工程测量学的应用与发展

贵阳市城乡建设学校  刘洋

工程测量学是研究地球空间具有几何实体测量和抽象几何实体测量的理论、方法和技术的一门应用学科。它主要研究工程工业建设、城市建设、水路交通、环境工程等事业，进行和地形有关的信息采集与处理、施工放样、设备安装、变形观测等方面的理论与技术。

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的，紧密与生产实践相结合。随着科技的发展和新技术的发展与应用，测绘技术正在进行快速的发展。工程测量是为工程建设服务的，由于服务对象众多，所以它所包括的内容非常广泛。

按照服务对象来划分，其内容大致可分为：工业与民用建筑工程测量，水利水电工程测量，铁路、公路、管线、电力架设等工程测量，桥梁工程测量、矿山工程测量、地质工程测量、隧道及地下工程测量。按照工程建设的顺序和相应作业的性质，可分为勘测设计阶段的工作、施工阶段的测量工作、工程竣工后运营管理阶段的测量工作。

可见，工程测量学就是围绕着各项工程建设对测量的需要所进行的一系列有关测量理论、方法和仪器设备进行研究的一门学科，它在国民经济建设中和国防建设中起到了极其重要的作用。

一、工程测量学的研究对象

工程测量学是一门应用学科，其主要的研究对象是：建筑、铁路、公路、桥梁、隧道、水利水电、地下、管道、矿山、军事、城市建设。除此之外，工程测量还研究一些较高精度要求的工程，例如三维工业、紧密工程、工程摄影、航空测量等等。

二、工程测量学的应用领域

工程测量学的应用领域既有相对固定性，又是不断发展和变化的。工程测量学主要以工程建筑为对象和以设备及机器安装为研究对象的两大部分。根据精度要求以及建筑物所需满足的使用需求不同可划分为普通测量和精密测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供精确的结构数据保障，从而满足工程所提出的要求。工程测量学以精密测量为主要发展方向，精密测量是促进工程测量学科发展的主要动力。

从应用的角度看，工程测量是一门服务性技术。除了其本身的理论与技术体系外，主要面向广泛的工程应用，为工程建设服务。主要包括工业与民用建筑工程测量（指建筑工业与民用建筑工程在勘测、设计施工和竣工验收、运营管理过程中的测量工作）、线路工程测量（公路、铁路、输电线、输油管道、灌渠以及各种地下管线等）、地质矿山工程测量（配合地质找矿、矿物开采工作的各种测量工作）、军事工程测量（在军事工程建设的勘测设计，施工建设和运营管理阶段所进行的测量工作）等应用。

三、工程测量仪器的发展

工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器常用的仪器有光学经纬仪、光学水准仪、电磁波测距仪、全站仪、电子水准仪。目前最常采用的是全站仪、电子水准仪。GPS测量技术发展的速度也非常快。专用仪器具有高精度、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点，可作精密定位和准直测量，可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，还可测振动频率以及物体的动态行为。

四、工程测量现阶段的发展状况

1. 空间技术在工程测量中的应用与发展：GPS的出现使定位、导航发生了革命性的变革。目前，国外很多国家都在进行GPS现代化改造、进一步加强全球卫星导航系统，使卫星定位由单一的GPS向全球导航卫星系统。导航卫星的组合使将来卫星定位精度更高，势必为工程测量的发展提供有力保证。

2. 变形观测理论：变形观测是研究变形信息数据的获取、分析和解释，以及预报变形的理论和方法。建筑物产生变形的原因有很多，一般来说，建筑物变形主要有三个方面原因引起：一是自然条件及其变化、建筑物地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度等；二是与建筑物自身相联系的，建筑物本身的负荷重，建筑物结构形式及荷载的作用；三是建筑物在使用过程中所产生的一系列荷载。变形观测按时间特征可分为静态式、运动式和动态式。变形分析包括变形的几何分析和物理解释。前者用于模拟时空的特征，后者用于解释变形和引起变形原因之间的关系。

3.工业测量：现代工业生产要求对产品的设计、仿真、生产的自动化流程，生产过程控制，产品质量检验与监控等进行快速的、高精度的测量和定位，并给出复杂形体的数字模型或运算轨迹等，利用传统的光学、机械等工业测量方法都无法完成，而利用电子经纬仪、全站仪数码相机等作为传感器，在计算器的控制下，工业测量系统完成工作并在现场进行测量数据的处理、分析和管理。这对工程测量提出了新的任务及目标，促使了工业测量的发展。

目前，工业测量发展迅速，产生了一系列先进的测量系统，主要有以下四个方面。一是电子经纬仪测量系统：经纬仪测量系统的硬件设备主要由高精度电子经纬仪、基准尺、接口和联机电缆及微机等组成。采用手动方式测量。二是全站仪极坐标测量系统：全站仪极坐标测量系统是由一台高精度的测角、测距全站仪构成的单台仪器三维坐标测量系统。全站仪极坐标测量系统功能全面，为特殊环境下的距离测量提供了方便。三是激光跟踪测量系统：激光跟踪测量系统可实现该表面的数字快速化，测量精度较高，因此它特别适合动态目标的监测。四是数字摄影测量系统：采用高分辨率的数码相机来提高精度，利用条码测量标志可以实现控制编号的自动识别，采用专用纹理可代替物体表面的标志设置，这些新技术也正促使数字摄影测量向完全自动化方向发展。

五、工程测量学的发展方向

随着科学的进步，社会的发展，建筑行业必然取得重大发展，建筑的发展必然使得工程测量学产生一定的进步。主要由以下五个发展方向：

1.在变形观测数据处理和大型工程建设中，其发展基于知识的信息系统，并进一步与其他学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测等各种问题。

2.以工程测量学的知识为基础，将会发展出更多精密的学科，以利用到其他领域。

3.GPS等高端设备的发展将会解决以往多种测量仪器所不能解决的难题，在多种领域发挥重大作用！

4.大型结构、精密结构、复杂工程的测量研究，将是工程测量学发展的一个重大特点。

5.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。

工程测量学的发展，主要表现在：从点到面；从静态到动态；从后处理到实时处理；高端设备的采用；测量范围的扩大；测量精度的提高。直接影响人们的生活环境，对提高人们的生活质量起着不可忽视的作用。

因此，工程测量学科是与人们生活息息相关，为国民经济建设服务，紧密与生产实践相结合的学科，随着科技的发展以及测绘科技技术本生的进步，为工程测量技术进步提供了更多新的方法和手段，有力地促进和推动工程测绘事业的进步和发展。