学、气象学、地理信息系统、计算机技术和现代通讯技术结合为一体。于2011年正式向国内用户提供高质量的各种不同精度的时间和位置服务信息主要服务于大地测量、工程测量、气象监测、地震监测地面沉降监测、社会公共定位导航服务等领域。
二、地理测量应用实例分析
某水利基础地理测量工程,采用GPS连续运行卫星系统(CORS)在地形图测绘、专题数据采集、植被调查等方面发挥了重要作用。本文就GPS 连续运行卫星系统 CORS 在本工程基础地理测量中的具体应用进行论述。
2.1地理测量方案的选择
本工程基础地理测量主要是对湖区水下地形、湖滨区岸上地形及五河入湖段的河道地形的测量测区范围达到6000多km2,且大部分测量任务涉及到水域,这就要求测量方式必须满足长距离、大范围、高精度的作业特点。
常规GPS RTK是基于临时基准站和流动站观测的卫星相同、电离层和对流层误差相关,从而消除或降低这些误差的影响,提高基线测量精度。但是随着距离的增大,这种误差相关性逐渐衰减直接导致测量精度降低。
在理论方面常规GPS RTK测量的作业范围可以达到10~15km,然而通过多年的GPS测量经验发现,各种不同的仪器型号,不同的作业环境使得GPS RTK测量的作业范围受到很大影响。
水利测量一般都是地形较为复杂,遮挡较为严重的区域,加之水利测量对高程精度要求很高,这就导致常规GPS RTK测量的作业范围只能控制在6~7km。
CORS 通过在该地区建设了50个连续运行基准站,构建了高精度、高效率、高时空分辨率的全球导航卫星系统综合信息服务网,精确测定这些基准站的位置及变化率,基准站连续接受卫星信号,将信息传送至数据处理中心,数据处理中心同时接收流动站发送的接收机概略位置信息,数据处理中心会根据流动站的位置选择与之较近或定位精度较好的基准站信息,虚拟出一个参考站,然后根据各基准站上误差信息通过一定的数学模型解算出该虚拟站的误差,虚拟参考站的位置一般在流动站周围5m范围内,保证了虚拟参考站与流动站误差相关性。这种虚拟参考站技术解决了常规GPS RTK测量因基线距离的增大而导致测量精度降低的问题。
CORS测量与常规GPS RTK测量相比较,减少了架设临时基准站,减少了外业工作人员,解决了因距离增大而导致的精度降低的问题。从而保证了大面积水域无法架设临时基准站和长距离,大范围作业测量精度,节约了人力资源和设备资源。
2.2 地理测量技术在工程中的应用
本工程基础地理测量D级GPS控制网采用国家2000坐标系,1985国家高程基准,全网共布设D级GPS点197个,联测水准129个,其中三等水准点85个,四等水准点44个。这些控制点布设均匀、点位稳固,网形布设合理,成果可靠,各项精度指标均优于规范要求。
该工程基础地理测量项目中的分项专题地理数据测量主要是对湖区周边的重点圩堤及其附属物进行测量,测量范围涉及到全湖区。利用CORS根据地区基础地理测量D级GPS控制点成果采集专题地理数据的同时,对CORS测量点位精度进行了统计分析
采用Trimble 5800双频接收机,测量方法采用多历元静态已知点测量,在每个已知点上测量两次,每次采集30个历元,最后求其平均值,作为观测数据。最后对观测数据进行系统内符合精度统计和外符合精度统计,从而分析 CORS 测量点位精度。
系统内符合是各个历元观测值之间的比较,是工程测量中点位精度的主要参考值。具体统计方法是,计算每个观察点的三维坐标的各分量所有观测值的算术平均值,将该平均值作为参考值与测量值求差。根据公式(1)计算定位结果在X、Y、H方向的内符合精度算术平均值中误差,统计结果见表1。
表 1CORS 内符合精度统计与外符合精度统计
外符合精度是将各测点Trimble 5800双频接收机通过本身自带的解算模块求得的2000 国家大地坐标系下的坐标与将鄱阳湖基础地理测量D级GPS 点坐标求差。根据公式(2)计算测量点在X、Y、H方向的外符合精度中误差。
从表1可以看出,CORS系统精度较高,完全可以满足各种比例尺的地形图测绘,根据 CORS系统内符合精度和外符合精度统计,结合多个项目的测量经验,综合考虑工程质量、工作效率、劳动强度等因素,利用CORS完全可以替代四等及四等以下等级的水准测量。
2.3 CORS测量中应注意的问题
2.3.1 CORS 测量外部影响因素
在CORS 测量中,在测量过程中流动站接收机需要接收来自测绘局数据处理中心通过数据通讯系统(如移动公司等)发送的差分数据和流动站接收机本身接收到的卫星数据,这两种数据的质量,测量人员无法干预,如果这两种数据有中断或数据质量不好会直接导致测量精度降低或无法测量。对此,测量人员只能选择GPS卫星分布均匀、接收到的卫星数量多、基站差分信号好的时间段进行测量作业。一般情况要求接收卫星数量多于5颗PDOP值小于6时进行CORS测量。
2.3.2 CORS 测量作业人员应注意的问题
在CORS测量中,作业方式得到很大程度的简化。一般情况下,一名测量作业人员携带一根测杆,在测杆顶端安装流动站接收机,测杆中部安装操作手薄,这样就可以进行外业测量。对于地形图碎部点采集,这种简易操作完全可以满足精度要求,但是对精度要求高的图根点、等级点测量就会造成人为的精度损失。对于精度要求高的等级点测量,建议测量人员在等级点位上架设三脚架,进行严格对中、整平3次量取仪器高求其平均值做为仪器高程数据,分不同时段、测量多个历元,取平均值作为最终结果。
三、结束语
常规RTK测量是GPS技术发展的基础,连续运行卫星定位系统(CORS)则是RTK技术的最新发展,它克服了常规RTK测量的诸多不足,降低了测量成本,提高了工作效率及工程质量。由于水利测量大多数属于地形复杂区域,如河道、湖泊、 山区等,在这种复杂地形条件下,利用CORS测量,将会为水利工程建设快速提供高精度测绘资料。但是,测量也同样存在自身的不足,比如卫星遮挡严重,导致流动站接收机无法接收卫星数据或卫星数量小于 颗时,数据通讯系统无法覆盖区域,无法完成测量工作等等,需要测量人员采取有效的结合方法,提升工程测量的质量水平。
中图分类号:TE42 文献标识码:A 文章编号:
1. 引言
为了监视建筑物在施工的过程和使用中确定其空间位置随时间的变化特征,需在施工过程及使用过程中对其进行变形观测。本文主要探讨的是:基于安徽省交通勘察设计院测绘处所测项目的观测成果,研究在沉降观测中常用的方法。结合本人在工作中对巢湖电厂构筑物沉降观测项目进行实例分析。
2. 变形观测方案设计
通常由设计部门提出要求,由施工组织计划者提出布置方案,在施工期间进行埋设,
观测点应该有足够的数量以便全面的反映沉降情况,沉降观测点的布置,应以能全面反映建
筑物地基变形特征并结合地质情况及建筑物结构特点确定。变形观测有许多重要的环节需在观测前就要确定, 以便指导整个观测过程。它包括测量方法和设备的选择,监测网布设,测量精度和观测周期的确定。
2.1变形监测的方法
变形监测的方法与设备的选择是相辅相成的,随着测量仪器的进步,变形监测方法也不断地进步;常规的大地测量方法:如精密高程测量、精密距离测量、角度测量等。专门测量手段和技术:如液体静力水准、准直测量、应变测量、倾斜测量等;空间测量技术:GPS测量、IiSAR技术;摄影测量和激光扫描技术。根据项目具体要求,选择变形监测方案同时也决定需要使用的测量仪器设备。监控量测开始前,工程项目部(组)应对仪器进行必要的检校,保证仪器满足规定的精度要求。监测所需的特殊设备和工具进行专门的设计和加工。监测所使用的仪器必须在检定周期之内,应具有足够的稳定性和精度,适于长期、连续监测工作的需要。
2.2变形监测网的测设
布设测量基准点,是为了保证测量的基准统一,布置工作基点是为了便于测量工作,并减小测量误差。必须保证基准点的稳定性,定期进行测量、分析,工作基点与测量基准点间也必须进行测量,以得到工作基点的坐标值,同时可根据坐标值的差异,判断工作基点的稳定性。
参照《工程测量规范》GB50026—2007、《建筑变形测量规范》GB50026—2007等有关规范,巢湖电厂建筑物变形监测按三等变形测量的精度要求施测,外业观测按二等水准测量的技术要求作业。沉降观测选用进口精密水准仪配合铟钢尺测量,仪器标称精度±0.3mm/km。共埋设6个测量基准点,厂区内埋设3个测量基准点(均布置在施工影响范围外地,沉降已经稳定的桩基建筑物的结构柱位),厂区外埋设3个深埋式基准点(均钻孔至基岩,然后在其顶部设置护罩。基准网为闭合水准线路长约4km。
本项目监测以建筑物结构沉降测量为主,同时测量工程桩顶部水平位移测量。共布置测点160个,120个分布在各个建筑物的各结构柱脚位,40个分布在各个建筑物的各结构柱顶部位。结构柱脚位监测点为直径14mm的圆钢筋,钢筋外端要有90°弯钩弯上,并稍离墙体,同时立尺部位要加工成半球形并涂上防腐剂,以保证每次测量测点与测尺在同一位置接触。各结构柱顶部位变形点为直径14mm的带有细十字丝的膨胀螺丝垂直工程桩顶部水平面。
水平位移观测使用精密全站仪配合棱镜采用极坐标法施测;测量采用二等水平位移标准测量,变形点的点位中误差不大于3mm;测点采用强制对中,减少对中误差。
测量采用相同的观测网形,固定使用仪器和观测人员,并尽可能选择最佳观测时段,在基本相同的环境和条件下进行观测。
2.3 建筑物变形观测的精度和频率
工程建筑物的变形观测能否达到预定的目的,要受很多因素的影响。其中,最根本的因
素是观测点的布置、观测的精度与频率,以及每次观测所进行的时间。变形观测的精度要求,取决于该工程建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。在国际测量工作者联合会第十三届会议工程测量组的讨论中提出:“如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许数值而确保建筑物的安全,则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10~1/20;如果观测的目的是为了研究其变形的过程,则其中误差应比这个数值小得多。
观测的频率取决于变形值的大小和变形速度,以及观测的目的。通常应根据工程性质、工程进度、地基土质情况及基础荷重增加情况等决定。沉降观测的周期应结合下面几个因素综合确定:
(1) 建筑物基础承载土层的地质条件;
(2) 建筑物荷载的大小;
(3) 建筑物基础的类型。一般应从施工到±0 时开始观测,以后每增加1~3 层观测一次,封顶及竣工时各观测一次,使用期间可根据实际沉降情况每年观测1~4 次。
总之,要求观测的次数,既能反映出变化的过程,又不遗漏变化的时刻。
2.4数据处理和资料分析
2.4.1数据处理
变形数据处理包括整理、整编观测资料,计算测点坐标和变形量,以及分析变形的显著性、规律和成因等。
2.4.2 资料分析
1作图分析,即将观测资料绘制成各种曲线,常用的是将观测资料按时间顺序绘制成过程线。
2统计分析,即用数理统计方法分析计算各种观测物理量的变化规律和变化特种,分析观测物理量的周期性、相关性和发展趋势。
3对比分析
4建模分析,即建立数学模型,用以分离影响因素,研究观测物理量变化规律,进行预报和实现安全控制。常用的数学模型有统计模型、确定性模型和混合模型。
2.5成果整理与提交
1)技术设计书和测量方案
2)监测网和监测点布置图
3)标石、标志规格及埋设图
4)仪器的检校资料
5)原始观测记录
6)平差计算、成果质量评定资料
7)变形观测数据处理分析和预报成果资料
8)变形过程和变形分布图表
9)变形监测、分析和预报的技术报告。
3. 沉降观测的作业流程
4. 总结
在工程建筑物建设和运营中,由于各种因素的影响,都会产生变形。不同的建筑物有不
同的允许变形值。在建筑物设计阶段,应按照有关技术规范及工程的要求,在建筑物的和内部都应布设点。结合地质因素,建筑物的结构形状,荷载及其它因素,通盘考虑,合理布设、先设计再实施。在具体观测中,做到在测量过程中,始终要严格的遵守规范要求,
严格操作过程,这样就可以减少数据中的粗差。合理的选择连续观测的周期,盲目的增加观
测次数和缩短观测周期,以免浪费人力物力。
参考文献
[1] 《工程测量规范》GB50026—2007(建设部国家标准)
中图分类号:P228 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)041-109-01
围绕一系列的地质勘查工作的具体问题,本文收集了大量的GPS定位原理及应用的书籍和专业期刊论文,经过了一年半的学习和研究,结合本人多年的室内数据处理经验,本文对GPS技术在地质调查测量中的应用进行分析。GPS技术是由美国军方开发的,我国引进之后用于地下勘探事业并取得了巨大的成绩,由于近年来我国的矿产资源形势不乐观,因此GPS技术的运用尤其显得重要。
1 GPS技术简介
GPS系统的开发过程共有三个阶段,然后才逐步投入使用,总系统于1994年全面建成。GPS是一种以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统,它具有全方位、全球性、全天候、连续实时的高精度三维导航和定位功能,而且还具有良好的抗干扰性和保密性。因此,GPS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量和城市测量测绘领域首次应用后便广为推广,在军事、交通、通讯、资源管理领域进行了研究并广泛使用。相对于常规测量,GPS测量具有以下非常显著且区别性强的特点:
1)在两站之间没有阻碍,不需要通过GPS测量站之间进行测量,根据实际场合只需要确定一点就能使选点工作更加灵活和方便。
2)准确度比传统的测量方式准确。
3)观察时间短。随着GPS测量技术的不断提高,GPS测量时静态相对定位,每个站仅20分钟左右,动态相对定位只需要几秒钟。
4)GPS测量同时精确测定三维坐标的测量部位,提供三维坐标在一定的条件下具有高度的精度,以满足要求的第四级的测量。
5)该仪器操作简单。GPS接收器的自动化程度越来越高,观察员简单地设置引导参数,接收器就可以自动地进行观察和记录;最后,全天候作战。GPS卫星数量分布均匀,以确保在任何时间和任何地方的天气条件下可以不受影响的连续观察。
2 GPS技术在地质勘探中的应用
GPS可以是小规模的地质测绘和小规模的地球物理和地球化学的分销网络。代表仪器有GPS探险家、小博士。手持GPS坐标系统,参数必须设置独立调查区域的局部坐标系统参数(投影椭球和中央子午线),为了提高定位精度,手持GPS每天作业前应选择与一个固定点(最好测量面积为已知坐标点)的坐标校正。GPS测量同时精确测定三维坐标的测量部位,提供三维坐标在一定的条件下具有高度的精度,以满足要求的第四级的测量;除此之外,该仪器操作简单。GPS接收器的自动化程度越来越高,观察员简单地设置引导参数,接收器就可以自动地进行观察和记录;GPS最大的优势就是全天候作战。GPS卫星数量分布均匀,以确保在任何时间和任何地方的天气条件下可以不受影响的连续观察。
GPS静态相对定位系统主要用于建立调查区域地质情况以及调查测量E级GPS控制网,GPS定位是基于WGS 84椭球空间直角坐标系且采用GPS测量区域网络形成的系统,除了请求WGS 84调整成绩外,还需要最终独立的本地坐标系统验算的结果。现场数据采集相对简单,只要已完成开机关机、量测平仪步骤就可以完成比较复杂的数据处理。这些涉及行业内的知识和操作技能,而且通常可分项目属性建立一个基线向量解算器。GPS网络不受约束调整GPS约束以及平差的四个过程,笔者使用多年Trimble4600LS单频GPS接收机,相应的数据处理软枚TrimbleGeomatiesOmee1.61(以下简称的TGO角eel.61)。本文将举例说明这一点。
河北丰宁满族自治县黑山嘴镇东沟金矿私采矿多年,新的矿主为了扩大采矿权范围,委托我单位映射采矿1:1000地形图,面积约1.6 km,以确定开采边界协调系统的要求和国家坐标系统联测单位。采用GPS静态相对定位方法奠定测量主控制网络及分销网络端连接,共奠定了E级GPS控制点四个,“GPS数据采集站Trimble4600LS单频接收机操作GPS网络观测船尾值小于6,保证质量卫星的几何形状和数据采集的观察期60min”,卫星仰角大于15/155观测的数据采样率的有效的卫星数量超过五个,测量误差在3 mm以内的天线高度。
3 总结
近年来,我国的矿产资源形势不甚乐观,地质勘探行业的不断发展及地质勘探市场的活跃对地质调查测绘工作有着更高的要求。在现代社会,基于自测的GPS测量手段的效率逐渐占据测量总效率的主导地位。现场数据采集相对简单,只要已完成开机关机、量测平仪步骤就可以完成比较复杂的数据处理。这些涉及行业内的知识和操作技能,而且通常可分项目属性建立一个基线向量解算器。GPS网络不受约束调整GPS约束以及平差的四个过程,笔者使用多年Trimble4600L单频GPS接收机,相应的数据处理软枚TrimbleGeomatiesOmee1.61(以下简称的TGO角eel.61)。本文从GPS的特点和性能入手,对该系统在地质勘查中的应用进行了探析。继阿波罗登月计划和航天飞机计划实施之后,美国在20世纪另一个主要的科学和技术成果就是全球定位系统(GPS)。围绕一系列的地质勘查工作的具体问题,本文收集了大量的GPS定位原理及应用的书籍和专业期刊论文,经过了一年半的学习和研究,结合本人多年的室内数据处理经验,本文提出了对GPS技术在地质调查测量中的一些独到的见解。通过论述,我们得出这样的结论:由于技术手段的不成熟,我国的GPS系统在勘探工作中的运用还存在很多问题需要改进。
参考文献
[1]孔祥元,梅是义.控制测量学[M].湖北:武汉上学出版社,2009.
中图分类号:F426 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)12(a)-0012-02
建筑全生命期管理主要分为规划、勘察、设计、施工、运营、拆除等各不同阶段[1]。任何建设工程项目在上述过程中不可避免的需要用到空间信息技术[2-3]。空间信息技术(Spatial Information Technology)是20世纪60年代兴起的一门新兴技术,70年代中期以后在我国得到迅速发展,目前已经广泛应用在环境、资源、军事、农业、水利、国土、卫生等领域[2]。空间信息技术主要包括卫星定位系统、地理信息系统和遥感等的理论与技术,同时结合计算机技术和通讯技术,进行空间数据的采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用等。空间信息技术在广义上也被称为“地球空间信息科学”,在国外被称为GeoInformatics。
为了实现建筑信息化的需要,需要在建筑生命周期中各阶段的空间信息进行整合和管理,从而达到更好地服务于建筑生产、运营的目的。面对国内外巨大数量的建筑项目,建筑全生命期空间信息管理应用系统的建立与推广将在建筑业及相关建筑空间信息服务业具有可观的市场应用前景。
1 建筑全生命期中的空间信息技术需求分析
建筑全生命期中的空间信息主要是通过使用不同的空间信息技术及方法进行空间数据的有效采集、表达等,为建筑生命周期管理提供空间信息服务。空间信息技术包括工程测量手段、精密工程测量、数字近景摄影测量、三维激光扫描和高分辨率遥感等方法等。以下分别讨论上述各阶段对空间信息技术的需求。
1.1 建筑规划中对空间信息技术的需求
在建筑的规划阶段,空间信息技术提供周围建筑物、交通与环境等的信息供参考,信息提供采用二维平面图与建筑、交通等属性信息综合的方式。比如,在市区需要建一栋高楼,就要考虑新建建筑物对周围环境的影响,也要考虑施工阶段交通运输与否便利及如何最优,和是否会带来严重的交通影响。这就需要在平面图中提供位置信息与交通属性信息等。另外还需提供地质资料、地形图、地籍图和地下管线管网图等来辅助规划。
其中涉及到的测量手段有:全站仪、GPS、管线探测仪等。还需利用GIS技术辅助分析规划。
1.2 建筑勘察设计中对空间信息技术需求
在建筑勘察设计阶段,需要实地勘察地形和周边环境,看勘察现场环境是否和已有资料符合,从而实现具体的设计方案,最终形成具有施工指导的CAD设计图纸。空间信息技术需提供地形信息、土方信息、地基岩土信息等,各属性信息需要与空间坐标相对应。设计中需要利用三维空间建模与可视化技术,根据设计图可以实现造价分析、工程量统计等。
1.3 建筑施工中对空间信息技术需求
在施工阶段:主要包括施工测量、变形测量、竣工测量等,需要使用测量仪器获得充足与准确的数据。在施工测量中又包括施工控制网的测量、施工放样测量、施工检测,其中测得的施工控制网为施工放样测量提供基准,施工检测对施工进行监督,评价施工质量;变形测量辅助施工安全管理;竣工测量用于评价施工与设计的符合度。
其中涉及到的测量手段有:全站仪、水准仪、钢尺、GPS、数字摄影测量及三维激光扫描技术等。
1.4 建筑运营中对空间信息技术需求
在运营阶段:主要包括房产测量、变形监测、健康监测、能耗监测、产权变更监测、结构形态测量等,其中房产测量辅助房产管理和物业管理,变形测量辅助安全管理。需用到的空间信息技术有,手持式测距仪、钢尺、全站仪、水准仪、GPS、摄影测量、三维激光扫描技术等。
1.5 建筑拆除对空间信息技术的需求
在拆除阶段,主要是测量周边建筑和设施,为拆除提供足够的数据。包括地形的测绘,利用传统和现代测量技术均可。
总之,在建筑全生命期管理的各阶段,空间信息技术提供直接的技术服务,对于获取工程及周边环境的空间信息与基本属性信息,还需建立工程数据库及综合信息管理系统,并实现管理、更新与维护,最终还需对信息进行科学的分析与解释。
2 建筑全生命期空间信息管理与应用系统
该系统基于建筑全生命期管理的理念,通过对建筑工程设计、施工和管理工作中的工程信息进行数字化、标准化,实现建筑数据在数据库系统中的统一管理。系统在建筑领域中引入信息化技术并结合地理信息技术,在综合分析建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型之后,抽象出通用的建筑数据模型,将建筑生命周期内空间与属性信息的统一纳入到模型中管理。系统将建筑生命周期内的所有数据分为规划、勘察、设计、施工、运营和拆除等阶段进行分类管理,对建筑信息进行详尽的数字化表达,为创建丰富的建筑数字化信息、管理建筑整个生命周期的数据提供一个基础平台,使与建筑相关的多个参与方之间共享信息成为可能。
系统由建筑全生命期数据库管理子系统与建筑全生命期综合应用子系统两部分组成。建筑全生命期数据管理子系统可用于建筑全生命期数据的统一、规范化管理与综合数据处理,主要功能包括工程管理、建筑数据入库、管理与维护、建筑数据综合显示与操作、建筑数据查询分析、系统管理和帮助等。综合应用子系统实现建筑全生命期各阶段信息的集成应用(如图1),它在建筑全生命期数据库管理子系统基础上,实现建筑信息管理与分析的基本功能,为政府部门、建筑施工管理人员、建筑业主提供信息查询、统计、分析、监测预测的行业应用系统。系统主要功能包括数据浏览、数据查询、分析与统计、图层管理、地图标绘、效果图输出等。
3 结语
该文分析了建筑生命周期管理各阶段对空间信息的需求,分析了建筑全生命期管理各阶段对空间信息技术的需求,重点讨论了各种不同技术如工程测量、GIS、GPS、RS在每一个阶段的具体应用,为建筑全生命期的空间信息获取与管理提供支持。最后针对建筑生命周期管理中的空间数据,基于空间信息技术自主设计并开发了建筑全生命期空间信息管理与应用系统,从而证明空间信息技术在建筑全生命期中重要价值和广阔的应用前景。
参考文献
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1、前言
对于当前的RTK技术而言,随着基线的不断延长,各种误差对相关性能造成一定的削弱,特别是距离方面的相关误差不可避免和消除,着就致使所收集和获取的数据信息缺失准确性,因此,常规的RTK技术只是适用于10km~15km的距离范畴之内。为了实现对常规技术弱点的克服,保证更大范围、更加精准的实时定位成为可能,网络RTK技术便随之诞生。
2、网络RTK技术
网络RTK(Network RTK)也称多基准站RTK,需要在特定的区域之内设置多个基准站,这样就形成一个区域范围内的网状的覆盖,能够追踪卫星信号与数据,进行实时的检测与获取。
相对与传统的RTK技术来讲,网络RTK技术在诸多方面优势明显,主要表现在以下几个方面:
(1)建立统一的基准,保证区域测绘信息的统一性,避免不同行业或者部门存在坐标系统的过多差异与分歧。
(2)按照不同的客户需求,能够提供精度不同的信心数据。
(3)改进了初始化时间,扩大了工作范围。
(4)建立和采用连续基站,保证实时监测与测量,保证和提高工作效率。
(5)用户不用建立参考站,只要单机便能保证完成工作任务,实现资金成本的节约。
(6)采用稳定精确的数据链通讯方式,防止通讯受到距离的影响与限制。
3、网络RTK技术在工程测量中的应用
近些年来,在全国各地相继建立CORS系统,网络RTK(Network RTK)技术以CORS系统为基础与前提,给不同的行业客户提供精度各异的数据信息。网络RTK(Network RTK)技术具备高效高质的工作特性,同时其能够保证足够高的精确性以及经济性,实现成本的大幅度节约,已经在各种项目测量中被广泛使用与推广。
3.1网络RTK控制测量
最传统的测量方法,比如三角测量和导线测量方法,需要保证各个测量点之间必须能够可视,在人工和时间上都需要很大的耗费,同时精确度也得不到保证。而GPS静态、快速静态相对的定位测量方式可以不用保证点间可视,同时也能在精度上做到一定的保证,但是数据经过加工处理后,不再是实时的数据信息,如果处理之后发现精度不相符合,就必须重新测量,因此,不能保证及时性和实时性。使用网络RTK技术进行控制测量则能够避免上述测量方式的各种弊端与不足,能够简便快捷地获取实时的精度信息。网络RTK控制测量要依据平面控制点,这种控制点可以按照精度的不同划分为三个级别;而高程控制点依据精度可划分为等外高程控制点;在进行平面控制点进行布局的时候可以分级布局、越级布局或者一次完成布局;而对于高程控制点进行布局的时候可以与平面同时布设,标石允许重合,但是必须要在重合处做专业标志。
在2000国家的大地坐标系之中,是针对于地球是一个椭球体这个现实做的高程信息,不过法定的高程系统是以大地水准面为基准进行数据搜集的,所以,如果对于高程测量的精度要求相对较高的情况下,要使用CORS系统对各个测量点做精确的大地高测量,同时在结合精密水准测量测定测量点的正常高,这样就能够得到高程之间的差异,根据各个差距值,能够建立高程异常的一个类似模型,如此,使用网络RTK技术得到某个测量点的大地高以后,只要结合高程异常模型,就能够得到这个点的正常高,这样就实现了高程控制。
3.2网络RTK地形测量
前提是为我国经济建设的各个行业提供各种比例的地形图而进行地形测量。我们经常使用的办法就是首先安排控制网络,我们经常用的控制网通常是在我国比较高的级别控制网络的基础上进行加密次级的控制网络,然后,根据我们进行加密后的控制区域与原有图的基础上,来判定被测量的物体的位置和当地地形的位置,再依照固有的规律与图形的符号最终绘制地形图。当今社会,技术飞速发展,尤其是这几种技术的发展,例如:全站仪、RTK与CORS等,再有就是我们对制图的技术和打印的普便发展,对于比例比较大的地形图也有了质的发展,那就是由在白纸上绘图发展为在电脑上画图,从而使画图纸化得以实现,对于比例较大的绘图程序也大大简化,简化为:在野外的数据收集、对采集数据进行处理以及出图等三个步骤。对于CORS系统中的网络RTK技术,就可以做到非常迅速的定准控制点的位置,利用此技术我们都不需要布置控点,可以直接对需要测量的地形物体进行精确流动性测量。我们在野外进行数据采集时,就只需要把需要测量的地形和物品在接收机上停留一两秒钟就可以了,与此同时,我们再把此地形和物的特点编码输进去,利用电子簿就可以得到我们所取的点的位置,我们要很好的完成需测量区的观测任务,我们就可以使用绘图软件就可以了,我们可以制作电子地图,还可以在实地进行比对,大大地节省了人力物力,再就是最终的出图阶段,我们就可以用打印机将图打出就可以了。
3.3网络RTK施工测量
在工程施工放样过程中,网络RTK技术可以灵活使用。使用此种技术,放样只需要一个人便能够完成和操作,此人将设计好的点位坐标只需录入到电子手簿中,便可以使用手持机进行数据接收,根据指示进行放样,一般在手持机上会有方向指示和偏移数据信息,操作人员只需按照指示移动,便能够逐步满足放样的准确度和要求,这种方式快捷且准确。由于是经过坐标控制放样位置的,所以在精度上相对较高,即使有误差也是比较均匀存在的,所以,这种技术的应用使外业放样的效率大幅度的提高。比如,如果我们需要在道路中线或管线中线放样的时候,可以把路线的起始坐标、曲线转角以及半径信息输入到外业控制器,然后可以进行放样。放样的方式相对比较灵活,能够依照桩号或者坐标确定放样位置,当然也可以两种方式交叉使用。还有,如果我们在进行建筑物规划放线时,放线应该在符合城市规划要求之外,还有保证建筑物本身的几何设计要求,此时要求放线精确度必须很高。此时采用网络进行放样,就能够获取实时点位的坐标数据,同时能够结合建筑物的角点坐标核查放线点与建筑物几何结构是否相符与协调,使用此种测量方法,既保证了精度,又提高了工作效率。
4、结语