严召进

（贵州地质工程勘察院，贵州 贵阳 550008）

工程测量技术分析与探讨

严召进

（贵州地质工程勘察院，贵州 贵阳 550008）

随着我国国民经济的飞速发展，各种复杂的、特殊的、精密的工程建设不断增多，相应对工程测量技术的要求也越来越高。21世纪是知识经济的信息时代，推进数字测绘技术的发展及其在工程测量中的广泛应用，大力促进工程测量技术方法和手段的更新换代，使工程测量技术向电子化、自动化、数字化、信息化方向迈进是工程测量技术发展的基本目标。

工程测量；技术；测绘

1 前言

在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、方法和技术，称之为“工程测量”。工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用，是综合性的应用测绘科学与技术。

以测绘城市和区域地物、地貌为目的大比例尺地形测量最近若干年来得到了迅猛发展。测绘方式的多样化和集成化、测绘过程的自动化和实时化、测绘成果的数字化和可视化是其最主要的特点。

2 控制测量技术

GPS已成为建立平面控制网的一种常用手段。可以说，GPS技术的发展和应用是本世纪测绘领域最辉煌的成就之一。随着差分GPS定位技术的发展与应用，不仅是高等级的首级网和加密网，就连图根点和航空摄影测量像控点的测定也广泛采用了GPS。在许多地形测量项目中，光电测距导线早已成为一种最基本的控制测量方法。特别是当使用全站仪时，可以将低等级的图根控制与细部地形测量同步进行，从而提高总体作业效率。徕卡公司最新推出的全站仪与GPS完美结合，是集成了GPS功能的高性能全站仪(超站仪)，无需控制点、长导线和后方交会等工作，直接使用GPS确定该点的三维坐标，然后就可以使用全站仪进行测图、放样等工作。高程控制测量过去一直沿用几何水准测量的方法，这种方法耗时费力，效率较低。本世纪六七十年代以来，随着电磁波测距技术的发展，产生了电子测距三角高程测量，国内外在这方面均做了大量的理论研究和实验论证工作，目前电子测距三角高程测量已可以代替三、四等水准测量，大部分规范也已采纳了这些成果。电子测距三角高程测量无疑是几何水准测量很好的补充手段。同时，随着GPS在平面控制测量上日益广泛的应用，关于GPS在高程控制测量领域的应用研究也掀起了热潮。GPS拟合高程已可达到厘米级精度，许多单位已先后发表了相应的生产或试验成果。

3 地形图测绘技术

大比例尺地形图主要指的是 1∶500～1∶10000比例尺的地形图。传统的地形图一般均是指线划图，这里不仅指线划图，而且还包括另一种极具应用潜力的图种:影像图(DEM、DOM、DTM等)。目前，数字地形图(包括数字线划图、数字正射影像图等)已取代传统的模拟地形图，成为地形测量的主要产品。

3.1 全站仪野外数字测图

全站仪大比例尺数字测图实现了从野外数据采集、处理到绘图过程的自动化和一体化。国内已研制和开发了许多各具特色的大比例尺野外成图软件，比较有代表性的包括清华山维公司的EPSW系统、南方测绘公司的CASS系统、广州开思测绘软件有限公司的SCSG系统。这些系统已在国内生产单位中得到比较广泛的应用。

近年来测绘界提出的“高端全站仪”，要求它不仅能适用于各种测量工作，而且还能用作“单人全站仪”，即只需一人便可进行测图作业，而且在观测点处作业。在这种情况下，为获得高质量的观测成果，对仪器就要提出新的要求。

3.2 摄影测量技术的发展及其在大比例尺地形图中的应用

当测绘的面积较大或测区条件困难时，使用摄影测量技术(包括航空摄影测量和地面摄影测量)进行地形测绘是一种常用的方法。最近若干年来，摄影测量技术有了两个重大突破，第一是数字摄影测量技术趋于成熟并实际投入应用；第二是GPS的出现使得摄影测量的外业控制变得简单。它们都使得摄影测量方法的经济性和效率大大提高，竞争力和生命力进一步加强。

数字摄影测量也称为软拷贝摄影测量，它从根本上改变了摄影测量对价格昂贵、光机结构复杂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以及三维景观模型采集等一系列作业，精度与通常的解析测图仪相当。虽然现在的系统尚存在不少缺陷，但数字摄影测量已成为摄影测量的技术主流。其代表的产品有:武汉适普工程系统公司和中国测绘科学研究院的国产数字摄影测量系统Virtuo ZoNT和JX-4ADPW，这两个系统在国内都已有一定数量的用户，前者还有一批国外用户。应用数字摄影测量，除了获得数字线划图、三维景观模型外，还可以方便地获得数字地面模型(DTM)和数字正射影像图(DOM)。

3.3 高分辨率遥感技术在大比例尺测图中的应用

遥感技术在资源与环境、灾害监测、小比例尺制图等领域均有成功的应用。但由于遥感图像的分辨率较低，难以用于大比例尺制图。近年来，由于新型高分辨率卫星遥感图片的出现，为城市或区域大比例尺制图提供了一种新的数据源。IKONOS卫星于1999年9月24日发射成功，是世界上第一颗提供高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。可以提供地面分辨率达1m的IKONOS数字图像，该图像可以用于制作1∶10000比例尺的数字正射影像图、数字地面模型和数字线划图。QuickBird是DigitalGlobel公司于2001年10月18日在美国发射成功的高分辨率商业遥感卫星，QuickBird在地面的分辨率为0.61m，能够满足更专业、更广泛应用领域的遥感用户，为用户提供更好、更快的遥感信息源服务。2007年9月18日，DigitalGlobel公司宣布在加州的范登堡空军基地成功发射了一颗0.5m级分辨率的商业卫星:WorldView-1，WorldView-1为当今世界最具敏捷性的一颗商业卫星，这是2007年波音航空公司为Digital－Globel公司继QuickBird后成功发射的第二颗商业卫星，该图像完全满足制作1∶10000比例尺的数字正射影像图、数字地面模型和数字线划图，也可望在1∶5000地形图的修测中发挥积极的作用。

3.4 其它的地形测图技术

其它的地形测图技术主要是指将GPS与其它传感器集成于一定运载工具上而形成的数字测图技术及直接利用GPS测图的技术。主要包括:

(1)机载激光雷达系统。激光雷达技术是近数十年来摄影测量与遥感领域最具革命性的成就之一，是目前最先进的对地摄影测量系统。在DGPS、IMU支持下，激光扫描系统通过激光扫描器和距离传感器，经由微计算机对测量资料进行内部处理，显示或存储、输出距离和角度等资料，并与距离传感器获取的数据相匹配，经过相应软件进行一系列处理来获取被测目标的表面形态和三维坐标数据，从而进行各种量算或建立立体模型。该技术的最初目的主要是获取困难地区的数字高程模型(DEM)数据。在这些困难地区，例如森林，沙滩等，使用常规摄影测量方法费时、费力，很难获取高精度的地面高程模型数据。使用机载激光雷达系统，可以高效、高精度地直接获取地面的数字高程模型数据。

(2)水下测绘系统。该系统是一种移动测绘系统，主要由GPS接收机、自动测深仪、数据采集软件和通讯设备等组成，平面测绘精度取决于GPS的作业方式和接收机的性能，高程精度则与测深仪有关。它们已在大比例尺水下地形测量实践中得到了广泛的应用，国内代表的产品有中海达水下测绘系统、南方水下测绘系统。

(3)RTK数字测图技术。随着实时动态差分RTK技术的进一步完善，人们提出了RTK测图的设想，就是将RTK当成全站仪，配置相应的支持软件直接用于测图，该方法在地物稀少、植被覆盖不厚的测区中具有良好的应用前景。

4 结语

综上所述，我国工程测量科技进步很大，发展很快，取得了显著成绩；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，充分利用控制测量技术、地形图测绘技术、全站仪野外数字测图、摄影测量技术、高分辨率遥感技术等等，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，为推动我国工程测量科技进步而努力奋斗。

[1]韩有文.基于RTK技术的铁路工程测量技术研究[J].科技资讯，2009-07-13.