發(fā)布時(shí)間:2022-04-24 11:33:34
開(kāi)篇:寫(xiě)作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇工程測(cè)量論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
摘要:本文對(duì)工程測(cè)量學(xué)重新進(jìn)行了定義,指出了該學(xué)科的地位和研究應(yīng)用領(lǐng)域;闡述了工程測(cè)量學(xué)領(lǐng)域通用和專(zhuān)用儀器的發(fā)展;在理論方法發(fā)展方面,重點(diǎn)對(duì)平差理論、工程網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了歸納和總結(jié)。扼要地?cái)⑹隽舜笮吞胤N精密工程測(cè)量在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況。結(jié)合科研和開(kāi)發(fā)實(shí)踐,簡(jiǎn)介了地面控制與施工測(cè)量工程內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化自動(dòng)化系統(tǒng)——科傻系統(tǒng)。最后展望了21世紀(jì)工程測(cè)量學(xué)若干發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:工程測(cè)量工業(yè)測(cè)量精密工程測(cè)量測(cè)量機(jī)器人工程網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
一、學(xué)科地位和研究應(yīng)用領(lǐng)域
1.學(xué)科定義
工程測(cè)量學(xué)是研究地球空間(地面、地下、水下、空中)中具體幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和抽象幾何實(shí)體的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論方法和技術(shù)的一門(mén)應(yīng)用性學(xué)科。它主要以建筑工程、機(jī)器和設(shè)備為研究服務(wù)對(duì)象。
2.學(xué)科地位
測(cè)繪科學(xué)和技術(shù)(或稱(chēng)測(cè)繪學(xué))是一門(mén)具有悠久歷史和現(xiàn)展的一級(jí)學(xué)科。該學(xué)科無(wú)論怎樣發(fā)展,服務(wù)領(lǐng)域無(wú)論怎樣拓寬,與其他學(xué)科的交叉無(wú)論怎樣增多或加強(qiáng),學(xué)科無(wú)論出現(xiàn)怎樣的綜合和細(xì)分,學(xué)科名稱(chēng)無(wú)論怎樣改變,學(xué)科的本質(zhì)和特點(diǎn)都不會(huì)改變。總的來(lái)說(shuō),整個(gè)學(xué)科的二級(jí)學(xué)科仍應(yīng)作如下劃分:
——大地測(cè)量學(xué)(包括天文、幾何、物理、衛(wèi)星和海洋大地測(cè)量);
——工程測(cè)量學(xué)(含近景攝影測(cè)量和礦山測(cè)量);
——航空攝影測(cè)量與遙感學(xué);
——地圖制圖學(xué);
——不動(dòng)產(chǎn)地籍與土地整理。
3.研究應(yīng)用領(lǐng)域
目前國(guó)內(nèi)把工程建設(shè)有關(guān)的工程測(cè)量按勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)行管理三個(gè)階段劃分;也有按行業(yè)劃分成:線(xiàn)路(鐵路、公路等)工程測(cè)量、水利工程測(cè)量、橋隧工程測(cè)量、建筑工程測(cè)量、礦山測(cè)量、海洋工程測(cè)量、軍事工程測(cè)量、3維工業(yè)測(cè)量等,幾乎每一行業(yè)和工程測(cè)量都有相應(yīng)的著書(shū)或教材。
由Hennecke,Mueller,Werner3個(gè)德國(guó)人所編著的工程測(cè)量學(xué),主要按下述內(nèi)容進(jìn)行劃分和編寫(xiě):①測(cè)量?jī)x器和方法;②線(xiàn)路、鐵路、公路建設(shè)測(cè)量;③高層建筑測(cè)量;④地下建筑測(cè)量;⑤安全監(jiān)測(cè);⑥機(jī)器和設(shè)備測(cè)量。
由于工程測(cè)量的研究應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,發(fā)展變化也很快,因此寫(xiě)書(shū)十分困難。目前國(guó)內(nèi)外沒(méi)有一本全面涉及工程測(cè)量學(xué)理論、技術(shù)、方法和實(shí)際應(yīng)用的現(xiàn)代專(zhuān)著或教材。
國(guó)際測(cè)量師聯(lián)合會(huì)(FIG)的第六委員會(huì)稱(chēng)作工程測(cè)量委員會(huì),過(guò)去它下設(shè)4個(gè)工作組:測(cè)量方法和限差;土石方計(jì)算;變形測(cè)量;地下工程測(cè)量。此外還設(shè)了一個(gè)特別組:變形分析與解釋。現(xiàn)在,下設(shè)了6個(gè)工作組和2個(gè)專(zhuān)題組。6個(gè)工作組是:大型科學(xué)設(shè)備的高精度測(cè)量技術(shù)與方法;線(xiàn)路工程測(cè)量與優(yōu)化;變形測(cè)量;工程測(cè)量信息系統(tǒng);激光技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用;電子科技文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)。2個(gè)專(zhuān)題組是:工程和工業(yè)中的特殊測(cè)量?jī)x器;工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。
德國(guó)、瑞士、奧地利3個(gè)德語(yǔ)語(yǔ)系國(guó)家自50年起組織每3~4年舉行一次的“工程測(cè)量國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)”。過(guò)去把工程測(cè)量劃分為以下幾個(gè)專(zhuān)題:測(cè)量?jī)x器和數(shù)據(jù)獲取;數(shù)據(jù)解釋、處理和應(yīng)用;高層建筑和設(shè)備安裝測(cè)量;地下和深層建筑測(cè)量;環(huán)境和工程建筑物變形監(jiān)測(cè)。
1992年第11屆討論會(huì)的專(zhuān)題是:測(cè)量理論與測(cè)量方案;測(cè)量技術(shù)和測(cè)量系統(tǒng);信息系統(tǒng)和CAD;在建筑工程和工業(yè)中的應(yīng)用。
1996年的第12屆討論會(huì)的專(zhuān)題是:測(cè)量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng);監(jiān)測(cè)和控制;在工業(yè)和建筑工程中的質(zhì)量問(wèn)題;數(shù)據(jù)模型和信息系統(tǒng);交叉學(xué)科的大型工程項(xiàng)目。
從以上可見(jiàn),工程測(cè)量學(xué)的研究領(lǐng)域既有相對(duì)的固定性,又是不斷發(fā)展變化的。筆者認(rèn)為,工程測(cè)量學(xué)主要包括以工程建筑為對(duì)象的工程測(cè)量和以設(shè)備與機(jī)器安裝為對(duì)象的工業(yè)測(cè)量?jī)纱蟛糠帧T趯W(xué)科上可劃分為普通工程測(cè)量和精密工程測(cè)量。工程測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供測(cè)繪保障,滿(mǎn)足工程所提出的要求。精密工程測(cè)量代表著工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展方向,大型特種精密工程建設(shè)是促進(jìn)工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。
二、工程測(cè)量?jī)x器的發(fā)展
工程測(cè)量?jī)x器可分通用儀器和專(zhuān)用儀器。通用儀器中常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀和電磁波測(cè)距儀將逐漸被電子全測(cè)儀、電子水準(zhǔn)儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的軟件,向全能型和智能化方向發(fā)展。帶電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和程序控制的全站儀結(jié)合激光、通訊及CCD技術(shù),可實(shí)現(xiàn)測(cè)量的全自動(dòng)化,被稱(chēng)作測(cè)量機(jī)器人。測(cè)量機(jī)器人可自動(dòng)尋找并精確照準(zhǔn)目標(biāo),在1s內(nèi)完成一目標(biāo)點(diǎn)的觀測(cè),像機(jī)器人一樣對(duì)成百上千個(gè)目標(biāo)作持續(xù)和重復(fù)觀測(cè),可廣泛用于變形監(jiān)測(cè)和施工測(cè)量。GPS接收機(jī)已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。將GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人連接在一起,稱(chēng)超全站儀或超測(cè)量機(jī)器人。它將GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)與全站儀靈活的3維極坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)完美結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)無(wú)控制網(wǎng)的各種工程測(cè)量。
專(zhuān)用儀器是工程測(cè)量學(xué)儀器發(fā)展最活躍的,主要應(yīng)用在精密工程測(cè)量領(lǐng)域。其中,包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電(子)結(jié)合式的儀器或測(cè)量系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是:高精度、自動(dòng)化、遙測(cè)和持續(xù)觀測(cè)。
用于建立水平的或豎直的基準(zhǔn)線(xiàn)或基準(zhǔn)面,測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)(或基準(zhǔn)面)的偏距(垂距),稱(chēng)為基準(zhǔn)線(xiàn)測(cè)量或準(zhǔn)直測(cè)量。這方面的儀器有正、倒錘與垂線(xiàn)觀測(cè)儀,金屬絲引張線(xiàn),各種激光準(zhǔn)直儀、鉛直儀(向下、向上)、自準(zhǔn)直儀,以及尼龍絲或金屬絲準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)等。
在距離測(cè)量方面,包括中長(zhǎng)距離(數(shù)十米至數(shù)公里)、短距離(數(shù)米至數(shù)十米)和微距離(毫米至數(shù)米)及其變化量的精密測(cè)量。以ME5000為代表的精密激光測(cè)距儀和TERRAMETERLDM2雙頻激光測(cè)距儀,中長(zhǎng)距離測(cè)量精度可達(dá)亞毫米級(jí);可喜的是,許多短距離、微距離測(cè)量都實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化,其中最典型的代表是銦瓦線(xiàn)尺測(cè)距儀DISTINVAR,應(yīng)變儀DISTERMETERISETH,石英伸縮儀,各種光學(xué)應(yīng)變計(jì),位移與振動(dòng)激光快速遙測(cè)儀等。采用多譜勒效應(yīng)的雙頻激光干涉儀,能在數(shù)十米范圍內(nèi)達(dá)到0.01μm的計(jì)量精度,成為重要的長(zhǎng)度檢校和精密測(cè)量設(shè)備;采用CCD線(xiàn)列傳感器測(cè)量微距離可達(dá)到百分之幾微米的精度,它們使距離測(cè)量精度從毫米、微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)世界。
高程測(cè)量方面,最顯著的發(fā)展應(yīng)數(shù)液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通過(guò)各種類(lèi)型的傳感器測(cè)量容器的液面高度,可同時(shí)獲取數(shù)十乃至數(shù)百個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程,具有高精度、遙測(cè)、自動(dòng)化、可移動(dòng)和持續(xù)測(cè)量等特點(diǎn)。兩容器間的距離可達(dá)數(shù)十公里,如用于跨河與跨海峽的水準(zhǔn)測(cè)量;通過(guò)一種壓力傳感器,允許兩容器之間的高差從過(guò)去的數(shù)厘米達(dá)到數(shù)米。
與高程測(cè)量有關(guān)的是傾斜測(cè)量(又稱(chēng)撓度曲線(xiàn)測(cè)量),即確定被測(cè)對(duì)象(如橋、塔)在豎直平面內(nèi)相對(duì)于水平或鉛直基準(zhǔn)線(xiàn)的撓度曲線(xiàn)。各種機(jī)械式測(cè)斜(傾)儀、電子測(cè)傾儀都向著數(shù)字顯示、自動(dòng)記錄和靈活移動(dòng)等方向發(fā)展,其精度達(dá)微米級(jí)。
具有多種功能的混合測(cè)量系統(tǒng)是工程測(cè)量專(zhuān)用儀器發(fā)展的顯著特點(diǎn),采用多傳感器的高速鐵路軌道測(cè)量系統(tǒng),用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)跟蹤沿鐵路軌道前進(jìn)的測(cè)量車(chē),測(cè)量車(chē)上裝有棱鏡、斜傾傳感器、長(zhǎng)度傳感器和微機(jī),可用于測(cè)量軌道的3維坐標(biāo)、軌道的寬度和傾角。液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量與金屬絲準(zhǔn)直集成的混合測(cè)量系統(tǒng)在數(shù)百米長(zhǎng)的基準(zhǔn)線(xiàn)上可精確測(cè)量測(cè)點(diǎn)的高程和偏距。
綜上所述,工程測(cè)量專(zhuān)用儀器具有高精度(亞毫米、微米乃至納米)、快速、遙測(cè)、無(wú)接觸、可移動(dòng)、連續(xù)、自動(dòng)記錄、微機(jī)控制等特點(diǎn),可作精密定位和準(zhǔn)直測(cè)量,可測(cè)量?jī)A斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,還可測(cè)振動(dòng)頻率以及物體的動(dòng)態(tài)行為。
三、工程測(cè)量理論方法的發(fā)展
1.測(cè)量平差理論
最小二乘法廣泛應(yīng)用于測(cè)量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱(chēng)為概括平差模型,它是各種經(jīng)典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型。測(cè)量誤差理論主要表現(xiàn)在對(duì)模型誤差的研究上,主要包括:平差中函數(shù)模型誤差、隨機(jī)模型誤差的鑒別或診斷;模型誤差對(duì)參數(shù)估計(jì)的影響,對(duì)參數(shù)和殘差統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的影響;病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測(cè)方案設(shè)計(jì)的關(guān)系。由于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)參考點(diǎn)穩(wěn)定性檢驗(yàn)的需要,導(dǎo)致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測(cè)值粗差的研究促進(jìn)了控制網(wǎng)可靠性理論,以及變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)變形和觀測(cè)值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展。針對(duì)觀測(cè)值存在粗差的客觀實(shí)際,出現(xiàn)了穩(wěn)健估計(jì)(或稱(chēng)抗差估計(jì));針對(duì)法方程系數(shù)陣存在病態(tài)的可能,發(fā)展了有偏估計(jì)。與最小二乘估計(jì)相區(qū)別,穩(wěn)健估計(jì)和有偏估計(jì)稱(chēng)為非最小二乘估計(jì)。
巴爾達(dá)的數(shù)據(jù)探測(cè)法對(duì)觀測(cè)值中只存在一個(gè)粗差時(shí)有效,穩(wěn)健估計(jì)法具有抵抗多個(gè)粗差影響的優(yōu)點(diǎn)。建立改正數(shù)向量與觀測(cè)值真誤差向量之間的函數(shù)關(guān)系,可對(duì)多個(gè)粗差同時(shí)進(jìn)行定位和定值,這種方法已在通用平差軟件包中得到算法實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。
方差和協(xié)方差分量估計(jì)實(shí)質(zhì)上是精化平差的隨機(jī)模型,過(guò)去一直僅停留在理論的研究上。實(shí)際中,要求對(duì)多種觀測(cè)量進(jìn)行綜合處理,因此,方差分量估計(jì)已成為測(cè)量平差的必備內(nèi)容了。目前,通用平差軟件包中已增加了該功能,但還需要在測(cè)量規(guī)范中明確提出來(lái)。
需要指出的是:許多測(cè)量作業(yè)單位喜歡采用附合導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行逐級(jí)加密,主要依據(jù)目前規(guī)范中有關(guān)一、二、三級(jí)導(dǎo)線(xiàn)和圖根導(dǎo)線(xiàn)的規(guī)定。無(wú)疑附合導(dǎo)線(xiàn)具有許多優(yōu)點(diǎn),但由于多余觀測(cè)少,發(fā)現(xiàn)和抵抗粗差的能力較弱,不宜濫用。建立一個(gè)區(qū)域的控制,首級(jí)網(wǎng)點(diǎn)采用GPS測(cè)量,下面最好用一個(gè)等級(jí)的導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)作全面加密。從測(cè)量平差理論來(lái)看,全面布設(shè)的導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)具有更好的圖形強(qiáng)度,精密較均勻,可靠性也較高。
2.工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法
網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件,解求目標(biāo)函數(shù)的極大值或極小值。一般將網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件。網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)主要有精度、可靠性和建網(wǎng)費(fèi)用,對(duì)于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)還包括網(wǎng)的靈敏度或可區(qū)分性。對(duì)于網(wǎng)的平差模型而言,按固定參數(shù)和待定參數(shù)的不同,網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)又分為零類(lèi)、一類(lèi)、二類(lèi)和三類(lèi)優(yōu)化設(shè)計(jì),涉及到網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì),網(wǎng)形、觀測(cè)值精度以及觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)。在工程測(cè)量中,施工控制網(wǎng)、安裝控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)都需要作優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于采用GPS定位技術(shù)和電磁波測(cè)距,網(wǎng)的幾何圖形概念與傳統(tǒng)的測(cè)角網(wǎng)有很大的區(qū)別。除特別的精密控制網(wǎng)可考慮用專(zhuān)門(mén)編寫(xiě)的解析法優(yōu)化設(shè)計(jì)程序作網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)外,其他的網(wǎng)都可用模擬法進(jìn)行設(shè)計(jì)。模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件功能和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟主要是:根據(jù)設(shè)計(jì)資料和地圖資料在圖上選點(diǎn)布網(wǎng),獲取網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)(最好將資料作數(shù)字化掃描并在微機(jī)上進(jìn)行)。模擬觀測(cè)方案,根據(jù)儀器確定觀測(cè)值精度,可進(jìn)一步模擬觀測(cè)值。計(jì)算網(wǎng)的各種質(zhì)量指標(biāo)如精度、可靠性、靈敏度。精度應(yīng)包括點(diǎn)位精度、相鄰點(diǎn)位精度、任意兩點(diǎn)間的相對(duì)精度、最弱點(diǎn)和最弱邊精度、邊長(zhǎng)和方位角精度。進(jìn)一步可計(jì)算坐標(biāo)未知數(shù)的協(xié)方差陣或部分點(diǎn)坐標(biāo)的協(xié)方差陣,協(xié)方差陣的主成份計(jì)算,特征值計(jì)算,點(diǎn)位誤差橢圓、置信橢圓的計(jì)算等。可靠性包括每個(gè)觀測(cè)值的多余觀測(cè)分量(內(nèi)部可靠性)和某一觀測(cè)值的粗差界限值對(duì)平差坐標(biāo)的影響(外部可靠性)。靈敏度包括靈敏度橢圓、在給定變形向量下的靈敏度指標(biāo)以及觀測(cè)值的靈敏度影響系數(shù)。將計(jì)算出的各質(zhì)量指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)比較,使之既滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,又不致于有太大的富余。通過(guò)改變觀測(cè)值的精度或改變觀測(cè)方案(增加或減少觀測(cè)值)或局部改變網(wǎng)形(增加或減少網(wǎng)點(diǎn))等方法重新作上述設(shè)計(jì)計(jì)算,直到獲取一個(gè)較好的結(jié)果。
在實(shí)踐中,總結(jié)出了下述優(yōu)化設(shè)計(jì)策略:先固定觀測(cè)值的精度,對(duì)選取的網(wǎng)點(diǎn),觀測(cè)所有可能的邊和方向,計(jì)算網(wǎng)的質(zhì)量的指標(biāo),若質(zhì)量偏低,則必須提高觀測(cè)值的精度。在某一組先驗(yàn)精度下,若網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)偏高了,這時(shí)可按觀測(cè)值的內(nèi)部可靠性指標(biāo)ri,刪減觀測(cè)值。ri太大,說(shuō)明該觀測(cè)值顯得多余,應(yīng)刪去;若ri很小,則該觀測(cè)值的精度不宜增加。這種根據(jù)ri大小來(lái)刪除觀測(cè)值的方法稱(chēng)為從“密”到“疏”,從“肥”到“瘦”的優(yōu)化策略。
從模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程來(lái)看,它是一種試算法,需要有一個(gè)好的軟件。該軟件除具有通用平差軟件的功能外,在成果輸出的多樣性、直觀性,在可視化以及人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)方面都有更高要求。同時(shí)也要求設(shè)計(jì)者具有堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。
用模擬法可獲得一個(gè)相對(duì)較優(yōu)且切實(shí)可行的方案,可進(jìn)一步用模擬觀測(cè)值作網(wǎng)的平差計(jì)算,同時(shí)可模擬觀測(cè)值粗差并計(jì)算對(duì)結(jié)果的影響。這種方法稱(chēng)為數(shù)學(xué)扭曲法或蒙特卡洛法。對(duì)于一個(gè)精度、可靠性以及靈敏度要求極高的監(jiān)測(cè)網(wǎng)或精密控制網(wǎng),作上述優(yōu)化設(shè)計(jì)和精細(xì)計(jì)算是十分必要的。國(guó)內(nèi)在這方面的應(yīng)用報(bào)道較少。多是為了安全起見(jiàn),有較大的質(zhì)量富余,建網(wǎng)費(fèi)用偏高。網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)費(fèi)用很少,所帶來(lái)的效益較大,凡是較重要的工程控制網(wǎng),都應(yīng)作優(yōu)化設(shè)計(jì)。
3.變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理
工程建筑物及與工程有關(guān)的變形的監(jiān)測(cè)、分析及預(yù)報(bào)是工程測(cè)量學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容。其中的變形分析和預(yù)報(bào)涉及到變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理。但變形分析和預(yù)報(bào)的范疇更廣,屬于多學(xué)科的交叉。
(1)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的幾種典型方法
根據(jù)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制變形過(guò)程曲線(xiàn)是一種最簡(jiǎn)單而有效的數(shù)據(jù)處理方法,由過(guò)程曲線(xiàn)可作趨勢(shì)分析。如果將變形觀測(cè)數(shù)據(jù)與影響因子進(jìn)行多元回歸分析和逐步回歸計(jì)算,可得到變形與顯著性因子間的函數(shù)關(guān)系,除作物理解釋外,也可用于變形預(yù)報(bào)。多元回歸分析需要較長(zhǎng)的一致性好的多組時(shí)間序列數(shù)據(jù)。
若僅對(duì)變形觀測(cè)數(shù)據(jù),可采用灰色系統(tǒng)理論或時(shí)間序列分析理論建模,前者可針對(duì)小數(shù)據(jù)量的時(shí)間序列,對(duì)原始數(shù)列采用累加生成法變?yōu)樯蓴?shù)列,因此有減弱隨機(jī)性、增加規(guī)律性的作用。如果對(duì)一個(gè)變形觀測(cè)量(如位移)的時(shí)間序列,通過(guò)建立一階或二階灰微分方程提取變形的趨勢(shì)項(xiàng),然后再采用時(shí)序分析中的自回歸滑動(dòng)平均模型ARMA,這種組合建模的方法,可分性好且具有以下顯著優(yōu)點(diǎn):將非平穩(wěn)相關(guān)時(shí)序轉(zhuǎn)化為獨(dú)立的平衡時(shí)序;具有同時(shí)進(jìn)行平滑、濾波和推估的作用;模型參數(shù)聚集了系統(tǒng)輸出的特征和狀態(tài);這種組合模型是基于輸出的等價(jià)系統(tǒng)的理想動(dòng)態(tài)模型。
把變形體視為一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng),將一組觀測(cè)值作為系統(tǒng)的輸出,可以用卡爾曼濾波模型來(lái)描述系統(tǒng)的狀態(tài)。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)由狀態(tài)方程和觀測(cè)方程描述,以監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置、速率和加速率參數(shù)為狀態(tài)向量,可構(gòu)造一個(gè)典型的運(yùn)動(dòng)模型。狀態(tài)方程中要加進(jìn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)噪聲。卡爾曼濾波的優(yōu)點(diǎn)是勿需保留用過(guò)的觀測(cè)值序列,按照一套遞推算法,把參數(shù)估計(jì)和預(yù)報(bào)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。除觀測(cè)值的隨機(jī)模型外,動(dòng)態(tài)噪聲向量的協(xié)方差陣估計(jì)和初始周期狀態(tài)向量及其協(xié)方差陣的確定值得注意。采用自適應(yīng)卡爾曼濾波可較好地解決動(dòng)態(tài)噪聲協(xié)方差的實(shí)時(shí)估計(jì)問(wèn)題。卡爾曼濾波特別適合滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理;也可用于靜態(tài)點(diǎn)場(chǎng)、似靜態(tài)點(diǎn)場(chǎng)在周期的觀測(cè)中顯著性變化點(diǎn)的檢驗(yàn)識(shí)別。
對(duì)于具有周期性變化的變形觀測(cè)時(shí)間序列,通過(guò)Fourier變換,可將時(shí)域內(nèi)的信息轉(zhuǎn)變到頻域內(nèi)分析,例如大壩的水平位移、橋梁的垂直位移都具有明顯的周期性。在某一觀測(cè)時(shí)刻的觀測(cè)值數(shù)字信號(hào)可表示為許多個(gè)不同頻率的諧波分量之和,通過(guò)計(jì)算各諧波頻率的振幅,最大振幅以及所對(duì)應(yīng)的主頻率等,可揭示變形的周期變化規(guī)律。若將變形體視為動(dòng)態(tài)系統(tǒng),變形視為輸出,各種影響因子視為輸入,并假設(shè)系統(tǒng)是線(xiàn)性的,輸入輸出信號(hào)是平穩(wěn)的,則通過(guò)頻譜分析中的相干函數(shù)、頻響函數(shù)和響應(yīng)譜函數(shù)估計(jì),可以分析輸入輸出信號(hào)之間的相干性,輸入對(duì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)(即影響變形的主要因素及其頻譜特性)。
(2)變形的幾何分析與物理解釋
傳統(tǒng)的方法將變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理分為變形的幾何分析和物理解釋。幾何分析在于描述變形的空間及時(shí)間特性,主要包括模型初步鑒別、模型參數(shù)估計(jì)和模擬統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)及最佳模型選取3個(gè)步驟。變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的參考網(wǎng)、相對(duì)網(wǎng)在周期觀測(cè)下,參考點(diǎn)的穩(wěn)定性檢驗(yàn)和目標(biāo)點(diǎn)和位移值計(jì)算是建立變形模型的基礎(chǔ)。變形模型既可根據(jù)變形體的物理力學(xué)性質(zhì)和地質(zhì)信息選取,也可根據(jù)點(diǎn)場(chǎng)的位移矢量和變形過(guò)程曲線(xiàn)選取。此外,前述的時(shí)間序列分析,灰色理論建模、卡爾曼濾波以及時(shí)間序列頻域法分析中的主頻率和振幅計(jì)算等也可看作變形的幾何分析。
變形的物理解釋在于確定變形與引起變形的原因之間的關(guān)系,通常采用統(tǒng)計(jì)分析法和確定函數(shù)法。統(tǒng)計(jì)分析法包括多元回歸分析、灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)度分析以及時(shí)間序列頻域法分析中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析等。統(tǒng)計(jì)分析法以實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ),觀測(cè)資料愈豐富、質(zhì)量愈高,其結(jié)果愈可靠,且具有“后驗(yàn)”性質(zhì),它與變形的幾何分析具有密切的關(guān)系,是測(cè)量工作者最熟悉和樂(lè)于采用的方法。確定函數(shù)法是根據(jù)變形體的物理力學(xué)參數(shù),建立力(荷載)和變形之間的函數(shù)關(guān)系如位移場(chǎng)的微分方程,在邊界條件已知時(shí),采用有限元法解微分方程,可得到變形體有限元結(jié)點(diǎn)上的變形。采用有限元法,可以計(jì)算混凝土大壩、礦山地表以及滑坡在外力(表面力和體力)作用下的位移值。這種方法不需要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)僅作檢驗(yàn)用),具有“先驗(yàn)”性質(zhì)。只要有限元?jiǎng)澐值卯?dāng),變形體的物理力學(xué)參數(shù)(如楊氏彈性模量,泊松比,內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力以及容重等)選取得較好,該法無(wú)疑是一種多快好省的方法,目前有許多有限元計(jì)算軟件如COSMOS/M供用。但變形體的物理力學(xué)參數(shù)的確定和所建立的微分方程都帶有一定的假設(shè),有時(shí)用有限元法計(jì)算的值與實(shí)測(cè)值有較大的差異,這就導(dǎo)致了將兩種方法相結(jié)合的綜合分析法,以及根據(jù)實(shí)測(cè)值按一定理論反求變形體物理力學(xué)參數(shù)的反演分析法,通過(guò)反演解算,重新用有限元法作修正計(jì)算。相對(duì)于有限元法,條分法用于邊坡穩(wěn)定性分析、計(jì)算和評(píng)價(jià)更為簡(jiǎn)單,其中薩爾碼(SARMA)法應(yīng)用最普遍,根據(jù)力學(xué)模型、幾何條件和靜力平衡方程,對(duì)平衡條件作迭代計(jì)算,可定量的得到邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)——穩(wěn)定安全系統(tǒng)。一般要求對(duì)條分法和有限元法同時(shí)使用。上述方法對(duì)大多數(shù)測(cè)量工作者來(lái)說(shuō)較為陌生,用確定函數(shù)法進(jìn)行地變形的物理解釋和預(yù)測(cè)屬于學(xué)科交叉領(lǐng)域,需要與地質(zhì)和工程結(jié)構(gòu)方面的人員合作。
(3)變形分析與預(yù)報(bào)的系統(tǒng)論方法
用現(xiàn)代系統(tǒng)論為指導(dǎo)進(jìn)行變形分析與預(yù)報(bào)是目前研究的一個(gè)方向。變形體是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),它具有多層次高維的灰箱或黑箱式結(jié)構(gòu),是非線(xiàn)性的,開(kāi)放性(耗散)的,它還具有隨機(jī)性,這種隨機(jī)性除包括外界干擾的不確定性外,還表現(xiàn)在對(duì)初始狀態(tài)的敏感性和系統(tǒng)長(zhǎng)期行為的混沌性。此外,還具有自相似性、突變性、自組織性和動(dòng)態(tài)性等特征。
按系統(tǒng)論方法,對(duì)變形體系統(tǒng)一般采用輸入—輸出模型和動(dòng)力學(xué)方程兩種建模方法進(jìn)行研究,前者系針對(duì)黑箱或灰箱系統(tǒng)建模,前述的時(shí)序分析、卡爾曼濾波、灰色系統(tǒng)建模、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型乃至多元回歸分析法都可以視為輸入—輸出建模法。采用動(dòng)力學(xué)方程建模與變形物理解釋中的確定函數(shù)法相似,系根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的物理規(guī)律建立確定的微分方程來(lái)描述系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)演化。但對(duì)動(dòng)力學(xué)方程不是通過(guò)有限元法求解,而是在對(duì)系統(tǒng)受力和變形認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,用低階的簡(jiǎn)化的在數(shù)學(xué)上可解和可分析的模型來(lái)模擬變形過(guò)程,模型解算的結(jié)果基本符合客觀事實(shí)。例如用彈簧滑塊模型模擬地震過(guò)程的混沌狀態(tài)和高邊坡的粘滑過(guò)程,用單滑塊模型模擬大壩的變形過(guò)程,用尖點(diǎn)突變模型解釋大壩失穩(wěn)的機(jī)理。對(duì)動(dòng)力學(xué)方程的解的研究是系統(tǒng)論分析方法的優(yōu)秀,為此引入了許多與動(dòng)力系統(tǒng)有關(guān)的基本概念,這些概念與變形分析和預(yù)報(bào)密切相關(guān),它們是:狀態(tài)空間或相空間(稱(chēng)解空間)、相軌線(xiàn)、吸引子、相體積、李亞普諾夫指數(shù)和柯?tīng)柲缏宸蜢氐取@缦嘬壘€(xiàn)代表相點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的跡線(xiàn),每一個(gè)相點(diǎn)代表狀態(tài)向量(變形、速率或影響因子)在某一時(shí)刻的解;吸引子代表系統(tǒng)的一種穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),它可以是一個(gè)穩(wěn)定的相點(diǎn)位,環(huán)或環(huán)面,也可以是相空間的一個(gè)有限區(qū)域,對(duì)于局部不穩(wěn)定的非線(xiàn)性系統(tǒng),將出現(xiàn)分?jǐn)?shù)維的奇怪吸引子,表示系統(tǒng)將出現(xiàn)混沌狀態(tài)。李亞普諾夫指數(shù)描述系統(tǒng)對(duì)于初始條件的敏感特征,根據(jù)其符號(hào)可以判斷吸引子的類(lèi)型以及軌線(xiàn)是發(fā)散的還是吸引(收斂)的。柯?tīng)柲缏宸蜢貏t是系統(tǒng)不確定性的量度,由它可導(dǎo)出系統(tǒng)變形平均可預(yù)報(bào)的時(shí)間尺度。對(duì)變形觀測(cè)的時(shí)間序列(如位移量)進(jìn)行相空間重構(gòu),并按一定的算法計(jì)算吸引子的關(guān)聯(lián)維數(shù),柯?tīng)柲缏宸蜢睾屠顏喥罩Z夫指數(shù)等,可在整體上定性地認(rèn)識(shí)變形的規(guī)律。另外,也可根據(jù)監(jiān)測(cè)資料,反演變形體系統(tǒng)的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)方程。
系統(tǒng)論方法還涉及變形體運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究,這種穩(wěn)定性在數(shù)學(xué)上可轉(zhuǎn)化為微分方程穩(wěn)定性的研究,主要采用李亞普諾夫提出的判別方法。
系統(tǒng)論方法涉及到許多非線(xiàn)性科學(xué)學(xué)科的知識(shí),如系統(tǒng)論、控制論、信息論、突變論、協(xié)同論、分形、混沌理論、耗散結(jié)構(gòu)等。上述理論遠(yuǎn)不是工程測(cè)量工作者所能掌握的,將系統(tǒng)論方法與變形分析與預(yù)報(bào)相結(jié)合的研究只是初步的,希望有更多的青年學(xué)者加入到這一研究領(lǐng)域來(lái)。
四、大型特種精密工程測(cè)量
大型特種精密工程建設(shè)和對(duì)測(cè)繪的要求是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的動(dòng)力。這里僅簡(jiǎn)單介紹國(guó)內(nèi)外有關(guān)情況。
1.國(guó)內(nèi)覽勝
三峽水利樞紐工程變形監(jiān)測(cè)和庫(kù)區(qū)地殼形變、滑坡、巖崩以及水庫(kù)誘發(fā)地震監(jiān)測(cè),其規(guī)模之大,監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之多,都堪稱(chēng)世界之最。不僅采用目前國(guó)內(nèi)外最成熟最先進(jìn)的儀器、技術(shù),在實(shí)踐中也在不斷發(fā)展新的技術(shù)和方法,如對(duì)滑坡體變形與失穩(wěn)研究的計(jì)算機(jī)智能仿真系統(tǒng);擬進(jìn)行研究的三峽庫(kù)區(qū)滑坡泥石流預(yù)報(bào)的3S工程等,都涉及到精密工程測(cè)量。隔河巖大壩外部變形觀測(cè)的GPS實(shí)時(shí)持續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置精度達(dá)到了亞毫米。該工程用地面方法建立的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng),其最弱點(diǎn)精度優(yōu)于±1.5mm。
北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的精密控制網(wǎng),精度達(dá)±0.3mm。設(shè)備定位精度優(yōu)于±0.2mm,200m直線(xiàn)段漂移管直線(xiàn)精度達(dá)±0.1mm。大亞灣核電站控制網(wǎng)精度達(dá)±2mm,秦山核電站的環(huán)型安裝測(cè)量控制網(wǎng)精度達(dá)±0.1mm。
上海楊浦大橋控制網(wǎng)的最弱點(diǎn)精度達(dá)±0.2mm,橋墩點(diǎn)位標(biāo)定精度達(dá)±0.1mm;武漢長(zhǎng)江二橋全橋的貫通精度(跨距和墩中心偏差)達(dá)毫米級(jí)。高454m的東方明珠電視塔對(duì)于長(zhǎng)114m、重300t的鋼桅桿天線(xiàn),安裝的垂準(zhǔn)誤差僅±9mm。
長(zhǎng)18.4km的秦嶺隧道,洞外GPS網(wǎng)的平均點(diǎn)位精度優(yōu)于±3mm,一等精密水準(zhǔn)線(xiàn)路長(zhǎng)120多公里。目前輔助隧道已貫通,僅一個(gè)貫通面的情況下,橫向貫通誤差為12mm,高程方向的貫通誤差只有3mm。
2.國(guó)外簡(jiǎn)述
國(guó)外的大型特種精密工程更不勝枚舉。以大型粒子加速器為例,德國(guó)漢堡的粒子加速器研究中心,堪稱(chēng)特種精密工程測(cè)量的歷史博物館。1959年建的同步加速器,直徑僅100m,1978年的正負(fù)電子儲(chǔ)存環(huán),直徑743m,1990年的電子質(zhì)子儲(chǔ)存環(huán),直徑2000m。為了減少能量損失,改用直線(xiàn)加速器代替環(huán)形加速器,正在建的直線(xiàn)加速器長(zhǎng)達(dá)30km,100~300m的磁件相鄰精度要求優(yōu)于±0.1mm,磁件的精密定位精度僅幾個(gè)微米,并能以納米級(jí)的精度確定直線(xiàn)度。整個(gè)測(cè)量過(guò)程都是無(wú)接觸自動(dòng)化的。用精密激光測(cè)距儀TC2002K距離測(cè)量,其測(cè)距精度與ME5000相當(dāng),對(duì)平均邊長(zhǎng)為50m的3800條邊,改正數(shù)小于0.1mm的占95%。美國(guó)的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī),其直徑達(dá)27km,為保證橢圓軌道上的投影變形最小且位于一平面上,利用了一種雙重正形投影。所作的各種精密測(cè)量,均考慮了重力和潮汐的影響。主網(wǎng)和加密網(wǎng)采用GPS測(cè)量,精度優(yōu)于1×10-6D。
露天煤礦的大型挖煤機(jī)開(kāi)挖量的動(dòng)態(tài)測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)(德國(guó))。大型挖煤機(jī)長(zhǎng)140m,高65m,自重8000t,其挖斗輪的直徑17.8m,每天挖煤量可達(dá)10多萬(wàn)噸。為了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地得到挖煤機(jī)的采煤量,在其上安置了3臺(tái)GPS接收機(jī),與參考站無(wú)線(xiàn)電實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和差分動(dòng)態(tài)定位,挖煤機(jī)上兩點(diǎn)間距離的精度可達(dá)±1.5cm。根據(jù)3臺(tái)接收機(jī)的坐標(biāo),按一定幾何模型可計(jì)算出挖煤機(jī)挖斗輪的位置及采煤層截曲面,可計(jì)算出采煤量,經(jīng)對(duì)比試驗(yàn),其精度達(dá)7%~4%。這是GPS,GIS技術(shù)相結(jié)合在大型特種工程中應(yīng)用的一個(gè)典型例子。
核電站冷卻塔的施工測(cè)量系統(tǒng)。南非某一核電站的冷卻塔高165m,直徑163m。在整個(gè)施工過(guò)程中,要求每一高程面上塔壁中心線(xiàn)與設(shè)計(jì)的限差小于±50mm,在塔高方向上每10m的相鄰精度優(yōu)于10mm。由于在建造過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地基地質(zhì)構(gòu)造不良,出現(xiàn)不均勻沉陷,使塔身產(chǎn)生變形。為此,要根據(jù)精密測(cè)量資料擬合出實(shí)際的塔壁中心線(xiàn)作為修改設(shè)計(jì)的依據(jù)。采用測(cè)量機(jī)器人用極坐標(biāo)法作3維測(cè)量,對(duì)每一施工層,沿塔外壁設(shè)置了1600多個(gè)目標(biāo)點(diǎn),在夜間可完成全部測(cè)量工作。對(duì)大量的測(cè)量資料通過(guò)恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理模型使精度提高了一至數(shù)倍,所達(dá)到的相鄰精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了設(shè)計(jì)要求。精密測(cè)量不僅是施工的質(zhì)量保證,也為整治工程病害提供了可靠的資料,同時(shí)也能對(duì)整治效果作出精確評(píng)價(jià)。
瑞士阿爾卑斯山的特長(zhǎng)雙線(xiàn)鐵路隧道哥特哈德長(zhǎng)達(dá)57km,為該工程特地重新作了國(guó)家大地測(cè)量(LV95),采用GPS技術(shù)施測(cè)的控制網(wǎng),平面精度達(dá)±7mm,高程精度約±2cm。以厘米級(jí)的精度確定出了整個(gè)地區(qū)的大地水準(zhǔn)面。為加快進(jìn)度和避開(kāi)不良地質(zhì)段,中間設(shè)了3個(gè)豎井,共4個(gè)貫通面,橫向貫通誤差允許值為69~92mm(較只設(shè)一個(gè)貫通面可縮短工期11年)。整個(gè)隧道的工程投資預(yù)計(jì)約15億瑞士法朗,計(jì)劃于2004年全線(xiàn)貫通。
高聳建筑物方面,有人設(shè)想,在21世紀(jì)將建造2000m乃至4000m的摩天大廈,這不僅是建筑師的夢(mèng)想,也是對(duì)測(cè)量工程師的挑戰(zhàn)。
五、科技研究開(kāi)發(fā)實(shí)踐
將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力是科研的最終目的,作為一門(mén)應(yīng)用性學(xué)科,這種轉(zhuǎn)化尤為重要。它主要表現(xiàn)在軟硬件的開(kāi)發(fā)研制上。
基于掌上電腦的地面控制與施工測(cè)量工程內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化自動(dòng)化系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)科傻系統(tǒng))是我們近年來(lái)所作的一項(xiàng)科技研究開(kāi)發(fā)實(shí)踐。科傻系統(tǒng)是對(duì)電子全站儀實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)控制數(shù)據(jù)采集。掌上電腦上可固化兩個(gè)軟件包,一個(gè)用于地面控制測(cè)量數(shù)據(jù)采集、檢查、預(yù)處理、概算以及網(wǎng)平差等(稱(chēng)科傻一);一個(gè)用于工程放樣、道路測(cè)量以及碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集(稱(chēng)科傻三)。另外,在微機(jī)上研制了一個(gè)“現(xiàn)代測(cè)量控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理通用軟件包”(稱(chēng)科傻二)。上述3個(gè)軟件包既可獨(dú)立使用,又有密切的聯(lián)系(特別是科傻一與科傻二之間)。科傻一可用于任意2、3維工程控制網(wǎng),國(guó)家及城市等級(jí)網(wǎng),一、二、三級(jí)導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)以及圖根加密網(wǎng)的在線(xiàn)或離線(xiàn)數(shù)據(jù)采集到網(wǎng)平差,實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理的一體化。同時(shí)也可作一、二、三、四等和等外水準(zhǔn)測(cè)量從數(shù)據(jù)采集到網(wǎng)平差的數(shù)據(jù)處理。科傻二除具有任意網(wǎng)形、任意規(guī)模的地面平面、高程控制網(wǎng)的平差功能外,還包含近似坐標(biāo)計(jì)算,稀疏矩陣壓縮存貯,網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化排序,閉合差自動(dòng)計(jì)算,概算,粗差定值計(jì)算和改正,方差分量估計(jì),貫通誤差影響值估算,工程控制網(wǎng)模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì),控制網(wǎng)數(shù)據(jù)管理,網(wǎng)圖顯繪,成果報(bào)表輸出,以及與掌上電腦、全站儀的數(shù)據(jù)通訊等功能。
科傻系統(tǒng)集成了測(cè)量學(xué)、控制測(cè)量學(xué)、工程測(cè)量學(xué)、測(cè)量平差等課程的有關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和長(zhǎng)期科研成果,可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、教學(xué)及科技開(kāi)發(fā)活動(dòng)。
基于科傻系統(tǒng)的主要功能,在索佳Powerset2000電腦型全站儀上,已成功地開(kāi)發(fā)了全中文版軟件包,這種全站儀通過(guò)軟件開(kāi)發(fā),功能得到大大增強(qiáng),故稱(chēng)為全能型全站儀。結(jié)合專(zhuān)業(yè)測(cè)量特點(diǎn),我們?cè)诳粕迪到y(tǒng)的基礎(chǔ)上還研制開(kāi)發(fā)了“鐵路施工測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理系統(tǒng)”。該軟件包也通過(guò)了鐵道部的鑒定,將在整個(gè)鐵路系統(tǒng)的測(cè)量單位推廣應(yīng)用。對(duì)于城市工程測(cè)量、地籍測(cè)量、水利工程測(cè)量等各種測(cè)量,只要對(duì)科傻系統(tǒng)稍加修改,都可以滿(mǎn)足測(cè)量工程數(shù)據(jù)采集和處理的一體化自動(dòng)化要求。同時(shí),可將科傻系統(tǒng)移植應(yīng)用到不同型號(hào)的電腦型全站儀上和商品化掌上電腦上,進(jìn)一步擴(kuò)大用戶(hù)。如果移植到測(cè)量機(jī)器人上,并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)各種智能化應(yīng)用程序,可應(yīng)用到滑坡監(jiān)測(cè)、施工測(cè)量中以及工業(yè)測(cè)量。若再開(kāi)發(fā)與GPS網(wǎng)平差和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位軟件的集成軟件包,并研制開(kāi)發(fā)相應(yīng)的軟件,可望大大改變目前工程測(cè)量領(lǐng)域的面貌。
通過(guò)科技研究開(kāi)發(fā)實(shí)踐,我們深刻體會(huì)到科技是第一生產(chǎn)力的科學(xué)論斷,感受到了為社會(huì)作貢獻(xiàn)的人生價(jià)值的樂(lè)趣。科技開(kāi)發(fā)和成果轉(zhuǎn)化必須有具備以下特點(diǎn):是真正的轉(zhuǎn)化而不是抄襲,必須有自己的研究成果;有一定特色;既要有通用性也要專(zhuān)業(yè)化;易于擴(kuò)展和維護(hù),要不斷完善并推陳出新;要有市場(chǎng)觀念、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和為用戶(hù)服務(wù)的態(tài)度。
六、工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展展望
展望21世紀(jì),工程測(cè)量學(xué)在以下方面將得到顯著發(fā)展:
1.測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展,其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大,影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng);
2.在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中,將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng),并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合,解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問(wèn)題。
3.工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、3維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量,如人體各器官或部位的顯微測(cè)量和顯微圖像處理;
4.多傳感器的混合測(cè)量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,如GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人集成,可在大區(qū)域乃至國(guó)家范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)控制網(wǎng)的各種測(cè)量工作。
5.GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目,在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。
6.大型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的3維測(cè)量、幾何重構(gòu)以及質(zhì)量控制將是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)。
7.數(shù)據(jù)處理中數(shù)學(xué)物理模型的建立、分析和辨識(shí)將成為工程測(cè)量學(xué)專(zhuān)業(yè)教育的重要內(nèi)容。
綜上所述,工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展,主要表現(xiàn)在從1維、2維到3維、4維,從點(diǎn)信息到面信息獲取,從靜態(tài)到動(dòng)態(tài),從后處理到實(shí)時(shí)處理,從人眼觀測(cè)操作到機(jī)器人自動(dòng)尋標(biāo)觀測(cè),從大型特種工程到人體測(cè)量工程,從高空到地面、地下以及水下,從人工量測(cè)到無(wú)接觸遙測(cè),從周期觀測(cè)到持續(xù)測(cè)量。測(cè)量精度從毫米級(jí)到微米乃至納米級(jí)。工程測(cè)量學(xué)的上述發(fā)展將直接對(duì)改善人們的生活環(huán)境,提高人們的生活質(zhì)量起重要作用。
一、引言
在工程測(cè)量中,內(nèi)業(yè)資料計(jì)算占有很重要的比重,內(nèi)業(yè)資料計(jì)算的準(zhǔn)確無(wú)誤與速度直接決定了測(cè)量工作是否能夠快速、順利地完成。而內(nèi)業(yè)資料的計(jì)算方法及其所需達(dá)到的精度,則又直接取決于外業(yè)所用儀器及具體的放樣目標(biāo)和內(nèi)業(yè)計(jì)算所用到的辦公軟件和計(jì)算方法。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidDesign簡(jiǎn)寫(xiě)CAD,常稱(chēng)AutoCAD)是20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)型應(yīng)用軟件。如今在各個(gè)領(lǐng)域均得到了普遍的應(yīng)用。它大大提高了工程技術(shù)人員的工作效率。AutoCAD配合AutoLisp語(yǔ)言,還可以編制一些常用的計(jì)算程序,得到計(jì)算結(jié)果。AutoCAD的特性提供了測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)資料計(jì)算的另外一種全新直觀明了的圖形計(jì)算方法。
結(jié)合我們現(xiàn)正使用的徠卡全站儀的情況,其可以很方便地進(jìn)行三維坐標(biāo)的測(cè)量,通過(guò)AutoCAD的內(nèi)業(yè)計(jì)算,①、在放樣的過(guò)程中,可以用編程計(jì)算器結(jié)合全站儀,非常方便地、快速地進(jìn)行作業(yè);②、運(yùn)用AutoCAD進(jìn)行計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證;③、隨著全站儀的推廣和普及,極坐標(biāo)的放樣越來(lái)越成為眾多放樣方法中備受測(cè)量人員青睞的一種,而坐標(biāo)計(jì)算又是極坐標(biāo)放樣中的重點(diǎn)和難點(diǎn),由于一般的紅線(xiàn)放樣,工程放樣中的元素多為點(diǎn)、直線(xiàn)(段)、圓(弧)等,故可以充分利用AutoCAD的設(shè)定坐標(biāo)系、繪圖和取點(diǎn)的功能,以及結(jié)合我們外業(yè)所用計(jì)算器的功能,從而大大減輕我們外業(yè)的工作強(qiáng)度及內(nèi)業(yè)的工作量。以下以冶勒電站廠(chǎng)區(qū)樞紐工程的一些實(shí)例來(lái)說(shuō)明三者在工程測(cè)量中的應(yīng)用。
二、測(cè)區(qū)概況
冶勒電站廠(chǎng)址位于石棉縣李子坪鄉(xiāng)南椏村,距壩址11KM,距石棉縣城40KM。廠(chǎng)區(qū)樞紐工程主要包括通風(fēng)洞、交通洞、出線(xiàn)洞、尾水洞及尾水明渠、主廠(chǎng)房、副廠(chǎng)房、安裝間及壓力管道、母線(xiàn)道、變電站等分部工程,地下洞長(zhǎng)近1600米,涉及到兩臺(tái)(單機(jī)為12萬(wàn)kw)機(jī)組的安裝定位。測(cè)量區(qū)域高程在海拔1990~2200米之間,高差起伏大,夜晚及洞內(nèi)外作業(yè)溫差較大,給測(cè)量作業(yè)帶來(lái)了一定的困難。
三、AutoCAD的典型內(nèi)業(yè)資料計(jì)算及管理
在測(cè)區(qū)內(nèi)加密控制點(diǎn),經(jīng)常使用測(cè)角交會(huì)或測(cè)距交會(huì)或兩者相結(jié)合的方法,如果我們運(yùn)用數(shù)學(xué)公式來(lái)計(jì)算,則非常繁瑣,而且不易檢查錯(cuò)誤,例如在后方交會(huì)中的危險(xiǎn)圓上。相反,如果我們利用AutoCAD來(lái)繪圖計(jì)算,就簡(jiǎn)單多了。現(xiàn)針對(duì)測(cè)角和測(cè)距兩種方法分別作如下說(shuō)明:
1、前方測(cè)角交會(huì):
如圖一所示,A、B為坐標(biāo)已知的控制點(diǎn),P為待求點(diǎn),在A、B兩點(diǎn)已觀測(cè)了角度a和b。
我們就可以利用AutoCAD系統(tǒng)軟件,根據(jù)A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)在桌面繪制出A、B兩個(gè)點(diǎn),連接AB點(diǎn)得到AB線(xiàn)段,然后分別以A點(diǎn)和B點(diǎn)為基點(diǎn)旋轉(zhuǎn)AB線(xiàn)段a,b角(從圖上可直觀地分辯方向)。使用ID命令選擇交點(diǎn)P,就可以得出P點(diǎn)坐標(biāo)了。如果圖形有檢校條件,仍然可以進(jìn)行坐標(biāo)差的計(jì)算。如果在近似平差的情況下能滿(mǎn)足需要,則可以在圖形上進(jìn)行平均計(jì)算并作出標(biāo)記。
2、前方距離交會(huì):
如圖二所示,A、B為坐標(biāo)已知的控制點(diǎn),P為待求點(diǎn),在A、B兩點(diǎn)已分別利用全站儀測(cè)了距離Sa和Sb。
我們就同樣可以利用AutoCAD系統(tǒng)軟件,根據(jù)A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)繪制出A、B兩個(gè)點(diǎn),連接AB點(diǎn)得到AB線(xiàn)段,然后分別以A點(diǎn)和B點(diǎn)為圓心,以Sa和Sb為半徑作圓,則得到P點(diǎn)和P’點(diǎn)(對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)的方位情況,從圖上可直觀地分辯出其中一點(diǎn)P為所求,而另一點(diǎn)P’則是虛點(diǎn),是我們不需要的)。使用ID命令選擇交點(diǎn)P,就可以得出P點(diǎn)坐標(biāo)了。在實(shí)際工作過(guò)程中,我們通常會(huì)將前方測(cè)角交會(huì)與前方距離交會(huì)進(jìn)行組合應(yīng)用,當(dāng)然那就不一定要將所有條件都完成測(cè)量了。另外對(duì)于以上幾項(xiàng)對(duì)坐標(biāo)的應(yīng)用,應(yīng)該注意的就是AutoCAD中的坐標(biāo)順序與我們測(cè)量中的大地坐標(biāo)系是有區(qū)別的,也就是要注意X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
3、對(duì)作業(yè)資料的管理:
AutoCAD在工程中除對(duì)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)資料計(jì)算有其優(yōu)勢(shì)一面,在外業(yè)資料的管理方面,同樣有著非常廣泛的應(yīng)用。AutoCAD作為有名的工程系列應(yīng)用軟件平臺(tái),已經(jīng)為廣大工程技術(shù)人員所熟悉并掌握。在測(cè)量外業(yè)資料中,主要是控制點(diǎn)網(wǎng)略圖及其計(jì)算資料的管理,另一方面是各種開(kāi)挖橫斷面、縱斷面圖的繪制,以及橫斷面面積的計(jì)算,以及其它一些需要的圖紙的繪制。由于AutoCAD已經(jīng)有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)計(jì)算功能和很高的數(shù)學(xué)精度,其有效位數(shù)已完全能夠滿(mǎn)足我們?cè)诠こ虦y(cè)量中的需要了。在冶勒電站工作期間,我們就將所有圖紙、所有工程量表格及文檔進(jìn)行分類(lèi),其重點(diǎn)是對(duì)圖紙文件利用AutoCAD進(jìn)行總圖的繪制,在以后的工作中,就可以在總圖上進(jìn)行查找了。
4、應(yīng)用實(shí)例:
現(xiàn)結(jié)合我們工作實(shí)際,作一些實(shí)際應(yīng)用上的說(shuō)明:我們承擔(dān)了冶勒水電站廠(chǎng)區(qū)樞紐工程的施工測(cè)量工作,進(jìn)場(chǎng)之際我們就建立了一級(jí)導(dǎo)線(xiàn)閉合環(huán),觀測(cè)資料經(jīng)平差后,將坐標(biāo)點(diǎn)的大地坐標(biāo)輸入AutoCAD平臺(tái),得到圖三所示,以后隨著工程的進(jìn)行,我們陸續(xù)加密了一些支導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn),同樣將坐標(biāo)成果錄入,這樣從真正意義上,實(shí)現(xiàn)了坐標(biāo)資料的數(shù)字化管理,這也方便了以后的坐標(biāo)管理,同時(shí)也方便了以后在一些特殊情況下的圖形應(yīng)用。具體地講就是,依據(jù)設(shè)計(jì)提供的結(jié)構(gòu)關(guān)系,在圖中設(shè)立足夠的施工坐標(biāo)系(以我們?cè)谕鈽I(yè)放樣中設(shè)站所需為準(zhǔn))并保存之。在以后的工程應(yīng)用中,我們只需打開(kāi)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)系,利用ID命令點(diǎn)取我們需要的點(diǎn),其對(duì)應(yīng)坐標(biāo)也就出來(lái)了。
下面舉例給予說(shuō)明:在尾水洞、尾閘室交叉段工程中,存在一個(gè)三直段夾兩弧段的情形,如圖四所示:
當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)代表提供了如圖示的圖形尺寸關(guān)系,以及C點(diǎn)大地坐標(biāo)和其以外段的大地方位角,尾閘室以?xún)?nèi)段的一些結(jié)構(gòu)關(guān)系。如果單憑以往的經(jīng)驗(yàn)和儀器條件,需要建立圓的方程,求解二元二次方程,才能求出圓弧對(duì)應(yīng)圓心的大地坐標(biāo),之后才可進(jìn)行下面的計(jì)算并結(jié)合儀器考慮放樣方法。但是,我們將這個(gè)問(wèn)題放到AutoCAD軟件平臺(tái)上來(lái)看,就變得非常簡(jiǎn)單了。具體操作如下:
先在AutoCAD軟件平臺(tái)上,依據(jù)C點(diǎn)大地坐標(biāo)將C點(diǎn)錄入,并依據(jù)過(guò)C點(diǎn)的直段洞軸線(xiàn)方位角及其長(zhǎng)度繪出過(guò)C點(diǎn)的洞軸線(xiàn),依據(jù)設(shè)代提供的尺寸關(guān)系,得到P1、P2點(diǎn),然后利用AutoCAD繪制圓弧,使其分別過(guò)P1、C點(diǎn)和P2、C點(diǎn),使之滿(mǎn)足R=28.00米,并符合圖形方向。再利用AutoCAD的標(biāo)注功能,分別進(jìn)行兩段圓弧的圓心的標(biāo)注O1、O2點(diǎn),利用AutoCAD的ID命令就可以得到O1、O2點(diǎn)的大地坐標(biāo)了。將之分別與P1、P2用直線(xiàn)段連接。考慮洞室的方向,再分別過(guò)P1、P2點(diǎn)作P1O1、P2O2的垂線(xiàn)P1X1、P2X2,利用AutoCAD方便的坐標(biāo)系設(shè)置功能,分別建立以P1點(diǎn)、P2點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn),P1X1、P2X2為X軸的測(cè)量施工坐標(biāo)系然后再將其坐標(biāo)系移到(0,-N)處并分別命名保存。到此,則我們的兩個(gè)輔助施工坐標(biāo)系建立完成,這兩個(gè)坐標(biāo)系保證了X軸與過(guò)P1(或P2)的圓弧相切(這一點(diǎn)將非常有利于我們下一步的全站儀與編程計(jì)算器的應(yīng)用)。將我們測(cè)得的控制點(diǎn)的大地坐標(biāo)輸入圖形中,直接就可以得到該控制點(diǎn)的相應(yīng)的施工坐標(biāo)和施工坐標(biāo)方位角了。
四、全站儀和編程計(jì)算器在外業(yè)中的應(yīng)用
我們目前使用的全站儀為瑞士產(chǎn)徠卡605L型全站儀,其本身已具備利用坐標(biāo)進(jìn)行工作的能力。對(duì)我們實(shí)際工作中的一些三維坐標(biāo)的放樣,就可以利用AutoCAD建立數(shù)字化模型,先用編程計(jì)算器在計(jì)算機(jī)AutoCAD平臺(tái)上進(jìn)行模擬檢驗(yàn),經(jīng)檢驗(yàn)程序正確后,再將之用于外業(yè)放樣。對(duì)于露天點(diǎn)線(xiàn),我們就可以盡量直接利用全站儀的坐標(biāo)放樣功能,將所需放樣點(diǎn)的施工坐標(biāo)輸入全站儀,正確操作就可以得到正確的所需點(diǎn)位了。現(xiàn)在討論的重點(diǎn)是針對(duì)地下工程中一些特殊情況下的點(diǎn)位放樣。例如:地下廠(chǎng)房的開(kāi)挖紅線(xiàn)放樣和有關(guān)結(jié)構(gòu)點(diǎn)的放樣,地下洞室的開(kāi)挖紅線(xiàn)放樣,又特別是地下轉(zhuǎn)彎段的開(kāi)挖紅線(xiàn)及其相關(guān)的一些結(jié)構(gòu)點(diǎn)的放樣。對(duì)地下廠(chǎng)房而言,其頂拱跨度大,主廠(chǎng)房達(dá)24.36m,其頂拱半徑也有17m。在施工過(guò)程中,業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)代及施工四方均提出明確要求,要嚴(yán)格控制超挖,禁止欠挖,這就從放樣方法上對(duì)我們測(cè)量人員提出了更高的要求。經(jīng)過(guò)我們的反復(fù)比較,最后決定利用全站儀結(jié)合編程計(jì)算器,在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行三維的施工坐標(biāo)的測(cè)量,再進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算,從而放出所需的紅線(xiàn)點(diǎn),事實(shí)證明,我們的方法是得當(dāng)?shù)摹⒑侠淼模〉玫男Ч彩禽^為理想的。
五、結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)地下洞室的施工環(huán)境,如果能夠運(yùn)用更先進(jìn)的,具有無(wú)標(biāo)志測(cè)距,紅外線(xiàn)導(dǎo)向功能的全站儀,如TCRA1100系列全站儀配合TMS斷面測(cè)量系統(tǒng)后處理軟件。目前較為先進(jìn)的多功能全站儀斷面測(cè)量系統(tǒng)是專(zhuān)為地下工程施工測(cè)量中斷面測(cè)量及炮孔測(cè)設(shè)而研制開(kāi)發(fā)的軟硬件結(jié)合的自動(dòng)化系統(tǒng),它就充分利用了徠卡TCRA型全站儀的激光無(wú)棱鏡測(cè)距和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)等功能,實(shí)現(xiàn)了斷面測(cè)量野外數(shù)據(jù)采集軟件控制和自動(dòng)采集,從而達(dá)到在地下洞室斷面測(cè)量的自動(dòng)化、數(shù)據(jù)化及計(jì)算機(jī)化。這套系統(tǒng)組合的優(yōu)點(diǎn)是:采用最新無(wú)反射棱鏡技術(shù)和伺服馬達(dá)技術(shù),全自動(dòng)完成斷面測(cè)量、圍巖變形測(cè)量、炮孔定位、容積測(cè)量等多項(xiàng)工作,真正做到一機(jī)多用、功能強(qiáng)大、品質(zhì)卓越、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。它們將可以更好地減輕測(cè)量人員的外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度,更好地提高測(cè)量作業(yè)效率和作業(yè)精度,但是隨著更先進(jìn)儀器的投入,必然存在成本的增加,對(duì)我們測(cè)量人員的能力要求必然也將更高。有理由相信,隨著全站儀開(kāi)發(fā)技術(shù)的提高和工程技術(shù)人員素質(zhì)的提高,作為施工測(cè)量必將擁有更加廣闊的發(fā)展空間。
1建立水利工程測(cè)量案例庫(kù)
1.1測(cè)量案例庫(kù)要求
選擇的案例應(yīng)具有典型性。案例選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)《水利工程測(cè)量》課程的知識(shí)體系分門(mén)別類(lèi)的選擇具有代表性的工程實(shí)例,并根據(jù)工程測(cè)量中的實(shí)際操作過(guò)程的內(nèi)容,使學(xué)生通過(guò)對(duì)工程案例的學(xué)習(xí),掌握基本儀器操作技能和工程測(cè)量能力。選擇的案例應(yīng)具有針對(duì)性。《水利工程測(cè)量》教學(xué)案例應(yīng)針對(duì)具體的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置,圍繞教學(xué)大綱中要求學(xué)生應(yīng)掌握的知識(shí)技能來(lái)組織,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過(guò)案例教學(xué)使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容做深入細(xì)致的研究和分析,從而加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)問(wèn)題和難點(diǎn)問(wèn)題的認(rèn)識(shí),提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力。
1.2測(cè)量案例庫(kù)特色
測(cè)量案例庫(kù)特色是極大部分工程測(cè)量案例來(lái)自云南本省,這樣案例具有鄉(xiāng)土味道,學(xué)生聽(tīng)到倍感親切,容易聽(tīng)得進(jìn),因講到云南境內(nèi)河流眾多,水量充沛,水能資源豐富,海拔高差懸殊,地形地貌復(fù)雜,水資源的開(kāi)發(fā)難度很大,利用程度較低,水資源量豐富的大省,只有大力開(kāi)展農(nóng)田水利基本建設(shè),使水利發(fā)揮了農(nóng)業(yè)命脈的作用,為云南經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、抗御自然災(zāi)害、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定做出了積極的貢獻(xiàn)。使學(xué)生感受學(xué)好知識(shí),建設(shè)家鄉(xiāng),科教興滇的使命,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力,測(cè)量案例搜集了最近完工牛攔江引水工程中測(cè)量是如何為大壩,泵站,引水隧洞提供地形圖和工程測(cè)量數(shù)據(jù),特別強(qiáng)調(diào)沒(méi)有前期測(cè)量工作,工程無(wú)法規(guī)劃,設(shè)計(jì),施工,竣工,運(yùn)營(yíng),總之測(cè)量貫穿工程全過(guò)程。測(cè)量案例也搜集瀾滄江梯級(jí)水電站的開(kāi)發(fā)建設(shè)中測(cè)量如何提供技術(shù)保障作用。測(cè)量案例都用視頻方式展示給學(xué)生。
2案例在《水利工程測(cè)量》課程的教學(xué)應(yīng)用
2.1講測(cè)量基本理論時(shí)的應(yīng)用
第一章緒論就要講測(cè)繪是水利工程的“眼睛”,通過(guò)工程案例使學(xué)生倍受鼓舞,要學(xué)好測(cè)繪知識(shí),提高測(cè)繪技能水平,力保水利工程質(zhì)量。例如金沙江、瀾滄江、怒江三大流域規(guī)劃的主要內(nèi)容之一是制定河流的梯級(jí)開(kāi)發(fā)方案,合理地選擇樞紐的位置和分布。在進(jìn)行梯級(jí)布置時(shí),不僅需要在地形圖上確定合適的位置,而且還應(yīng)確定各水庫(kù)的正常高水位。為此,測(cè)量人員應(yīng)提供該流域內(nèi)的地形圖、河流縱橫斷面圖以及河谷地形圖。在設(shè)計(jì)大壩,水電站時(shí)需要測(cè)繪大比例尺較大、精度高的地形圖。而且要講水利工程所需的地形圖特別強(qiáng)調(diào)高程精度。在講對(duì)地觀測(cè)時(shí)要講我國(guó)資源三號(hào)衛(wèi)星———傳回首批數(shù)據(jù)圖像清晰已應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)中,特別是要講到中國(guó)“高分系統(tǒng)”首顆衛(wèi)星成功發(fā)射案例,開(kāi)啟中國(guó)對(duì)地觀測(cè)新里程,在講地圖應(yīng)用時(shí)要講“天地圖”在南海清晰展示國(guó)界宣示國(guó)家主權(quán)作用。講到遙感作用要講多顆遙感衛(wèi)星緊急部署探測(cè)云南魯?shù)榭h地震震區(qū)災(zāi)情,及云南魯?shù)?.5級(jí)地震———無(wú)人機(jī)三維建模首次用于地震搶險(xiǎn)。在講渠道時(shí),就講測(cè)量如何保障南水北調(diào)工程順利竣工通水。全國(guó)水利普查工作就需測(cè)繪數(shù)千幅地形圖。講水庫(kù)淹沒(méi)界線(xiàn)測(cè)量時(shí),以向家壩水庫(kù)為例,如何測(cè)設(shè)移民線(xiàn)、土地征用線(xiàn)、土地利用線(xiàn)、水庫(kù)清理線(xiàn),向家壩水庫(kù)使綏江縣大部分淹沒(méi),綏江縣成為云南省第一移民大縣。以溪洛渡水電站為案例講述地質(zhì)勘察測(cè)量能為溪洛渡水電站壩址、廠(chǎng)址、引水洞、水庫(kù)、堤線(xiàn)、料場(chǎng)、渠道、排灌區(qū)的地質(zhì)勘察工作提供地形圖,也能進(jìn)行地質(zhì)勘探點(diǎn)的放樣;也能進(jìn)行鉆孔測(cè)量、坑槽測(cè)量、地質(zhì)點(diǎn)測(cè)量、剖面測(cè)量等工作。
2.2講施工測(cè)量時(shí)的應(yīng)用
以溪洛渡水電站,向家壩水庫(kù),糯扎渡水電站,牛攔江引水工程為例,在水利樞紐工程的施工期間,測(cè)量工作的主要任務(wù)是按照設(shè)計(jì)的意圖,將設(shè)計(jì)圖紙上的建筑物以一定的精度要求測(cè)設(shè)于實(shí)地。為此,在施工開(kāi)始之前,必須建立施工控制網(wǎng),作為施工放樣的依據(jù)。然后根據(jù)控制網(wǎng)點(diǎn)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件選用適當(dāng)?shù)姆艠臃椒ǎ瑢⒔ㄖ锏妮S線(xiàn)和細(xì)部測(cè)設(shè)于實(shí)地,便于施工人員進(jìn)行施工安裝。在工程竣工或階段性完工時(shí),要進(jìn)行驗(yàn)收和竣工測(cè)量。在講水工隧洞施工測(cè)量時(shí),由于云南大型水電站工程多,高差大,地形復(fù)雜,需修建較多的引水發(fā)電洞、輸水洞、支洞、泄洪洞、導(dǎo)流洞,以溪洛渡水電站引水發(fā)電洞為案例講授其測(cè)量?jī)?nèi)容有洞外控制測(cè)量、洞內(nèi)控制測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量、隧洞中心線(xiàn)放樣、開(kāi)挖斷面和襯砌斷面的放樣等。以溪洛渡水電站為案例講述水電站施工測(cè)量?jī)?nèi)容包括廠(chǎng)房施工控制網(wǎng)的建立、基礎(chǔ)開(kāi)挖測(cè)量、廠(chǎng)房建筑放樣測(cè)量等。同時(shí)也講溪洛渡水電站閘門(mén)、壓力管道、機(jī)組設(shè)備等金屬構(gòu)件測(cè)量?jī)?nèi)容,特別強(qiáng)調(diào)閘門(mén)安裝測(cè)量的精度最高,強(qiáng)調(diào)軸線(xiàn)精度。
2.3講水工建筑變形觀測(cè)時(shí)的應(yīng)用
以溪洛渡水電站,向家壩水庫(kù),糯扎渡水電站,牛攔江引水工程為例,大壩在蓄水后,水壓力及其他因素的影響將產(chǎn)生變形。特別提到漫灣水電站山體滑坡案例說(shuō)明變形觀測(cè)的重要性,為了大壩的安全,維護(hù)和管理,應(yīng)變形觀測(cè),講案例時(shí),講完項(xiàng)目背景后,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)地參與討論分析,留給學(xué)生思考如何進(jìn)行多方案比選擇優(yōu)選用,多角色觀察思考,這樣有助于提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。
2.4測(cè)量實(shí)驗(yàn)課時(shí)的應(yīng)用
在水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)課前,播放中國(guó)“世界平均海拔最高水準(zhǔn)環(huán)線(xiàn)測(cè)量”項(xiàng)目啟動(dòng)視頻,在經(jīng)緯度角度實(shí)驗(yàn)課前,播放拓普康圖像全站儀在云南牛攔江引水工程控制測(cè)量,地形測(cè)繪應(yīng)用案例視頻,教學(xué)實(shí)施中,播放車(chē)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在電站、礦山和采石場(chǎng)應(yīng)用。
2.5在集中教學(xué)實(shí)習(xí)時(shí)的應(yīng)用
在教學(xué)實(shí)習(xí)前,帶領(lǐng)學(xué)生到工地參觀,讓學(xué)生了解工程施工中測(cè)量工作的實(shí)施過(guò)程,使學(xué)生對(duì)將要實(shí)施的測(cè)圖地理環(huán)境及具體操作有初步了解,同時(shí)也播放拓普康IS影像型三維掃描全站儀在水利工程地形測(cè)圖中的應(yīng)用案例,也播放新型智能測(cè)繪車(chē):讓測(cè)繪地形圖工作變得更輕松。總之,水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì),精確測(cè)繪先行。
3《水利工程測(cè)量》課程案例的教學(xué)法應(yīng)用前景展望
1)案例教學(xué)法是創(chuàng)新教學(xué)方法。案例教學(xué)法是以水利工程測(cè)量技術(shù)在云南水利工程項(xiàng)目中應(yīng)用為背景,讓學(xué)生進(jìn)入水利工程測(cè)量工作的“現(xiàn)場(chǎng)”體驗(yàn)測(cè)量工作過(guò)程,由被動(dòng)聽(tīng)課的過(guò)程改為積極思考、主動(dòng)實(shí)踐的過(guò)程,是一種實(shí)用、有效的啟發(fā)式教學(xué)方法,水利工程測(cè)量案例教學(xué)使抽象的水利工程測(cè)量理論、公式分析,枯燥的數(shù)據(jù)以工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程展現(xiàn)在課堂上,使水利工程測(cè)量教學(xué)變得生動(dòng)、活潑、情景交融,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于對(duì)水利工程測(cè)量理論知識(shí)的深刻理解和牢固掌握,案例教學(xué)使水利工程測(cè)量教學(xué)具體化、情景化,激發(fā)了學(xué)生的好奇心,它使得教與學(xué)的過(guò)程更加和諧,學(xué)生學(xué)習(xí)更輕松,知識(shí)掌握更扎實(shí)。教與學(xué)融為一體,更貼近學(xué)生,更貼近工程項(xiàng)目。
2)既鞏固了學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí),又提高了學(xué)生的實(shí)際操作能力。由于水利工程測(cè)量課程案例來(lái)源于水利工程測(cè)量實(shí)際工作的典型素材,都有相應(yīng)的客觀依據(jù),是對(duì)水利工程測(cè)量實(shí)際活動(dòng)的仿真和模擬,提供的是形象生動(dòng)和具體真實(shí)的感情認(rèn)識(shí)。這種與課堂理論教學(xué)內(nèi)容密切結(jié)合的水利工程測(cè)量案例,不僅可以加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解,而且可在案例討論中發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)上的薄弱環(huán)節(jié),從而加以彌補(bǔ),提高自身的實(shí)踐操作能力。
3)案例教學(xué)能提升學(xué)生綜合能力,豐富學(xué)生閱歷。能提高學(xué)生創(chuàng)造能力以及分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力,它是一種“做中學(xué)”的教學(xué)方式,觀看工程案例,學(xué)生不但能獲取測(cè)量基本知識(shí),也對(duì)工程有了體驗(yàn),這樣工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富了,個(gè)人能力也提高了,也提高了學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力,使學(xué)生成為教學(xué)主角,體驗(yàn)自我價(jià)值,在講臺(tái)上學(xué)生有了提高自己能力的機(jī)會(huì),師生互動(dòng)較好。案例教學(xué)使測(cè)量教學(xué)與工程應(yīng)用無(wú)縫對(duì)接,融為一體。
4結(jié)語(yǔ)
案例教學(xué)法是通過(guò)一個(gè)具體工程項(xiàng)目的觀摩,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這工程建設(shè)過(guò)程所涉及測(cè)量技術(shù)進(jìn)行討論的一種教學(xué)方法,在《水利工程測(cè)量》課程中采用案例法教學(xué),不僅可以縮短理論學(xué)習(xí)與實(shí)際操作之間的距離,激發(fā)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣,最為典型的是以學(xué)生為中心的創(chuàng)新教學(xué)模式使學(xué)生自然融入工程項(xiàng)目,實(shí)際理解水利工程測(cè)量在工程中的作用,使學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力得到提高,培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí),應(yīng)用知識(shí)靈活性,也培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí),是典型的以學(xué)生為中心的創(chuàng)新教學(xué)模式,使學(xué)生自然融入工程項(xiàng)目,實(shí)際體驗(yàn)水利工程測(cè)量在工程中的作用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。為云南省水利水電工程建設(shè)提供合格,高素質(zhì)水利水電工程技術(shù)人才。
作者:龔振文 王慶 單位:云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院
1學(xué)生在高職建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)中存在的問(wèn)題
高職院校是以培養(yǎng)高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)技能人才為主的,因此衡量學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)就是檢驗(yàn)其社會(huì)實(shí)踐應(yīng)用技能的高低,根據(jù)該院校學(xué)生在科技創(chuàng)新節(jié)大賽和安徽省職業(yè)技能大賽中的成績(jī)表現(xiàn)看:學(xué)生在社會(huì)實(shí)踐應(yīng)用技能方面還存在不少的問(wèn)題,學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐技能遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到企業(yè)崗位的要求。根據(jù)對(duì)以往畢業(yè)生的就業(yè)過(guò)程分析,學(xué)生在畢業(yè)以后不能快速的進(jìn)入大工作崗位上,而需要企業(yè)花費(fèi)一定的時(shí)間和金錢(qián)去進(jìn)行崗位培訓(xùn),將學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用技能提高與崗位要求相符的程度。可以說(shuō)造成學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用技能不高的主要原因就是因?yàn)楦呗氃盒5膶?shí)訓(xùn)體系不完善,不重視實(shí)訓(xùn)教學(xué),教師在教學(xué)過(guò)程中將精力主要放在理論教學(xué)過(guò)程中,而忽視了對(duì)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)鍛煉,結(jié)果造成學(xué)生的工程測(cè)量理論知識(shí)非常的豐富,而關(guān)于實(shí)踐應(yīng)用技能的能力則非常的短缺,影響高職學(xué)生的就業(yè)率。
2高職建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)課開(kāi)展的現(xiàn)狀
隨著我國(guó)構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系戰(zhàn)略和發(fā)展城鎮(zhèn)化建設(shè)戰(zhàn)略的實(shí)施,為高職建筑工程測(cè)量課的開(kāi)設(shè)提供了快速發(fā)展的機(jī)遇。為增強(qiáng)高職院校的教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)校的就業(yè)率,高職院校加大對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的培訓(xùn)的力度,而學(xué)生社會(huì)實(shí)踐技能的提高離不開(kāi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的支持,只有具備完善的實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系才能在根本上保障學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用技能得到提高,但是分析當(dāng)前建筑工程測(cè)量課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系,發(fā)現(xiàn)高職院校的實(shí)訓(xùn)建設(shè)還存在不少的問(wèn)題:
2.1缺乏客觀存在的建筑工地
雖然通過(guò)校企合作等形式,學(xué)生參與社會(huì)實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)得到提高,但是建筑工程測(cè)量專(zhuān)業(yè)不同于其它專(zhuān)業(yè),它對(duì)實(shí)踐環(huán)境的要求比較高,高職院校要想真正的與建筑工地建立合作模式非常困難,這主要是因?yàn)榻ㄖさ氐奶厥夤ぷ餍再|(zhì),不允許出現(xiàn)關(guān)鍵性的錯(cuò)誤。結(jié)合該校的實(shí)訓(xùn)基地現(xiàn)狀分析,高職建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)鍛煉主要采取的就是模擬建筑工程環(huán)境,讓學(xué)生參與模擬實(shí)踐鍛煉,其效果與實(shí)際建筑工程測(cè)量環(huán)境相比要相差甚遠(yuǎn)。
2.2實(shí)訓(xùn)建設(shè)的目的性不清楚
實(shí)訓(xùn)建設(shè)與鍛煉的重要性已得到高職院校管理者與教師的認(rèn)可,并且也加大了對(duì)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)力度,但是在高職院校構(gòu)建實(shí)訓(xùn)地基過(guò)程中存在著目的性不清楚的問(wèn)題,他們更多是為了進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)而建設(shè),不明白實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的最終目的,結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)訓(xùn)鍛煉中只是為了完善實(shí)訓(xùn)教學(xué)學(xué)習(xí),而意識(shí)不到實(shí)訓(xùn)教學(xué)的主要目的就是為了提高自身的實(shí)踐能力。
3高職建筑工程測(cè)量課程實(shí)訓(xùn)體系的構(gòu)建
培養(yǎng)高素質(zhì)的建筑工程測(cè)量人員光靠課堂理論教學(xué)是不能實(shí)現(xiàn)的,必須要依靠實(shí)訓(xùn)教學(xué)才能夠培養(yǎng)出具有高素質(zhì)的社會(huì)實(shí)用型人才,因此高職院校要加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐表明:通過(guò)構(gòu)建完善的學(xué)生實(shí)訓(xùn)體系可以促進(jìn)高職院校的教學(xué)質(zhì)量,實(shí)訓(xùn)的目的就是提高學(xué)生的實(shí)踐技能,而實(shí)踐技能的提高不僅有利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握與理解,還可以提高學(xué)生的就業(yè)率,提升高職院校的教學(xué)質(zhì)量。因此基于培養(yǎng)高素質(zhì)的建筑工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,高職院校要構(gòu)建完善的建筑工程測(cè)量課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系。
3.1基地建設(shè)
首先要構(gòu)建校內(nèi)基地。校內(nèi)基地就是在學(xué)校內(nèi)部根據(jù)教學(xué)工作的要求構(gòu)建固定的測(cè)量實(shí)訓(xùn)基地,通過(guò)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)鍛煉不僅可以減低教師的前期準(zhǔn)備工作,而且還可以有計(jì)劃地安排教學(xué)流程等,通過(guò)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)可以觀察學(xué)生操作的流程,及時(shí)地發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問(wèn)題,并且給予指導(dǎo);其次校外基地的建設(shè)。本校要結(jié)合該院缺乏真實(shí)建筑工地的現(xiàn)狀,積極開(kāi)展校企合作模式,爭(zhēng)取與較多的建筑施工企業(yè)合作,為學(xué)生提供更多地參與建筑工程測(cè)量的真實(shí)機(jī)會(huì),同時(shí)為了避免學(xué)生的不規(guī)范行為給建筑施工現(xiàn)場(chǎng)造成不利影響,學(xué)校教師要制定詳細(xì)的實(shí)訓(xùn)計(jì)劃和安全保障措施,明確指導(dǎo)教師職責(zé)和任務(wù),明確學(xué)生訓(xùn)練任務(wù)、組織紀(jì)律要求和成績(jī)考核辦法。通過(guò)校外基地鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的吃苦耐勞精神和專(zhuān)業(yè)運(yùn)用能力。
3.2校內(nèi)實(shí)訓(xùn)
一是課件實(shí)訓(xùn)。其主要是對(duì)學(xué)生在課堂山學(xué)習(xí)的各種理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合,該校根據(jù)工程測(cè)量課程的內(nèi)容,開(kāi)設(shè)了水準(zhǔn)儀認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)、普通水準(zhǔn)測(cè)量、經(jīng)緯儀認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)、水平角測(cè)量、豎直角測(cè)量、距離測(cè)量、平板測(cè)量、圓曲線(xiàn)測(cè)設(shè)、全站儀認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)、坐標(biāo)放樣等l6個(gè)課間實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;二是綜合實(shí)訓(xùn)。綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)的目的是提高學(xué)生對(duì)工程測(cè)量技術(shù)的綜合運(yùn)用能力,根據(jù)教學(xué)任務(wù)的要求,進(jìn)行綜合實(shí)訓(xùn)可以將學(xué)生進(jìn)行分組訓(xùn)練,一般5人為一組,每組有一個(gè)l5個(gè)點(diǎn)左右的獨(dú)立控制網(wǎng).所有的實(shí)訓(xùn)都在每組的控制網(wǎng)點(diǎn)上進(jìn)行,具體綜合實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容和步驟。
3.3校外實(shí)習(xí)
校外實(shí)習(xí)是檢驗(yàn)學(xué)生綜合能力的主要途徑,通過(guò)校外實(shí)習(xí)能夠全面的檢驗(yàn)學(xué)生的能力。其主要包括:一是生產(chǎn)實(shí)習(xí)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)就是學(xué)校與施工企業(yè)進(jìn)行合作,組織學(xué)生到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)習(xí)學(xué)習(xí),給學(xué)生提供一個(gè)理論與實(shí)踐相結(jié)合的平臺(tái),提高學(xué)生掌握工程測(cè)繪的內(nèi)容和方法,提高他們應(yīng)用工程測(cè)量設(shè)備的技能;二是畢業(yè)實(shí)習(xí)。畢業(yè)實(shí)習(xí)的形式有兩種:一種為由專(zhuān)業(yè)教師帶隊(duì),參與具體工程的勘測(cè)、設(shè)計(jì),教師與學(xué)生在共同解決工程中的實(shí)際問(wèn)題。另一種方式是推薦學(xué)生到有可能分配就業(yè)的施工單位,學(xué)生在生產(chǎn)單位通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的具體工程實(shí)踐,一方面了解了工程項(xiàng)目正在進(jìn)行的內(nèi)容,另一方面與施工人員建立了融洽的共事關(guān)系,用人單位非常喜歡這種能即時(shí)上崗的畢業(yè)生。
作者:孫巖 許建強(qiáng) 單位:北京勞動(dòng)保障職業(yè)學(xué)院 北京市實(shí)驗(yàn)技工學(xué)校
一、建筑工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)存在的主要問(wèn)題
實(shí)訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生測(cè)量能力的重要途徑。扎實(shí)的基本理論知識(shí)、必要的測(cè)量?jī)x器設(shè)備、足夠數(shù)量的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)老師、符合學(xué)生就業(yè)特點(diǎn)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)大綱和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目以及規(guī)范化的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地是保障建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的五個(gè)主要因素。目前,大部分高職院校在“軟件”方面,如足夠的理論教學(xué)課時(shí)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)置以及實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)老師的配置等方面均能保證;在“硬件”方面,我院以省級(jí)質(zhì)量工程—建筑工程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心項(xiàng)目為依托,完成了建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)室的建設(shè),更新和添加了全站儀、電子水準(zhǔn)儀和電子經(jīng)緯儀等儀器及相關(guān)配件,為了使測(cè)量實(shí)訓(xùn)效果滿(mǎn)足土建建設(shè)行業(yè)的技術(shù)要求,后期將會(huì)繼續(xù)添加全站儀、GPS等高新測(cè)量?jī)x器,使其更好地融入到建筑工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)中來(lái)。因此,我院測(cè)量?jī)x器設(shè)備的更新與改進(jìn),基本能滿(mǎn)足建筑工程測(cè)量的實(shí)訓(xùn)要求,但規(guī)范化的建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地因各方面的原因仍然存在諸多問(wèn)題,導(dǎo)致測(cè)量實(shí)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生任意地選擇實(shí)習(xí)場(chǎng)地,流動(dòng)性和散漫性較大,老師很難對(duì)學(xué)生的實(shí)習(xí)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督管理,無(wú)法對(duì)儀器操作技能進(jìn)行有效的指導(dǎo),從而導(dǎo)致該課程的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)難以保證,學(xué)生的測(cè)量技能較差,測(cè)量成果的精準(zhǔn)度不符合規(guī)范要求。
1.實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地缺乏規(guī)范性布置
因?yàn)閷?shí)訓(xùn)場(chǎng)地沒(méi)有建立可以長(zhǎng)期使用的標(biāo)志點(diǎn),導(dǎo)致學(xué)生選擇測(cè)站點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)隨意性太大,標(biāo)志點(diǎn)不固定、不集中,不便老師對(duì)學(xué)生實(shí)訓(xùn)進(jìn)行集中指導(dǎo)和管理。同時(shí),因?yàn)椴还潭ǖ臏y(cè)點(diǎn)缺乏標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),對(duì)學(xué)生實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性無(wú)法做出科學(xué)客觀的檢查,部分學(xué)生甚至為了達(dá)到精度而對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行涂改、偽造,這使得建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量很難得到保證。
2.因?yàn)槿狈y(tǒng)一的、規(guī)范化的建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地
在學(xué)生人數(shù)較多,難以安排到校外實(shí)訓(xùn)基地的情況下,容易導(dǎo)致學(xué)生在校內(nèi)安置儀器的隨意性較大,如道路上、路邊停車(chē)區(qū)、人流比較集中區(qū)等,這樣因過(guò)往車(chē)輛和行人影響了測(cè)量實(shí)訓(xùn)教學(xué)的順利進(jìn)行,同時(shí)也給測(cè)量?jī)x器工具的安全性帶來(lái)了隱患。因此,為了提高建筑工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量,規(guī)范化校內(nèi)建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地勢(shì)在必行。
二、建筑工程測(cè)量
校內(nèi)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地的建設(shè)以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),統(tǒng)籌兼顧,合理配置,資源共享,全面分析社會(huì)對(duì)高職土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才測(cè)量技能的要求,構(gòu)筑一個(gè)以能力培養(yǎng)為本位的建筑工程測(cè)量校內(nèi)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地。首先,在校園內(nèi)選擇合適的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地是保證建筑工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)能夠順利開(kāi)展的關(guān)鍵因素之一。綜合我院校園每天的人流量、人流集中時(shí)間點(diǎn)、人流和車(chē)輛主要行駛路線(xiàn)以及地物、地貌的特點(diǎn)等相關(guān)因素,選擇了兩個(gè)校內(nèi)建筑工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地,第一塊實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地為圖書(shū)館與主教學(xué)樓之間的草坪地塊,該片場(chǎng)地面積相對(duì)較大,在上課時(shí)間段受人流和車(chē)輛的影響較小,適合約10組的測(cè)量小組(5人/組)展開(kāi)基本測(cè)量工作,如水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀的認(rèn)識(shí)與基本操作;閉合路線(xiàn)水準(zhǔn)測(cè)量;角度測(cè)量和距離測(cè)量等。同時(shí),因?yàn)樵撈瑘?chǎng)地相對(duì)比較集中,便于指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)和監(jiān)督管理。第二塊實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地為建筑工程學(xué)院辦公樓前人工湖地帶,因?yàn)樵撈瑘?chǎng)地地勢(shì)落差較大,地貌特征比較明顯,地形變化較大,同時(shí)地物也比較豐富,有主干道、彎曲的石子小路、小湖、涼亭、橋、辦公樓、臺(tái)階、綠色植被等,與生產(chǎn)一線(xiàn)的具體情況較為接近,比較適合開(kāi)展數(shù)字化測(cè)圖、施工放樣等測(cè)量項(xiàng)目,使學(xué)生畢業(yè)后能夠更快地適應(yīng)生產(chǎn)一線(xiàn)的測(cè)量任務(wù);其次,點(diǎn)位的布設(shè)是進(jìn)行具體測(cè)量實(shí)施的關(guān)鍵工作。布設(shè)點(diǎn)位主要有控制點(diǎn)和測(cè)站點(diǎn),為了使布置的點(diǎn)位能夠長(zhǎng)期使用,我院選擇了專(zhuān)門(mén)的不銹鋼材質(zhì)、大小適中的永久性測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)100個(gè)點(diǎn)左右,每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)上均有“建筑工程學(xué)院+點(diǎn)號(hào)”的字樣,方便學(xué)生查找;采用鉆頭和混凝土將這些標(biāo)志點(diǎn)布置到兩個(gè)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地的相應(yīng)位置,做到了間距整齊、分布合理、標(biāo)志清晰、牢固穩(wěn)定,并且數(shù)量充足,確保能滿(mǎn)足測(cè)量實(shí)訓(xùn)教學(xué)的要求。通過(guò)這些標(biāo)志點(diǎn)的布設(shè),也糾正了學(xué)生以往對(duì)“點(diǎn)”標(biāo)準(zhǔn)的錯(cuò)誤理解,再根據(jù)點(diǎn)位情況,分成若干測(cè)區(qū),按小組分配到不同區(qū)域完成相應(yīng)的測(cè)量任務(wù)。這樣有助于多個(gè)教師同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組指導(dǎo),更為及時(shí)掌握學(xué)生實(shí)訓(xùn)動(dòng)態(tài)。再次,點(diǎn)位布設(shè)好后,接下來(lái)就要有這些點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程的參考數(shù)據(jù),我們以控制點(diǎn)坐標(biāo)和高程為參考,利用全站儀和GPS測(cè)量技術(shù)對(duì)所布置的近100個(gè)標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行了全面的觀測(cè),獲取了這些點(diǎn)的平面坐標(biāo)值和高程值,并將這些點(diǎn)利用CASS軟件繪制成測(cè)區(qū)地形圖,這樣就對(duì)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)結(jié)果的正確性和精準(zhǔn)性有了比較客觀的評(píng)價(jià),從而防止學(xué)生馬虎敷衍、弄虛作假,保證了建筑工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量。最后,為了滿(mǎn)足一年一度的安徽省高職院校測(cè)繪類(lèi)項(xiàng)目的技能大賽,我們還特意布置了一些專(zhuān)門(mén)為大賽項(xiàng)目準(zhǔn)備的一些點(diǎn)位,以滿(mǎn)足大賽項(xiàng)目的測(cè)量要求。
三、規(guī)范化建筑工程測(cè)量
良好的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地環(huán)境增強(qiáng)了學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)習(xí)過(guò)程中,我們依托校內(nèi)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地,采取小組比賽的形式,提高了實(shí)習(xí)過(guò)程的趣味性,激發(fā)了學(xué)生的斗智,增強(qiáng)了他們的好奇心和好勝心。通過(guò)儀器操作的規(guī)范性、熟練性以及測(cè)量成果的精準(zhǔn)度等方面,評(píng)出最佳實(shí)習(xí)小組和優(yōu)秀小組組長(zhǎng),提高了學(xué)生實(shí)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神以及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,更關(guān)鍵的是增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,為其今后走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。以校內(nèi)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地為依托,將實(shí)踐教學(xué)工作與技能競(jìng)賽相結(jié)合。測(cè)量實(shí)習(xí)場(chǎng)景是露天進(jìn)行的,要經(jīng)受風(fēng)吹日曬,客觀上是比較辛苦的,作為土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)而非專(zhuān)門(mén)的測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的學(xué)生大多輕視測(cè)量實(shí)踐,馬虎應(yīng)付,不能取得很好的效果。基于此,學(xué)院每年組織舉辦一次建筑工程測(cè)量項(xiàng)目技能大賽,如水準(zhǔn)測(cè)量、導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量、數(shù)字化測(cè)圖、施工放樣等,直接將學(xué)生的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)求學(xué),并在實(shí)踐中充分認(rèn)識(shí)到建筑工程測(cè)量的基礎(chǔ)性和重要性,全面提高了理論知識(shí)的理解和掌握,提高了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、實(shí)際操作和工程測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用能力。與此同時(shí),通過(guò)校內(nèi)組織比賽形式,為每年的參加省級(jí)測(cè)量技能大賽的參賽選手的選拔提供了便利的條件,近三年,我院在安徽省高職類(lèi)測(cè)量技能大賽項(xiàng)目上曾榮獲二等水準(zhǔn)測(cè)量二等獎(jiǎng)、數(shù)字化測(cè)圖二等獎(jiǎng)、導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量三等獎(jiǎng)等成績(jī),取得了較為豐碩的成果。由于教學(xué)計(jì)劃內(nèi)實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)較少、學(xué)生數(shù)較多、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備不是很充分、指導(dǎo)教師不足等現(xiàn)象較為嚴(yán)重,導(dǎo)致部分學(xué)生在測(cè)量實(shí)習(xí)期間動(dòng)手技能不夠熟練,我們實(shí)行校內(nèi)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)室測(cè)量?jī)x器設(shè)備對(duì)外開(kāi)放,學(xué)生通過(guò)辦理相關(guān)手續(xù),可以自行組織利用課余時(shí)間在實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)量實(shí)訓(xùn),提升了學(xué)生測(cè)量?jī)x器的操作熟練程度和掌握測(cè)量技術(shù)的能力,更進(jìn)一步地提高了建筑工程測(cè)量課程實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。實(shí)踐教學(xué)是建筑工程測(cè)量課程教學(xué)的重要內(nèi)容,是高職土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一項(xiàng)基本技能,這種能力的培養(yǎng)需要有一套科學(xué)合理、切實(shí)可行的實(shí)踐教學(xué)體系。規(guī)范化的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地是提高該課程實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的一項(xiàng)重要舉措,不僅可以幫助老師嚴(yán)格要求學(xué)生,確保實(shí)訓(xùn)質(zhì)量。同時(shí),學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中能夠嚴(yán)于律己,規(guī)范操作,大大提升了其就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
作者:魯玉芬方從嚴(yán)檀秋芬單位:蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院
1地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)常見(jiàn)的問(wèn)題分析
1.1地質(zhì)工程測(cè)量方案存在著套用的現(xiàn)象,與實(shí)現(xiàn)不符
(1)設(shè)計(jì)人員對(duì)作業(yè)情況勘察和調(diào)查分析較少。由于設(shè)計(jì)人員不深入作業(yè)一線(xiàn),所以對(duì)作業(yè)區(qū)具體情況缺乏必要的勘察和調(diào)查,對(duì)于設(shè)計(jì)方案的正確性不能及時(shí)進(jìn)行檢查,而且發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后不能及時(shí)進(jìn)行處理。
(2)編寫(xiě)依據(jù)不科學(xué)。部分設(shè)計(jì)人員對(duì)現(xiàn)行的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺乏深入的了解,對(duì)相關(guān)的地質(zhì)工程測(cè)量產(chǎn)品的定額管和裝備標(biāo)準(zhǔn)也缺乏重視,這就導(dǎo)致在編寫(xiě)過(guò)程中存在著較多不科學(xué)的地方,由于過(guò)多的參考過(guò)進(jìn)的教材和規(guī)范,則會(huì)導(dǎo)致所編輯的測(cè)量方案與實(shí)際存在較多不符合的地方。
(3)對(duì)利用已有資料的情況分析不全。目前在測(cè)量方案設(shè)計(jì)時(shí),由于對(duì)所參考的資料缺乏了解,部分資料由于時(shí)間較久,或是不是本單位所測(cè),再加之一些資料很難收集到,同時(shí)在對(duì)這些資料利用時(shí),缺乏必要的調(diào)查和科學(xué)的分析,盲目的對(duì)這些類(lèi)似資料中的分析結(jié)查進(jìn)行照搬,從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性缺乏。
(4)標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)差。地質(zhì)工程測(cè)量方案由于缺乏統(tǒng)一的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),這就導(dǎo)致無(wú)論是文字、公式、數(shù)據(jù)和圖表等都存在著不準(zhǔn)確的地方,而且有關(guān)的名詞、術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、代號(hào)及計(jì)量單位等在表述上也存在不一致的地方,由于缺乏一定的標(biāo)準(zhǔn)意識(shí),這就導(dǎo)致在對(duì)技術(shù)方案、作業(yè)方法和設(shè)計(jì)思想的評(píng)價(jià)中存在著不客觀性,普遍存在評(píng)價(jià)偏高的情況。
(5)設(shè)計(jì)不深入。在設(shè)計(jì)中,不僅沒(méi)有從作業(yè)區(qū)的實(shí)際情況出發(fā),而且在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于各種新技術(shù)、新材料、新方法等應(yīng)用的較少,這就導(dǎo)致所選擇的設(shè)計(jì)方案不是最佳的,同時(shí)對(duì)于所選擇的措施也缺乏深入的研究,無(wú)法實(shí)現(xiàn)取期的效果。
1.2地質(zhì)工程測(cè)量項(xiàng)目中的問(wèn)題
(1)在控制測(cè)量與碎部測(cè)量中可能難以對(duì)后期工作的需求進(jìn)行認(rèn)真考慮,造成后期工作的被動(dòng),增加整體測(cè)量上的工作量。
(2)在控制測(cè)量布網(wǎng)中可能使測(cè)區(qū)精度要求布局不合理。
(3)可能使測(cè)區(qū)有的地方控制布網(wǎng)漏布。后期補(bǔ)充布網(wǎng)不僅會(huì)增加控制測(cè)量的工作量。還會(huì)使原的統(tǒng)一性受到損害。
(4)在片面追求節(jié)省經(jīng)費(fèi)、縮短工期的前提下,拋棄分級(jí)布網(wǎng)的基本原則,采用缺乏校核條件的一次性布網(wǎng)形式,其結(jié)果是缺乏誤差控制方法,造成誤差的過(guò)大積累,精度難以滿(mǎn)足工程要求。有時(shí)甚至出現(xiàn)地質(zhì)事故不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),造成難以挽回的損失。這樣,不僅使節(jié)省經(jīng)費(fèi)、縮短工期的最初目的沒(méi)有達(dá)到,反而使測(cè)量工作處于極度被動(dòng)的狀態(tài)。
(5)有些測(cè)量人員對(duì)測(cè)量方案設(shè)計(jì)缺乏認(rèn)識(shí),甚至還往往錯(cuò)誤使用概念,以至出現(xiàn)一些不應(yīng)有的概念與應(yīng)用錯(cuò)誤。
2提高地質(zhì)工程測(cè)量成圖質(zhì)量的具體措施
2.1有效提高地質(zhì)工程測(cè)量人員的技術(shù)素養(yǎng)目前從事地質(zhì)工程測(cè)量的人員多為新畢業(yè)的大中專(zhuān)畢業(yè)生,這些人員對(duì)于計(jì)算機(jī)較為熟悉,但缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),所以在培訓(xùn)過(guò)程中,需要加強(qiáng)對(duì)技能和基本功的培訓(xùn),通過(guò)野外實(shí)則并與講授相結(jié)合,這樣有利于地質(zhì)工程測(cè)量人員專(zhuān)業(yè)技能的提高。
2.2觀測(cè)員在工作前應(yīng)仔細(xì)檢查儀器在測(cè)量過(guò)程中,觀測(cè)號(hào)不僅需要與跑遲員之間做好配合工作,同時(shí)還要在安置好相關(guān)測(cè)量?jī)x器后,做好儀器的檢查工作,確保儀器安置與輸入高度都沒(méi)有差錯(cuò)時(shí),還需要對(duì)后視方向相關(guān)站點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)檢查,確保數(shù)據(jù)的正確性,所以做為一名觀測(cè)員需要具有較強(qiáng)的責(zé)任心。
3結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái),地質(zhì)工程測(cè)量項(xiàng)目不斷增加,對(duì)測(cè)量的要求也不斷提升,這就對(duì)地質(zhì)工程測(cè)量工作提出了更高的要求。在地質(zhì)工程測(cè)量工作中,通過(guò)技術(shù)設(shè)計(jì)來(lái)確保地質(zhì)工程測(cè)量生產(chǎn)的順利進(jìn)行,加快對(duì)新技術(shù)和新產(chǎn)品的應(yīng)用,充分的利用各種高新測(cè)量技術(shù),加快傳統(tǒng)測(cè)量向電子化、數(shù)字化、自動(dòng)化方向的轉(zhuǎn)變,加強(qiáng)地質(zhì)工程測(cè)量作業(yè)隊(duì)伍的建設(shè),努力提高作業(yè)人員的綜合技術(shù)素質(zhì),不斷拓寬地質(zhì)工程測(cè)量的服務(wù)領(lǐng)域,為地質(zhì)工程測(cè)量的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ),從而加快我國(guó)地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。
作者:李紅張桂蓉曾凡清單位:中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司三峽電力職業(yè)學(xué)院長(zhǎng)江三峽勘測(cè)研究院有限公司
1工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容
工程建設(shè)項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)營(yíng)的時(shí)候,專(zhuān)業(yè)人員要對(duì)建筑物定時(shí)的進(jìn)行必要的實(shí)際觀測(cè)和數(shù)據(jù)測(cè)量,以便及時(shí)掌握建筑物在施工過(guò)程中的穩(wěn)定、安全等情況,以防突發(fā)事件的發(fā)生,及時(shí)做好相應(yīng)的預(yù)防措施。根據(jù)測(cè)量的結(jié)果,分析項(xiàng)目進(jìn)行的情況,并且提出專(zhuān)業(yè)方面的意見(jiàn)。若是項(xiàng)目有著較大的規(guī)模,在正式施工之前,還要制定出詳細(xì)的測(cè)量計(jì)劃,安排專(zhuān)業(yè)人員定期進(jìn)行安全方面的審查,保證項(xiàng)目能夠順利安全的進(jìn)行下去。
2在工程施工中工程測(cè)量的重要性
采集工程施工現(xiàn)場(chǎng)的各種數(shù)據(jù),對(duì)采集來(lái)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的分析進(jìn)而變成一種專(zhuān)業(yè)的論證,采集工程施工現(xiàn)場(chǎng)的空間信息,以及地質(zhì)環(huán)境和水文環(huán)境的信息,并將其繪制成實(shí)際的圖形,這就是工程測(cè)量在工程建設(shè)中所起到的實(shí)際作用。其中的放線(xiàn)技術(shù)是最為基礎(chǔ)同時(shí)也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),在項(xiàng)目正式施工之前進(jìn)行各方面的精準(zhǔn)測(cè)量,才可以確保工程的施工質(zhì)量、施工效率以及施工階段的安全性,也方便在施工完畢之后對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。工程測(cè)量的工作能否順利進(jìn)行將會(huì)影響工程建設(shè)的整體質(zhì)量,所以說(shuō),工程測(cè)量在項(xiàng)目施工的任何階段中都能起到非常重要的作用。
2.1工程設(shè)計(jì)階段——確保項(xiàng)目能夠順利開(kāi)展
在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段,工程測(cè)量能起到非常重要的作用,設(shè)計(jì)、規(guī)劃施工地形,確定施工面積大小,勘測(cè)施工的地質(zhì)環(huán)境,施工現(xiàn)場(chǎng)周?chē)h(huán)境,提供比例尺,判斷選定施工場(chǎng)所是否滿(mǎn)足進(jìn)行施工的條件等等。一個(gè)工程項(xiàng)目能否順利成功的進(jìn)行,在很大程度上都取決于工程測(cè)量的測(cè)量結(jié)果。若是沒(méi)有工程測(cè)量前期的各項(xiàng)測(cè)量準(zhǔn)備,一個(gè)設(shè)計(jì)的再完美的工程項(xiàng)目都沒(méi)有辦法順利的進(jìn)行下去。
2.2工程施工階段——確保項(xiàng)目能夠正常進(jìn)行
一個(gè)工程項(xiàng)目從正式施工開(kāi)始到工程結(jié)束,每一個(gè)階段都會(huì)使用到工程測(cè)量技術(shù),工程測(cè)量可以讓工程項(xiàng)目順利無(wú)誤的進(jìn)行下去,并且可以在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)完成施工任務(wù)。在工程項(xiàng)目正式施工開(kāi)始前,使用工程測(cè)量技術(shù)對(duì)建筑物進(jìn)行定位,確保施工的過(guò)程在正確的地理位置上開(kāi)展。了解施工場(chǎng)地周?chē)沫h(huán)境,是否存在地下的管道和線(xiàn)路,在施工過(guò)程中要防止對(duì)其造成破壞,避免帶來(lái)不必要的損失。工程項(xiàng)目的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都不能夠隨意的進(jìn)行,在施工開(kāi)始前對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)施進(jìn)行一系列的安全檢驗(yàn),防止在施工過(guò)程中突然的損壞,影響施工的整體進(jìn)程,在接到檢驗(yàn)合格的說(shuō)明之后,才可以進(jìn)行下一步的施工操作。在施工階段,為了確保施工的質(zhì)量與效率,測(cè)量工作要及時(shí)的進(jìn)行,以保證整個(gè)施工進(jìn)程是完善的,是按照計(jì)劃進(jìn)行的。
2.3工程運(yùn)營(yíng)階段——確保項(xiàng)目能夠安全施工
工程項(xiàng)目在施工的時(shí)候,需要觀測(cè)建筑物的沉降、形變情況,假如存在問(wèn)題就能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)及時(shí)的進(jìn)行解決,避免發(fā)生嚴(yán)重的質(zhì)量安全事故。觀測(cè)主要是對(duì)建筑物的位移與沉降情況進(jìn)行觀測(cè),若是工程的施工現(xiàn)場(chǎng)位于填海地帶、地質(zhì)斷層帶以及深基坑地帶,那么觀測(cè)工作則會(huì)顯得尤為重要了。
2.4工程裝修階段——確保項(xiàng)目能夠符合標(biāo)準(zhǔn)
工程項(xiàng)目在施工結(jié)束后,建筑物還只能算作為一個(gè)半成品,施工人員需要對(duì)半成品建筑物進(jìn)行一系列的裝修工作。在裝修階段,需要對(duì)前期施工中的問(wèn)題進(jìn)行整改與處理。該階段中,工程測(cè)量的任務(wù)是測(cè)量墻面的垂直度,地面的標(biāo)高以及施工的放線(xiàn)情況等。墻面的垂直度有非常嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn),它關(guān)系到裝修的質(zhì)量是否能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求,裝修地面的標(biāo)高關(guān)系到地面是否平整,這是非常基礎(chǔ)的同時(shí)也非常重要的,施工的放線(xiàn)情況可以反映出施工的整個(gè)過(guò)程是否是按照事先設(shè)計(jì)好的圖紙有計(jì)劃的進(jìn)行的。
3總結(jié)
總的來(lái)說(shuō),在一個(gè)施工項(xiàng)目當(dāng)中,工程測(cè)量的工作占有非常重要的地位,實(shí)際施工的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)工程測(cè)量。一支優(yōu)秀的工程建設(shè)隊(duì)伍應(yīng)該擁有技術(shù)高超的專(zhuān)業(yè)人員、性能良好的施工設(shè)備和先進(jìn)的測(cè)量技術(shù),其中,能否很好的掌握工程測(cè)量技術(shù)是非常重要的。建筑企業(yè)可以加大投入的成本,采購(gòu)精準(zhǔn)度高的測(cè)量設(shè)備,并且要定期及時(shí)的派專(zhuān)業(yè)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)維修。企業(yè)還要對(duì)測(cè)量人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn),培訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技能考核,考核合格者才有資格進(jìn)行實(shí)地的勘測(cè)工作,以此來(lái)保證測(cè)量人員的專(zhuān)業(yè)技能。對(duì)于測(cè)量人員來(lái)說(shuō),最重要的就是做好自己的本職工作,進(jìn)行工程測(cè)量任務(wù)的時(shí)候,要認(rèn)真仔細(xì),絕對(duì)不可以有絲毫的馬虎與大意。并且還要不斷地的學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí),不斷地給自己充電,這樣才可以確保測(cè)量工作的質(zhì)量。工程建設(shè)項(xiàng)目的順利實(shí)施,與工程測(cè)量技術(shù)有著密不可分的聯(lián)系,有了工程測(cè)量技術(shù)的支撐,工程項(xiàng)目才可以安全的開(kāi)展下去。
作者:周永超 單位:安徽華東工程建設(shè)監(jiān)理咨詢(xún)有限公司
1公路工程測(cè)量工作的內(nèi)容分析
工程測(cè)量人員必須通過(guò)熟悉設(shè)計(jì)圖紙來(lái)對(duì)其放樣坐標(biāo)、高程等進(jìn)行核審核計(jì)算,杜絕放樣施工前存在任何錯(cuò)誤,放樣過(guò)程中必須要按照施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行操作,并要對(duì)中邊樁偏位、各結(jié)構(gòu)標(biāo)高及寬度進(jìn)行有效控制,針對(duì)公路工程漸變段、變坡點(diǎn)以及橋涵等街購(gòu)物的工程測(cè)量,測(cè)量人員一定要將誤差控制在允許范圍之內(nèi)。放樣技術(shù)后測(cè)量人員要對(duì)其進(jìn)行校核,若要發(fā)現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的放樣則要求施工人員重新操作,如果在實(shí)地測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙中存在漏洞或質(zhì)量問(wèn)題,則立即向上級(jí)管理人員或管理部門(mén)進(jìn)行上報(bào)。最優(yōu)測(cè)量人員一定要加強(qiáng)一些隱蔽性、變更工程的測(cè)量工作,因?yàn)檫@些工程的測(cè)量結(jié)構(gòu)將會(huì)對(duì)工程造價(jià)及工程質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。
2工程測(cè)量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用
2.1平面控制測(cè)量
高速公路工程施工中對(duì)工程測(cè)量工作的精確度有著更高要求,在針對(duì)地物點(diǎn)與點(diǎn)之間的測(cè)量誤差要控制在0.5mm以?xún)?nèi),因此,要求測(cè)量人員在首級(jí)平面控制點(diǎn)位中的誤差要控制在0.2mm以?xún)?nèi),這樣才能確保工程測(cè)量工作成效可以滿(mǎn)足高速公路要求。現(xiàn)階段公路工程施工中平面控制測(cè)量一般都采用GPS導(dǎo)線(xiàn)與光電測(cè)距導(dǎo)線(xiàn)相結(jié)合的測(cè)量方式,GPS測(cè)量技術(shù)是通過(guò)在導(dǎo)線(xiàn)上設(shè)置接收機(jī)來(lái)接受其衛(wèi)星信號(hào),并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的整理來(lái)獲取該地的大地坐標(biāo),光電測(cè)距導(dǎo)線(xiàn)技術(shù)的工作原理與GPS測(cè)量技術(shù)基本相同,只不過(guò)后者在工作中是利用電磁波測(cè)距儀來(lái)對(duì)兩點(diǎn)距離進(jìn)行測(cè)量,而該測(cè)量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中容易受到角度影響而產(chǎn)生一定的誤差,因此,光電測(cè)距導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需要布設(shè)在不受距離測(cè)量系統(tǒng)誤差影響的直伸導(dǎo)線(xiàn)上,而工程測(cè)量中將兩種技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起便可取彼之長(zhǎng)、補(bǔ)己之短。
2.2高程控制測(cè)量
公路工程施工中高程控制測(cè)量最好布設(shè)成附合水準(zhǔn)路線(xiàn),并利用相應(yīng)等級(jí)水準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,在同一條公路上最好要采用同樣的高程控制測(cè)量系統(tǒng),若要更換系統(tǒng)則要確定高程系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
2.3地形測(cè)量
公路工程施工中針對(duì)地形測(cè)量一般會(huì)運(yùn)用大比例呈尺帶狀的地圖,常用的地圖比例分別為1:100、1:1000以及1:2000等三個(gè)規(guī)格,當(dāng)前公路工程施工中一般會(huì)采用全站儀測(cè)繪法、航空攝影測(cè)量法以及GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)測(cè)繪法來(lái)進(jìn)行地形測(cè)量。全站儀測(cè)繪法是在野外數(shù)據(jù)收集、微機(jī)以及數(shù)控繪圖儀基礎(chǔ)上的測(cè)量技術(shù),起可以實(shí)現(xiàn)公路工程地形數(shù)據(jù)的采集、處理、編輯以及繪圖等,航空攝影測(cè)量法是通過(guò)對(duì)城市地圖進(jìn)行大比例繪制、更新以及勘測(cè)等技術(shù)手段,能夠?yàn)楣饭こ淌┕ぬ峁└鞣N形式的地圖,最后一種測(cè)量技術(shù)可以對(duì)公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)測(cè)量,對(duì)提高公路工程的整體質(zhì)量有著重要意義。
2.4公路工程施工測(cè)量
由于公路工程在建設(shè)過(guò)程中的場(chǎng)地條件十分復(fù)雜,所以會(huì)使道路工程施工測(cè)量工作難度較大,因此,在公路工程準(zhǔn)備階段便要完成工程測(cè)量工作,公路工程施工階段的測(cè)量工作主要包括平面位置測(cè)量和高程測(cè)量?jī)身?xiàng)工作,通過(guò)合理的測(cè)量技術(shù)對(duì)公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量,并繪制出滿(mǎn)足工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的地圖來(lái)促進(jìn)建設(shè)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn),這對(duì)提高公路工程的整體施工質(zhì)量有著重要意義。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述,工程測(cè)量工作作為公路工程施工中的基礎(chǔ)項(xiàng)目,其在實(shí)際上是一項(xiàng)技術(shù)含量很高、專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的工作,不僅要為公路工程前提準(zhǔn)備工作奠定良好基礎(chǔ),同時(shí)也要為公路工程具體實(shí)施階段提供各項(xiàng)準(zhǔn)確依據(jù),以便于公路工程的整體施工質(zhì)量可以滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。
作者:胡楨 單位:太倉(cāng)市路橋工程有限公司
1控制點(diǎn)的選擇
為了確保選取的控制點(diǎn)正常使用,避免無(wú)謂的破壞,在選擇施工現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)的時(shí)候,要充分考慮周邊密集的建筑物、工程施工圍護(hù)等,如南寧市主干道下的排水等設(shè)施。同時(shí),為了避免施工材料的堆放等多方面的影響,隨著工程進(jìn)展結(jié)構(gòu)物的建成,要充分考慮土方的填挖。在視線(xiàn)通暢、利于觀測(cè)的地方,在土質(zhì)堅(jiān)硬穩(wěn)固并且安全保存的地方,設(shè)置小三角控制網(wǎng)的控制點(diǎn)。
2市政工程施工平面控制的測(cè)設(shè)
2.1導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)的復(fù)測(cè)
路線(xiàn)勘測(cè)設(shè)計(jì)完成后,要在測(cè)設(shè)三角網(wǎng)之前,復(fù)測(cè)設(shè)計(jì)交出的控制點(diǎn)。在這段時(shí)間中,要使用精確和合格的測(cè)量?jī)x器,復(fù)測(cè)導(dǎo)線(xiàn)控制點(diǎn)的精度和位移。首先,根據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》中的技術(shù)要求,要用相對(duì)中誤差檢核點(diǎn)間測(cè)距精度,測(cè)距相對(duì)中誤差不能大于1/15000。以設(shè)計(jì)提供的距離作為真值D,往測(cè)盤(pán)左測(cè)得的距離記作L1,往測(cè)盤(pán)右時(shí)測(cè)得距離記作L2。返測(cè)盤(pán)左時(shí)測(cè)得距離記作L3,返測(cè)盤(pán)右時(shí)測(cè)得距離記作L4。取L1、L2、L3、L4的平均值L,按照公式M=D-L▕/D計(jì)算中誤差,得出相對(duì)誤差為K=1/M-1。其次,《工程測(cè)量規(guī)范》中規(guī)定,測(cè)角中誤差不大于8“在對(duì)小三角網(wǎng)的測(cè)角測(cè)邊的工作時(shí),要經(jīng)過(guò)復(fù)測(cè)符合規(guī)范要求。采用測(cè)回法,復(fù)測(cè)導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)角,用|β-β0|≤2mβ方式,按照測(cè)回盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)檢核其是否超出限差。其中根據(jù)設(shè)計(jì)提供的導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo),公式中β-推算出轉(zhuǎn)角(左角或右角),即:相鄰兩邊的方位角之差,β0-盤(pán)左、盤(pán)右實(shí)際測(cè)得轉(zhuǎn)角的平均值,而mβ-測(cè)角中誤差。如果測(cè)得結(jié)構(gòu)符合公式要求,可按照設(shè)計(jì)提供的數(shù)據(jù)使用,則轉(zhuǎn)角不超限;如果超限要向設(shè)計(jì)單位要求處理,并提出書(shū)面報(bào)告。
2.2對(duì)小三角網(wǎng)進(jìn)行測(cè)角測(cè)邊
首先為了消除系統(tǒng)誤差,可以對(duì)小三角網(wǎng)各三角形內(nèi)角采用方向觀測(cè)法觀測(cè),一個(gè)測(cè)回要進(jìn)行盤(pán)左、盤(pán)右上下半測(cè)回,共進(jìn)行兩個(gè)測(cè)回。并且,為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,要在觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)核算同方向兩個(gè)測(cè)回,互差應(yīng)該<12″。如超限應(yīng)重測(cè)等。觀測(cè)的時(shí)候應(yīng)該盡量使用體態(tài)儀器觀測(cè)。并且為了減少偶然誤差對(duì)觀測(cè)精度的影響,儀器要精確對(duì)中整平,觀測(cè)前要對(duì)棱鏡基座長(zhǎng)水泡和對(duì)點(diǎn)器進(jìn)行校正。其次,在測(cè)角的第一測(cè)回中,測(cè)邊方法與復(fù)測(cè)時(shí)大致相同。應(yīng)該根據(jù)觀測(cè)時(shí)的氣壓、溫度,修正儀器參數(shù),要注意將棱鏡盡量對(duì)準(zhǔn)儀器望遠(yuǎn)鏡,避免儀器與棱鏡高差懸殊。
2.3計(jì)算內(nèi)業(yè)
為了得出各三角形閉合差(180°-內(nèi)角和):W1、W2、W3、…、Wn,要根據(jù)外業(yè)測(cè)得數(shù)據(jù),先計(jì)算出各三角形內(nèi)角值,才能對(duì)各三角形的內(nèi)角和進(jìn)行計(jì)算,然后按照公式,求出三角網(wǎng)測(cè)角中誤差,其中-測(cè)角中誤差,測(cè)各三角形閉合差平方和,Wn-測(cè)各三角形閉合差,n-為三角形個(gè)數(shù)。同時(shí),根據(jù)公式,采用往返校差檢核邊長(zhǎng)是否超限,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果,檢查其符合規(guī)范要求,公式中C-代表返測(cè)距較差;b-代表全站儀標(biāo)稱(chēng)精度中比例誤差系數(shù)(mm/km);而a-代表全站儀標(biāo)稱(chēng)精度中的固定誤差(mm);D-則代表測(cè)距長(zhǎng)度(km)。假設(shè)往返測(cè)距差的絕對(duì)值>C,那么本邊長(zhǎng)觀測(cè)不符合要求。由此在校核完角度、距離,符合限差要求之后,就可以計(jì)算內(nèi)業(yè)平差了。
2.4平差軟件計(jì)算
為了滿(mǎn)足《工程測(cè)量規(guī)范》中三角測(cè)量的精度,計(jì)算者可以以簡(jiǎn)化繁瑣的手工計(jì)算,選用各種計(jì)算軟件,經(jīng)平差的結(jié)果后,在實(shí)際工程控制中使用各控制點(diǎn)的成果表。由此可見(jiàn),平差也是一項(xiàng)繁瑣的計(jì)算工作。根據(jù)施工工期的安排或工序的變化,確保整夜測(cè)區(qū)導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)的連貫性,控制網(wǎng)測(cè)設(shè)之后,要連測(cè)相鄰標(biāo)段的導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng),適時(shí)復(fù)測(cè)控制網(wǎng),檢查控制網(wǎng)點(diǎn)位是不是移位,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。4南寧市某大橋高程擬合實(shí)例及分析南寧某大橋施工控制網(wǎng)高程采用GPS控制網(wǎng)布設(shè),采用成熟的平差軟件進(jìn)行計(jì)算,采用水準(zhǔn)觀測(cè),有10個(gè)控制點(diǎn),獲得各點(diǎn)的GDP大地高和正常高,如圖1所示。如表1所示,已知點(diǎn)進(jìn)行擬合選用均勻分布的BM1、BM2、BM5、BM7、BM10,其余5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行擬合采用了三種不同的方法。其結(jié)果如表2所示。高程擬合采用了函數(shù)法、曲面法、抗差法,通過(guò)和已知高程相對(duì)比,大多數(shù)點(diǎn)都符合工程施工要求,而高程擬合采用了二次函數(shù)法、兩部抗差多面函數(shù)法、多面函數(shù)法,結(jié)果如表2所示。由此可見(jiàn),已知值和二次法與多面函數(shù)法擬合的結(jié)果相差較大,尤其是多面函數(shù)法差值達(dá)到了2cm之多,二次函數(shù)曲面法差值達(dá)到了4cm。在數(shù)據(jù)中存在一定相差的時(shí)候,這兩步抗差估計(jì)高程擬合方法,將含有粗差項(xiàng)的影響降到最小,其結(jié)果與沒(méi)有粗差時(shí)變化不大。因此,二次曲面法、多面函數(shù)法在沒(méi)有粗差影響情況下,都能得到精度比較高的結(jié)果,擬合出好的高程。當(dāng)受粗差影響,存在粗差時(shí),都沒(méi)有抗擊粗差的能力,結(jié)果與實(shí)際值相差較大,而兩步抗差估計(jì)擬合法能夠得到比較優(yōu)良的結(jié)果。
作者:呂少安 單位:南寧市勘察測(cè)繪地理信息院
1現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及衛(wèi)星技術(shù)在測(cè)量技術(shù)中的應(yīng)用,我國(guó)的測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛,而且技術(shù)方面也逐漸的成熟起來(lái)。在現(xiàn)代工程建設(shè)中測(cè)量技術(shù)得到了充分的利用,而且對(duì)工程建設(shè)的準(zhǔn)確程度也有非常大的影響。現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)有著以下幾個(gè)特點(diǎn)。(1)自動(dòng)化以及多樣化。隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步,測(cè)量方法和測(cè)量技術(shù)也在不斷的豐富和完善,在現(xiàn)代化的工程測(cè)量技術(shù)作業(yè)中主要有自動(dòng)化以及方式多樣化等特點(diǎn)。(2)創(chuàng)造性。在現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)不斷的發(fā)展更新中,創(chuàng)造性也逐漸的成為了當(dāng)今工程測(cè)量技術(shù)主要的特點(diǎn)。(3)廣泛性。傳統(tǒng)的工程測(cè)量包含了建筑、土木以及橋梁的建設(shè),但是現(xiàn)代化的工程測(cè)量技術(shù)不僅僅包含傳統(tǒng)工程測(cè)量所包含的各方面的建設(shè),而且還包括人們生活的各個(gè)方面。具有非常強(qiáng)的廣泛性。(4)科學(xué)性。現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)在對(duì)施工地區(qū)進(jìn)行測(cè)繪的時(shí)候,測(cè)量的效果已經(jīng)從傳統(tǒng)的平面測(cè)量轉(zhuǎn)換到三維的測(cè)量結(jié)果,具有非常明顯的科學(xué)性。
2現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用
2.1攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用
攝影測(cè)量技術(shù)是把數(shù)字化攝影技術(shù)、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)以及數(shù)字化信息處理技術(shù)等結(jié)合在一起的技術(shù),其主要的作用是為工程施工前期的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量,主要提供三維、非接觸性等高效測(cè)量方法。這種測(cè)量技術(shù)主要用在一些面積比較大的工程當(dāng)中,其中包括大比例尺地形測(cè)量、地籍測(cè)量等方面。遙感技術(shù)以及衛(wèi)星技術(shù)是攝影測(cè)量技術(shù)的主要技術(shù)優(yōu)秀,并且在此基礎(chǔ)上融合了光譜航空攝影測(cè)量技術(shù),能夠進(jìn)一步為人們對(duì)一個(gè)地區(qū)基礎(chǔ)的地理信息的收集和使用提供非常大的幫助。一方面因?yàn)檫b感技術(shù)有著其同步性、實(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì),能夠在工程建設(shè)測(cè)量中得到非常大的應(yīng)用;另一方面遙感技術(shù)在工程測(cè)量方面的使用,為工程測(cè)量技術(shù)在測(cè)量圖和地籍圖的繪制方面提供了非常高的準(zhǔn)確度,對(duì)現(xiàn)代化工程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用有著非常重大的意義[3]。
2.2數(shù)字化測(cè)量技術(shù)應(yīng)用
對(duì)于大比例尺地形圖以及工程圖的繪制,是一直以來(lái)工程測(cè)量的主要任務(wù)。但是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的測(cè)量技術(shù)不能夠很好的滿(mǎn)足現(xiàn)代化城市建設(shè)的需要,所以在傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改造,數(shù)字化信息處理技術(shù)以及數(shù)字化圖形處理技術(shù)就在工程測(cè)量技術(shù)中得到了充分的使用,數(shù)字化信息處理技術(shù)和數(shù)字化圖形處理技術(shù)在工程測(cè)量技術(shù)中使用之后,使得工程測(cè)繪的工作效率以及工程測(cè)繪的工作質(zhì)量在很大程度上得到了提高。隨著這兩項(xiàng)技術(shù)的完美融合,逐漸的出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀、全站儀等等,這些儀器能夠很好的把野外的采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理充分的整合,從而自動(dòng)的生成一個(gè)非常好的三維測(cè)量圖。這樣就在很大程度上減少了工程測(cè)量的時(shí)間,提高了工程測(cè)量的效率。
2.3衛(wèi)星定位技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用
在工程測(cè)量的過(guò)程中,合理的使用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)是非常必要的,其中表現(xiàn)在地形的測(cè)繪以及工程的測(cè)量等方面,把衛(wèi)星定位技術(shù)融入到工程測(cè)量技術(shù)中,進(jìn)一步使得我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)走進(jìn)一步走向科學(xué)化,在我國(guó)很多工程測(cè)量中,都使用到了這兩個(gè)技術(shù)的結(jié)合。例如,長(zhǎng)江三峽工程建設(shè)、南水北調(diào)工程建設(shè)、青藏鐵路工程建設(shè)以及浙江省杭州灣大橋的建設(shè)等等,這些工程在建設(shè)的時(shí)候都充分使用了衛(wèi)星定位技術(shù),這一技術(shù)的使用,在很大程度上減少了建設(shè)好中工程事故的發(fā)生情況,極大的提高了我國(guó)工程技術(shù)的危險(xiǎn)地區(qū)作業(yè)的效率。
3結(jié)束語(yǔ)
總而言之,合理有效的提高現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)對(duì)我國(guó)工程質(zhì)量的提升有著非常大的作用,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,能夠讓工程測(cè)量技術(shù)更加精準(zhǔn)對(duì)工程進(jìn)行合理有效的測(cè)量,正因如此,加強(qiáng)現(xiàn)代工程中測(cè)量技術(shù)的開(kāi)發(fā),是當(dāng)今時(shí)展必然的要求。隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的不斷深入,把現(xiàn)如今一些比較先進(jìn)的技術(shù)融入工程測(cè)量中去,讓工程測(cè)量工作方便、快捷高效,進(jìn)一步提高現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)在我國(guó)各方面的應(yīng)用。
作者:陳文婷 章濤 單位:江西省漢威建設(shè)工程集團(tuán)有限公司
1現(xiàn)代工程測(cè)量研究的必要性
隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)不斷的深入,人們對(duì)自身生活的環(huán)境要求也越來(lái)越高,交通、水電以及氣象等問(wèn)題都成了現(xiàn)代化建設(shè)所要考慮的主要問(wèn)題,我國(guó)現(xiàn)代化的建設(shè)的準(zhǔn)確性,與現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)有著非常大的關(guān)系,只有科學(xué)合理的對(duì)施工地區(qū)進(jìn)行測(cè)量,才能夠更加準(zhǔn)確的對(duì)其進(jìn)行有效的建設(shè)。在對(duì)工程進(jìn)行選定的初期,就要使用工程測(cè)量技術(shù)對(duì)當(dāng)?shù)剡M(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集,然后通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理有效的分析,從而確定工程施工的計(jì)劃,并且對(duì)初步估計(jì)的情況進(jìn)行有效的糾正;在工程施工的過(guò)程中,還要使用工程測(cè)量技術(shù)對(duì)工程進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)以及檢測(cè),從而確保工程質(zhì)量能夠達(dá)到國(guó)家要求的標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步防止一些工程事故以及危險(xiǎn)事故發(fā)生。這些還是共層測(cè)量技術(shù)最基本的作用,隨著時(shí)代的不斷發(fā)展,任何一種技術(shù)都離不開(kāi)創(chuàng)新,工程測(cè)量技術(shù)也一樣,對(duì)工程測(cè)量技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展,不僅僅能夠有效的提高工程的準(zhǔn)確性,還能夠在各個(gè)方面確保工程的質(zhì)量。
2現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及衛(wèi)星技術(shù)在測(cè)量技術(shù)中的應(yīng)用,我國(guó)的測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛,而且技術(shù)方面也逐漸的成熟起來(lái)。在現(xiàn)代工程建設(shè)中測(cè)量技術(shù)得到了充分的利用,而且對(duì)工程建設(shè)的準(zhǔn)確程度也有非常大的影響。現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)有著以下幾個(gè)特點(diǎn)。
(1)自動(dòng)化以及多樣化。
隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步,測(cè)量方法和測(cè)量技術(shù)也在不斷的豐富和完善,在現(xiàn)代化的工程測(cè)量技術(shù)作業(yè)中主要有自動(dòng)化以及方式多樣化等特點(diǎn)。
(2)創(chuàng)造性。
在現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)不斷的發(fā)展更新中,創(chuàng)造性也逐漸的成為了當(dāng)今工程測(cè)量技術(shù)主要的特點(diǎn)。
(3)廣泛性。
傳統(tǒng)的工程測(cè)量包含了建筑、土木以及橋梁的建設(shè),但是現(xiàn)代化的工程測(cè)量技術(shù)不僅僅包含傳統(tǒng)工程測(cè)量所包含的各方面的建設(shè),而且還包括人們生活的各個(gè)方面。具有非常強(qiáng)的廣泛性。
(4)科學(xué)性。
現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)在對(duì)施工地區(qū)進(jìn)行測(cè)繪的時(shí)候,測(cè)量的效果已經(jīng)從傳統(tǒng)的平面測(cè)量轉(zhuǎn)換到三維的測(cè)量結(jié)果,具有非常明顯的科學(xué)性。
3現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用
3.1攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用
攝影測(cè)量技術(shù)是把數(shù)字化攝影技術(shù)、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)以及數(shù)字化信息處理技術(shù)等結(jié)合在一起的技術(shù),其主要的作用是為工程施工前期的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量,主要提供三維、非接觸性等高效測(cè)量方法。這種測(cè)量技術(shù)主要用在一些面積比較大的工程當(dāng)中,其中包括大比例尺地形測(cè)量、地籍測(cè)量等方面。遙感技術(shù)以及衛(wèi)星技術(shù)是攝影測(cè)量技術(shù)的主要技術(shù)優(yōu)秀,并且在此基礎(chǔ)上融合了光譜航空攝影測(cè)量技術(shù),能夠進(jìn)一步為人們對(duì)一個(gè)地區(qū)基礎(chǔ)的地理信息的收集和使用提供非常大的幫助。一方面因?yàn)檫b感技術(shù)有著其同步性、實(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì),能夠在工程建設(shè)測(cè)量中得到非常大的應(yīng)用;另一方面遙感技術(shù)在工程測(cè)量方面的使用,為工程測(cè)量技術(shù)在測(cè)量圖和地籍圖的繪制方面提供了非常高的準(zhǔn)確度,對(duì)現(xiàn)代化工程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用有著非常重大的意義。
3.2數(shù)字化測(cè)量技術(shù)應(yīng)用
對(duì)于大比例尺地形圖以及工程圖的繪制,是一直以來(lái)工程測(cè)量的主要任務(wù)。但是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的測(cè)量技術(shù)不能夠很好的滿(mǎn)足現(xiàn)代化城市建設(shè)的需要,所以在傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改造,數(shù)字化信息處理技術(shù)以及數(shù)字化圖形處理技術(shù)就在工程測(cè)量技術(shù)中得到了充分的使用,數(shù)字化信息處理技術(shù)和數(shù)字化圖形處理技術(shù)在工程測(cè)量技術(shù)中使用之后,使得工程測(cè)繪的工作效率以及工程測(cè)繪的工作質(zhì)量在很大程度上得到了提高。隨著這兩項(xiàng)技術(shù)的完美融合,逐漸的出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀、全站儀等等,這些儀器能夠很好的把野外的采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理充分的整合,從而自動(dòng)的生成一個(gè)非常好的三維測(cè)量圖。這樣就在很大程度上減少了工程測(cè)量的時(shí)間,提高了工程測(cè)量的效率。
3.3衛(wèi)星定位技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用
在工程測(cè)量的過(guò)程中,合理的使用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)是非常必要的,其中表現(xiàn)在地形的測(cè)繪以及工程的測(cè)量等方面,把衛(wèi)星定位技術(shù)融入到工程測(cè)量技術(shù)中,進(jìn)一步使得我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)走進(jìn)一步走向科學(xué)化,在我國(guó)很多工程測(cè)量中,都使用到了這兩個(gè)技術(shù)的結(jié)合。例如,長(zhǎng)江三峽工程建設(shè)、南水北調(diào)工程建設(shè)、青藏鐵路工程建設(shè)以及浙江省杭州灣大橋的建設(shè)等等,這些工程在建設(shè)的時(shí)候都充分使用了衛(wèi)星定位技術(shù),這一技術(shù)的使用,在很大程度上減少了建設(shè)好中工程事故的發(fā)生情況,極大的提高了我國(guó)工程技術(shù)的危險(xiǎn)地區(qū)作業(yè)的效率。
4結(jié)束語(yǔ)
總而言之,合理有效的提高現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)對(duì)我國(guó)工程質(zhì)量的提升有著非常大的作用,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,能夠讓工程測(cè)量技術(shù)更加精準(zhǔn)對(duì)工程進(jìn)行合理有效的測(cè)量,正因如此,加強(qiáng)現(xiàn)代工程中測(cè)量技術(shù)的開(kāi)發(fā),是當(dāng)今時(shí)展必然的要求。隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的不斷深入,把現(xiàn)如今一些比較先進(jìn)的技術(shù)融入工程測(cè)量中去,讓工程測(cè)量工作方便、快捷高效,進(jìn)一步提高現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)在我國(guó)各方面的應(yīng)用。
作者:陳文婷 章濤 單位:江西省漢威建設(shè)工程集團(tuán)有限公司
1工程測(cè)量技術(shù)在建筑工程中的運(yùn)用
1.1測(cè)量前的準(zhǔn)備工作
工程測(cè)量前應(yīng)首先對(duì)測(cè)量的場(chǎng)地進(jìn)行清理和整理,選用符合場(chǎng)地測(cè)量要求的測(cè)量?jī)x器和工具。認(rèn)真對(duì)施工圖紙進(jìn)行研究熟悉,進(jìn)而制定出科學(xué)的測(cè)量方案。
1.2工程基礎(chǔ)測(cè)量
1.2.1墊層測(cè)量在建筑工程項(xiàng)目基礎(chǔ)墊層澆筑施工后要根據(jù)工程測(cè)量任務(wù)進(jìn)行工程測(cè)量。墊層測(cè)量時(shí)要認(rèn)真檢查墊層龍門(mén)板的軸線(xiàn)、釘?shù)葮?biāo)記,采用相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)量工作。例如采用經(jīng)緯儀或者拉線(xiàn)掛垂球進(jìn)行軸線(xiàn)到墊層面的測(cè)量工作,測(cè)量完成后需打墨線(xiàn)確定中心線(xiàn)位置及邊線(xiàn)位置。
1.2.2基礎(chǔ)墻標(biāo)高的測(cè)量對(duì)建筑基礎(chǔ)墻標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量主要是對(duì)基礎(chǔ)墻中心線(xiàn)到墊層面的平行度和垂直度的測(cè)量。基礎(chǔ)墻標(biāo)高測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量工具是水準(zhǔn)儀,通過(guò)水準(zhǔn)儀測(cè)量數(shù)據(jù)參數(shù)來(lái)確定建筑基礎(chǔ)墻同其他建筑結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)墻高度方向的控制。在建筑基礎(chǔ)墻施工時(shí)應(yīng)隨時(shí)檢查墻角墊層面高度,高度符合工程施工圖紙要求后才能進(jìn)行基礎(chǔ)墻砌筑。
1.3墻體測(cè)量
1.3.1墻體定位待基礎(chǔ)墻砌筑到一定高度時(shí),應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)墻軸線(xiàn)和垂直度進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量工具和方法是經(jīng)緯儀或者拉線(xiàn)。測(cè)量建筑首層強(qiáng)中線(xiàn)和邊線(xiàn)到防潮層的相關(guān)數(shù)據(jù)。并用墨線(xiàn)標(biāo)記,保證外墻軸線(xiàn)交角為九十度。
1.3.2墻標(biāo)高的測(cè)量建筑墻體在砌筑高度方面應(yīng)符合工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)標(biāo)高,即建筑物每層的墻體高度都控制在一定的高度范圍內(nèi)。建筑墻體標(biāo)高的測(cè)量一般采用皮尺進(jìn)行標(biāo)高測(cè)量;但如果根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行必要的模型模擬誤差及強(qiáng)度測(cè)量時(shí),應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
2結(jié)語(yǔ)
工程測(cè)量的準(zhǔn)確性及科學(xué)性對(duì)建筑工程的質(zhì)量及投入使用后功能性的穩(wěn)定發(fā)揮有著直接性的影響,建筑工程單位應(yīng)重視工程測(cè)量技術(shù)的研究探討,嚴(yán)格按照工程測(cè)量規(guī)范要求測(cè)量,為建筑工程項(xiàng)目的順利實(shí)施提供技術(shù)保障。
作者:李國(guó)清單位:四川省蜀通巖土工程公司
摘要:分析非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)工程測(cè)量的課程特點(diǎn)和教學(xué)要求,結(jié)合目前教學(xué)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題,提出教學(xué)改革設(shè)計(jì)思路和針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容的課程活動(dòng)設(shè)計(jì),并結(jié)合在教學(xué)上體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”和在課程考核上注重“多維度”評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效,提出能反映多樣化和多層面化的考核項(xiàng)目的綜合考核辦法。
關(guān)鍵詞:工程測(cè)量;課程設(shè)計(jì);教學(xué)改革;評(píng)價(jià)方案
《工程測(cè)量》課程是我院開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,主要面向土木工程、建筑學(xué)、工程管理、工程造價(jià)等專(zhuān)業(yè),本課程培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)地掌握工程測(cè)量學(xué)的基本理論和基本技能,學(xué)會(huì)常規(guī)測(cè)量?jī)x器的操作,了解測(cè)繪新儀器、新技術(shù)的原理及其應(yīng)用,同時(shí)熟悉地形圖的應(yīng)用,能夠從事相關(guān)專(zhuān)業(yè)中的測(cè)量工作,具有使用各種測(cè)量?jī)x器的的能力,更好地從事測(cè)量方面的工作,以便更加適應(yīng)社會(huì)需求[1]。
1工程測(cè)量課程基本信息
1.1主要內(nèi)容
《工程測(cè)量》課程主要內(nèi)容:水準(zhǔn)測(cè)量、角度測(cè)量、距離測(cè)量與直線(xiàn)定向、測(cè)量誤差、小地區(qū)控制測(cè)量、地形圖的基本知識(shí)、大比例尺地形圖測(cè)繪及應(yīng)用、建筑工程施工測(cè)量、道路工程測(cè)量、房屋建筑建筑物變形觀測(cè)等[2]。該課程教學(xué)主體上分為兩大模塊:理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué),理論教學(xué)主要教授學(xué)生測(cè)量基本理論與方法,實(shí)踐教學(xué)主要是使學(xué)生正確熟練操作儀器并掌握相關(guān)的測(cè)量技能,具備解決工程施工能力。
1.2學(xué)時(shí)安排
我院的《工程測(cè)量》課程共48-64學(xué)時(shí),3-4個(gè)學(xué)分,每學(xué)年有9個(gè)~11個(gè)班級(jí)授課,年修讀學(xué)生300人以上。
1.3與其他課程的關(guān)系
《工程測(cè)量》以建筑材料、建筑制圖等課程為基礎(chǔ),同時(shí)又為建筑施工、砌體結(jié)構(gòu)、地基與基礎(chǔ)等后繼專(zhuān)業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)。既是前面所學(xué)課程的延續(xù),又是學(xué)習(xí)后續(xù)課程的基礎(chǔ),只有掌握了本課程的主要內(nèi)容并運(yùn)用其它的專(zhuān)業(yè)和基礎(chǔ)知識(shí),才能熟練完成項(xiàng)目施工過(guò)程的技術(shù)指導(dǎo)和管理。
1.4教學(xué)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題
隨著教學(xué)深入,也暴露出一些問(wèn)題。主要有:(1)學(xué)生沒(méi)有吃透測(cè)量原理、不能很好的理論聯(lián)系實(shí)際[3];(2)在實(shí)踐操作中有諸多不合規(guī)范的操作習(xí)慣;(3)部分學(xué)生心態(tài)浮躁不得更適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法、不能潛心研究學(xué)術(shù)問(wèn)題。例如:不注重知識(shí)的連貫性學(xué)習(xí);(4)面對(duì)棘手問(wèn)題不能夠發(fā)散思維立足于新的視角合作的解決;(5)課程考核不能全面客觀的反應(yīng)學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)掌握程度[4]。2工程測(cè)量課程教學(xué)改革設(shè)計(jì)思路課程體系與內(nèi)容的改革圍繞相關(guān)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),以人才培養(yǎng)質(zhì)量及人才全面發(fā)展、社會(huì)需求為導(dǎo)向,根據(jù)工程測(cè)量課程的教學(xué)特點(diǎn)和行業(yè)發(fā)展的新要求,不斷探索和深化教學(xué)改革,做到課程體系改革與教學(xué)內(nèi)容改革有計(jì)劃、有措施、有特色的落實(shí)到教學(xué)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)。(1)在理論教學(xué)上,教學(xué)內(nèi)容吸取國(guó)內(nèi)其他更高水平院校同行的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn);深入到社會(huì)項(xiàng)目上,與一線(xiàn)的技術(shù)員和專(zhuān)家共同探討;優(yōu)化和完善工程測(cè)量教學(xué)大綱,適當(dāng)刪減過(guò)時(shí)保守內(nèi)容或者僅作簡(jiǎn)單講述;(2)在實(shí)踐教學(xué)上,積極加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室和校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)[5];通過(guò)測(cè)量技能大賽、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等多種方法,促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力;積極增加投入購(gòu)置新型教學(xué)儀器設(shè)備,努力改善教學(xué)條件以滿(mǎn)足教學(xué)要求;加強(qiáng)與生產(chǎn)單位以及測(cè)繪儀器銷(xiāo)售商的交流;(3)在教學(xué)方法和教學(xué)手段上,形成了以授課課件、實(shí)踐操作錄像等方法相結(jié)合的立體感官教學(xué)方法[6][7];嚴(yán)格要求學(xué)生遵守測(cè)量規(guī)范和操作程序、培養(yǎng)良好的專(zhuān)業(yè)工作習(xí)慣,提高學(xué)生們的專(zhuān)業(yè)素質(zhì);通過(guò)參加專(zhuān)業(yè)比賽,鍛煉并檢測(cè)學(xué)生的測(cè)量技能,進(jìn)一步提高學(xué)生們的測(cè)量專(zhuān)業(yè)知識(shí);(4)另外,關(guān)注提高學(xué)生的“測(cè)、繪、算”技術(shù)能力,使學(xué)生熟練掌握全站儀,了解GPS測(cè)量技術(shù)[8],學(xué)習(xí)CASS成圖技術(shù),讓學(xué)生嘗試結(jié)合EXCEL編寫(xiě)簡(jiǎn)單的計(jì)算軟件;(5)在考試改革上,采用綜合性筆試和平時(shí)性考核項(xiàng)目的多維度考核辦法,不斷探索優(yōu)化更加客觀的考核方式,以全面的反映出學(xué)生參與該課程學(xué)習(xí)的程度以及獲得該課程總體知識(shí)、能力、素質(zhì)綜合成果的體現(xiàn)程度。
3工程測(cè)量課程目標(biāo)
(1)掌握各類(lèi)普通測(cè)量包括水準(zhǔn)測(cè)量、角度測(cè)量、距離測(cè)量和小區(qū)域控制測(cè)量的基本原理和測(cè)量方法;并會(huì)正確規(guī)范熟練的使用各種常規(guī)測(cè)量?jī)x器包括水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀和全站儀;(2)會(huì)結(jié)合現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范和選取合適的儀器,設(shè)計(jì)一般性的測(cè)量方案,并進(jìn)行有效率的測(cè)量和內(nèi)業(yè)處理包括建筑工程施工測(cè)量項(xiàng)目、建筑物變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。
4工程測(cè)量課程活動(dòng)設(shè)計(jì)
4.1各類(lèi)普通測(cè)量以分組比賽類(lèi)型教學(xué)
下面以四等水準(zhǔn)測(cè)量為例作介紹。(1)目的:使學(xué)生正確熟練的操作水準(zhǔn)儀;使學(xué)生深入的掌握水準(zhǔn)測(cè)量原理、四等水準(zhǔn)測(cè)量的規(guī)范操作工序和規(guī)范的水準(zhǔn)內(nèi)業(yè)處理,培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和提高實(shí)操水平;(2)活動(dòng)安排:水準(zhǔn)測(cè)量原理、四等水準(zhǔn)觀測(cè)方法、內(nèi)業(yè)處理流程、學(xué)生練習(xí)水準(zhǔn)儀、普通水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)驗(yàn),計(jì)劃4課時(shí);分組完成四等水準(zhǔn)外業(yè)、內(nèi)業(yè),提交成果資料,計(jì)劃2課時(shí);成績(jī)和總結(jié),評(píng)定成績(jī)并總結(jié)問(wèn)題、分析原因,計(jì)劃2課時(shí);(3)評(píng)價(jià)方案:儀器操作與觀測(cè)方法占30%,觀測(cè)記錄和內(nèi)業(yè)處理占30%,觀測(cè)記錄和內(nèi)業(yè)處理,占30%;小組總結(jié)報(bào)告占30%;出勤占10%。
4.2建筑工程施測(cè)量以案例分析來(lái)完成教學(xué)
下面以民用建筑施工測(cè)量為例做介紹。(1)目的:了解施工測(cè)量任務(wù)、特點(diǎn)及測(cè)設(shè)的基本工作;掌握測(cè)設(shè)點(diǎn)的平面位置的方法和施工控制測(cè)量的方法;掌握民用建筑施工放樣流程;(2)活動(dòng)安排:課堂講解施工測(cè)量任務(wù)、特點(diǎn)及測(cè)設(shè)的基本工作,計(jì)劃2課時(shí);課堂講解測(cè)設(shè)點(diǎn)的平面位置的方法和施工控制測(cè)量的方法,計(jì)劃2課時(shí);觀看民用建筑施工放樣現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)視頻,課堂提問(wèn)學(xué)生,總結(jié)分析施工放樣流程,學(xué)生完成案例分析學(xué)結(jié),計(jì)劃4學(xué)時(shí);(3)評(píng)價(jià)方案:課堂提問(wèn)占40%;民用建筑施工測(cè)量案例分析學(xué)結(jié)占50%;出勤占10%。
4.3建筑物變形測(cè)量以完成項(xiàng)目類(lèi)型教學(xué)
(1)項(xiàng)目目的:使學(xué)生了解建筑變形測(cè)量的意義與重要性;理解建筑物變形測(cè)量的施測(cè)內(nèi)容與測(cè)量方法;熟悉建筑物變形測(cè)量項(xiàng)目的整個(gè)流程;(2)活動(dòng)安排:收集該項(xiàng)目相關(guān)的資料,了解此建筑物的變形情況,配置測(cè)量?jī)x器,制定觀測(cè)計(jì)劃,計(jì)劃2課時(shí);布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn),做垂直位移測(cè)量,計(jì)劃2課時(shí);布設(shè)控制點(diǎn)和工作基點(diǎn),做水平位移測(cè)量,計(jì)劃2課時(shí);處理數(shù)據(jù),整理項(xiàng)目成果,并給出項(xiàng)目結(jié)論及建議,計(jì)劃2課時(shí);(3)評(píng)價(jià)方案:外業(yè)測(cè)量占30%;觀測(cè)記錄和內(nèi)業(yè)處理占30%;項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告占30%;出勤占10%。
5工程測(cè)量課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方案
理論考試內(nèi)容圍繞教學(xué)大綱進(jìn)行,在學(xué)期末組織學(xué)生考試。其他考核項(xiàng)目在授課期間進(jìn)行。制定如下考核方案:(1)綜合性筆試,占總評(píng)成績(jī)比重50%,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)參考答案評(píng)分;(2)小組數(shù)據(jù)和總結(jié)報(bào)告,占總評(píng)成績(jī)比重10%,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是水準(zhǔn)測(cè)量占25%、角度測(cè)量占25%、距離測(cè)量占25%及小區(qū)域控制測(cè)量占25%;(3)建筑工程施測(cè)測(cè)量案例分析總結(jié),占總評(píng)成績(jī)比重10%,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是民用建筑施工測(cè)量案例分析總結(jié)占50%,工業(yè)建筑的施工測(cè)量案例分析總結(jié)占50%;(4)建筑物變形測(cè)量項(xiàng)目成果書(shū)面材料,占總評(píng)成績(jī)比重10%,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是成果精度統(tǒng)計(jì)及質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果占30%,變形測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的變形異常和作業(yè)中發(fā)生的特殊情況匯總占20%,變形分析的基本結(jié)論與建議占30%,附圖附表占20%;(5)課程論文,占總評(píng)成績(jī)比重5%,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是把握測(cè)繪科學(xué)前沿動(dòng)態(tài)占40%,內(nèi)容充實(shí)可靠占50%,論文形式要素正確占10%;(6)出勤,占總評(píng)成績(jī)比重10%,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是曠課、遲到、早退酌情扣分。
6總結(jié)
結(jié)合工程測(cè)量課程特色和學(xué)習(xí)目標(biāo),在非測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的工程測(cè)量教學(xué)實(shí)施中體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”,分別從不同知識(shí)板塊設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),并在課程考核上注重“多維度”評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效,才能更加客觀全面的反映出學(xué)生參與學(xué)習(xí)的程度以及獲得知識(shí)、能力、素質(zhì)等綜合成果的量度,這樣才能更好的達(dá)到工程測(cè)量課程的教學(xué)質(zhì)量與效果,為社會(huì)培養(yǎng)出適應(yīng)企業(yè)需求的技術(shù)型人才。
作者:許善文 唐小方 單位:廣東白云學(xué)院
一、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
1.它可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬,在屏幕上直觀生動(dòng)地(分層)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改變和彌補(bǔ)了傳統(tǒng)產(chǎn)品線(xiàn)條、符號(hào)和數(shù)字、文字等綜合包羅,非具一定專(zhuān)業(yè)知識(shí)才能讀懂的缺陷。
2.數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品在使用、維護(hù)和更新上具有方便快捷的特性,能夠隨時(shí)保持產(chǎn)品信息的現(xiàn)勢(shì)性,可以隨時(shí)補(bǔ)充修改,隨時(shí)出新圖提供使用。
3.根據(jù)不同用戶(hù)的需要,可以對(duì)產(chǎn)品的各種要素進(jìn)行數(shù)據(jù)再加工,得到不同用途的圖件,而且還可以隨意對(duì)圖形進(jìn)行拼接、縮放,用途更廣泛。
4.利用數(shù)字化(地形、地籍)測(cè)繪成果,作為底圖,可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行各種規(guī)劃與設(shè)計(jì)(如土地資源開(kāi)發(fā)規(guī)劃和城市道路網(wǎng)的設(shè)計(jì)等),可方便地進(jìn)行許多方案的設(shè)計(jì)與比較,對(duì)各種要素的統(tǒng)計(jì)、匯總、疊加、分析也方便、準(zhǔn)確。在計(jì)算機(jī)的幫助下,大大提高了測(cè)繪生產(chǎn)作業(yè)的自動(dòng)化、科學(xué)化、規(guī)范化程度,數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品的應(yīng)用水平也將達(dá)到新的高度。除此以外,在其他方面還顯示出很多優(yōu)越性,但從以上幾點(diǎn)足以可見(jiàn)數(shù)字化(地形、地籍)測(cè)繪很符合現(xiàn)代社會(huì)信息的要求,是現(xiàn)代測(cè)繪的發(fā)展方向。因而,以前以傳統(tǒng)測(cè)繪為主的專(zhuān)業(yè)測(cè)繪單位,現(xiàn)在是以發(fā)展數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)作為發(fā)展的目標(biāo)與方向。
二、數(shù)字化測(cè)繪中作業(yè)模式的選擇問(wèn)題
數(shù)字化測(cè)繪設(shè)備是全站儀加電子手簿或電子平板,作業(yè)分為編碼方法和無(wú)碼方法。編碼方法在記錄測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)必須按碎部點(diǎn)的類(lèi)型及相互間幾何關(guān)系輸入特征編碼,作業(yè)員不僅要熟記編碼,為正確輸入編碼,測(cè)站與棱鏡間還需要較多有關(guān)測(cè)點(diǎn)的信息交流,因此作業(yè)速度慢。尤其當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜、通視困難、對(duì)一個(gè)地物的測(cè)量是不連續(xù)的,甚至要經(jīng)過(guò)幾個(gè)測(cè)站的觀測(cè)才能完成時(shí),作業(yè)難度大,出錯(cuò)機(jī)會(huì)多。無(wú)碼作業(yè)則不需輸入任何編碼,代之以繪制草圖記錄所測(cè)點(diǎn)位及相鄰關(guān)系。測(cè)站與棱鏡間聯(lián)絡(luò)較少,測(cè)站照準(zhǔn)目標(biāo)操作電子手簿驅(qū)動(dòng)全站儀測(cè)取數(shù)據(jù)后,只需向棱鏡處作業(yè)員報(bào)告碎部點(diǎn)號(hào)而已。具有平板測(cè)圖知識(shí)的作業(yè)員隨棱鏡現(xiàn)場(chǎng)繪制草圖,輕松且不易出錯(cuò)。測(cè)圖工作實(shí)際上主要在棱鏡處進(jìn)行,測(cè)站觀測(cè)速度很快,一臺(tái)全站儀可觀測(cè)2~3個(gè)棱鏡,相當(dāng)2~3個(gè)圖板的平板測(cè)圖。所以無(wú)碼作業(yè)方法更容易為測(cè)量人員所接受。數(shù)字化測(cè)繪記錄設(shè)備過(guò)去以電子手簿為主,但目前有關(guān)電子平板的介紹、報(bào)道較多。所謂內(nèi)外業(yè)一體化的作業(yè)方法,即利用電子平板(便攜機(jī))在野外實(shí)現(xiàn)碎部點(diǎn)展繪成圖被描繪成最先進(jìn)的方法。但實(shí)際上若電子平板與全站儀聯(lián)機(jī)則由于通視不一定好,加之?dāng)?shù)字化測(cè)圖測(cè)程較遠(yuǎn),繪圖員在電子平板上編輯繪圖很困難。若靠遠(yuǎn)距離觀察輔之以鏡站作業(yè)員的描述來(lái)繪圖,則不僅對(duì)電子平板繪圖員的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)要求較高,且既慢又容易出錯(cuò)。就這一點(diǎn)而言,類(lèi)似傳統(tǒng)的平板測(cè)圖的作業(yè)方法,不同之處僅在于不需展點(diǎn)、計(jì)算機(jī)編輯代替手工繪圖而已。為解決這一問(wèn)題,市場(chǎng)上推出了遙控電子平板。雖然采用遙控平板可使繪圖員隨棱鏡現(xiàn)場(chǎng)繪圖,但設(shè)備投資遠(yuǎn)高于電子手簿。野外作業(yè)速度也低于電子手簿加草圖方法。實(shí)際上是付出高昂的代價(jià)以外業(yè)時(shí)間換取內(nèi)業(yè)時(shí)間。若考慮到野外作業(yè)條件艱苦,作業(yè)人員的愿望恰恰相反;即寧愿用內(nèi)業(yè)時(shí)間換取外業(yè)時(shí)間。加之電子平板還有惡劣條件下可靠性差,攜帶不如電子手簿方便的缺點(diǎn)。所以大多數(shù)情況下,尤其是復(fù)雜地區(qū),電子手簿加草圖方法仍是最適合的作業(yè)方法。
三、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用
1.數(shù)字測(cè)圖的主要內(nèi)容
1.1原圖數(shù)字化
當(dāng)一個(gè)地區(qū)需要用到數(shù)字地形圖而一時(shí)因經(jīng)費(fèi)困難或受到時(shí)間等原因的限制時(shí),該方法是最適宜的。它能夠充分利用現(xiàn)有的地形圖,僅需配備計(jì)算機(jī)、數(shù)字化儀或掃描儀、繪圖儀再配以數(shù)字化軟件就可以開(kāi)展工作,并且可以在很短的時(shí)間內(nèi)獲得數(shù)字化成果。它的工作方法有兩種:手扶跟蹤數(shù)字化及掃描矢量化,其中后一種的精度、效率更高。但是,利用該方法所獲得的數(shù)字地圖其精度因受原圖精度的影響,加上數(shù)字化過(guò)程中所產(chǎn)生的各種誤差,因而它的精度要比原圖的精度差。而且它所反映的只是白紙成圖時(shí)地表上各種地物地貌,現(xiàn)時(shí)性不是很好。所以它僅能作為一種應(yīng)急措施而非長(zhǎng)久之計(jì)。為了充分利用該法得到數(shù)字地圖,可通過(guò)修測(cè)、補(bǔ)測(cè)等方法,實(shí)測(cè)一部分地物點(diǎn)的精確坐標(biāo),再用這些點(diǎn)的坐標(biāo)代替原來(lái)的坐標(biāo),通過(guò)調(diào)整,可在一定程度上提高原圖的精度。而隨著地圖的不斷更新,實(shí)測(cè)坐標(biāo)的增加,地圖的精度也就會(huì)相應(yīng)地得到提高。
1.2地面數(shù)字測(cè)圖
在沒(méi)有合乎要求的大比例尺地圖的地區(qū),可直接采用地面數(shù)字測(cè)圖的方法,該方法也稱(chēng)為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測(cè)圖,是我國(guó)目前各測(cè)繪單位用得最多的數(shù)字測(cè)圖方法。采用該方法所得到的數(shù)字地圖的特點(diǎn)是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相對(duì)于鄰近控制點(diǎn)的精度控制在5cm內(nèi)是可以做到的。
1.3航測(cè)數(shù)字成圖
當(dāng)一個(gè)地區(qū)(或測(cè)區(qū))很大時(shí),可以利用航空攝影機(jī)在空中攝取地面的影像,通過(guò)外業(yè)判讀,在內(nèi)業(yè)建立地面的模型,通過(guò)計(jì)算機(jī)用繪圖軟件在模型上量測(cè),直接獲得數(shù)字地形圖。隨著測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量已在我國(guó)部分地區(qū)取得成功,不久將會(huì)得到推廣。它是通過(guò)在空中利用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)所獲得的數(shù)字影像,內(nèi)業(yè)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的航測(cè)軟件,在計(jì)算機(jī)上對(duì)數(shù)字影像進(jìn)行像對(duì)匹配,建立地面的數(shù)字模型,再通過(guò)專(zhuān)用的軟件來(lái)獲得數(shù)字地圖。可以說(shuō),這將是今后數(shù)字測(cè)圖的一個(gè)重要發(fā)展方向。該方法的特點(diǎn)是可將大量的外業(yè)測(cè)量工作移到室內(nèi)完成,它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低,不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點(diǎn),特別適合于城市及大測(cè)區(qū)的大面積成圖。
2.數(shù)字測(cè)圖在地籍測(cè)量中的應(yīng)用
隨著國(guó)家小城鎮(zhèn)建設(shè)步伐的加快,城鎮(zhèn)地籍測(cè)量工作在全國(guó)范圍內(nèi)展開(kāi),各地對(duì)地籍圖的需求將急劇膨脹。地籍測(cè)量的目的是為了全面澄清城鎮(zhèn)土地的屬性、位置、面積、用途、經(jīng)濟(jì)價(jià)值及相互之間的關(guān)系,為建立全國(guó)土地管理信息系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。隨著高新測(cè)繪技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用得到迅速發(fā)展。較之傳統(tǒng)的大(小)平板儀(地形、地籍)測(cè)繪技術(shù),數(shù)字化測(cè)繪可以讓測(cè)繪產(chǎn)品更加多樣化,技術(shù)含量和應(yīng)用水平更高,產(chǎn)品的使用與維護(hù)更加方便、快捷、直觀,與傳統(tǒng)的測(cè)繪產(chǎn)品(地形、地籍圖件)相比,數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品具有明顯的優(yōu)越性。作業(yè)流程的科學(xué)化是數(shù)字測(cè)量的關(guān)鍵所在,結(jié)合測(cè)區(qū)已有的資料,以有關(guān)規(guī)程、規(guī)范為依據(jù),設(shè)計(jì)作業(yè)流程,數(shù)字地籍測(cè)量的作業(yè)流程見(jiàn)下圖:
3.數(shù)字測(cè)繪在數(shù)字地球中的應(yīng)用
簡(jiǎn)言之,數(shù)字地球就是把經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展方方面面的信息,加載于一個(gè)統(tǒng)一的地理坐標(biāo)框架中按數(shù)字的形式存貯于計(jì)算機(jī),任何機(jī)構(gòu)或個(gè)人均可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),足不出戶(hù)便獲取所需的信息做到“秀才不出門(mén),全知天下事”。數(shù)字地球是一個(gè)十分龐大的系統(tǒng)工程,技術(shù)復(fù)雜,涉及部門(mén)多,沒(méi)有任何一個(gè)部門(mén)或團(tuán)體能單獨(dú)承擔(dān),它需要地球科學(xué)、信息科學(xué)、空間技術(shù)和眾多應(yīng)用部門(mén)的配合。測(cè)繪作為地學(xué)和信息學(xué)的重要組成部分,在國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中具有不可替代的地位,空間基礎(chǔ)信息的獲取、處理,向信息高速公路提供內(nèi)容豐富、形式多樣的信息貨物等工作已歷史地落在測(cè)繪工作者肩上。可以說(shuō),數(shù)字地球始于測(cè)繪。我國(guó)測(cè)繪部門(mén)從20世紀(jì)八十年代初期開(kāi)始,對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行了大規(guī)模的數(shù)字化改造。傳統(tǒng)的光學(xué)定位技術(shù)已被光電技術(shù)、GPS技術(shù)所取代,傳統(tǒng)的白紙測(cè)圖已被數(shù)字測(cè)圖和地理信息系統(tǒng)所取代,以地面測(cè)量為主向以衛(wèi)星定位(GPS)、衛(wèi)星遙感(RS)測(cè)繪等高技術(shù)為主的對(duì)地觀測(cè)方面轉(zhuǎn)變,被動(dòng)的靜態(tài)測(cè)量向動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)測(cè)量方面轉(zhuǎn)變"測(cè)繪部門(mén)在數(shù)字地球基礎(chǔ)框架建設(shè)方面做了大量工作,主要包括:建立了全國(guó)A級(jí)、B級(jí)GPS網(wǎng);完成了全國(guó)1:100萬(wàn)、1:25萬(wàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)施;建立了國(guó)情和省情綜合地理信息系統(tǒng);研制成功了從遙感立體影像自動(dòng)建立數(shù)字地面模型的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng);研制成功了數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字正射影像(DOM)、數(shù)字線(xiàn)劃圖(DLG)、數(shù)字柵格圖(DRG)等“4D”產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)。數(shù)字地球的雛形已經(jīng)形成。
當(dāng)然,數(shù)字測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用于很多方面,由于篇幅有限,就不在此一一列舉了。
總之,數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用廣泛,精確且使用,并且數(shù)字測(cè)繪技術(shù)也在日新月異地發(fā)展,廣大測(cè)繪工作者要更新思維、堅(jiān)持學(xué)習(xí),做數(shù)字化的測(cè)繪工作者。
論文關(guān)鍵詞:測(cè)量技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;展望
論文摘要:工程測(cè)量有著悠久的歷史,它是直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)服務(wù),緊密與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科。本文分析了我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀,并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
1前言
工程測(cè)量通常是指在工程建設(shè)的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工和管理階段中運(yùn)用的各種測(cè)量理論、方法和技術(shù)的總稱(chēng)。傳統(tǒng)工程測(cè)量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域包括建筑、水利、交通、礦山等部門(mén),其基本內(nèi)容有測(cè)圖和放樣兩部分。現(xiàn)代工程測(cè)量己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了僅僅為工程建設(shè)服務(wù)的概念,它不僅涉及工程的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)幾何與物理量測(cè)定,而且包括對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析,甚至對(duì)物體發(fā)展變化的趨勢(shì)預(yù)報(bào)。蘇黎世高等工業(yè)大學(xué)馬西斯教授指出:“一切不屬于地球測(cè)量,不屬于國(guó)家地圖集的陸地測(cè)量,和不屬于法定測(cè)量的應(yīng)用測(cè)量都屬于工程測(cè)量”。隨著傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)向數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)轉(zhuǎn)化,我國(guó)工程測(cè)量的發(fā)展可以概括為“四化”和“十六字”,所謂“四化”是:工程測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化,數(shù)據(jù)獲取及其處理的自動(dòng)化,測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為的智能化,測(cè)量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化。“十六字”是:連續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測(cè)、實(shí)時(shí)、精確、可靠、快速、簡(jiǎn)便。
2我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀
2.1先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器在工程測(cè)量中的應(yīng)用。
20世紀(jì)80年代以來(lái)出現(xiàn)許多先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x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。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測(cè)距導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)所替代;光電測(cè)距三角高程測(cè)量代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量;具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測(cè)距儀用于施工放樣測(cè)量;無(wú)需棱鏡的測(cè)距儀解決了難以攀登和無(wú)法到達(dá)的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)距工作;電子速測(cè)儀為細(xì)部測(cè)量提供了理想的儀器;精密測(cè)距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線(xiàn)丈量。
2.2GPS定位技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用。
GPS是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制,歷時(shí)20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。隨著GPS定位技術(shù)的不斷改進(jìn),軟、硬件的不斷完善,長(zhǎng)期使用的測(cè)角、測(cè)距、測(cè)水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù),正在逐步被以一次性確定三維坐標(biāo)的高速度、高精度、費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)單的GPS技術(shù)代替。
在我國(guó)GPS定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域,國(guó)家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用GPS技術(shù),在石油勘探、高速公路、通信線(xiàn)路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測(cè)、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測(cè)、海島或海域測(cè)量等也已廣泛的使用GPS技術(shù)。隨著DGPS差分定位技術(shù)和RTK實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國(guó)AS技術(shù)的解除,單點(diǎn)定位精度不斷提高,GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、石油物探點(diǎn)定位、地質(zhì)勘查剖面測(cè)量、碎部點(diǎn)的測(cè)繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。
2.3數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用。
數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用,使大比例尺測(cè)圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪,歷來(lái)就是城市與工程測(cè)量的重要內(nèi)容和任務(wù)。
常規(guī)的成圖方法是一項(xiàng)腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)結(jié)合的艱苦的野外工作,同時(shí)還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長(zhǎng),產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用和GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來(lái),形成一個(gè)從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線(xiàn)圖等各類(lèi)圖件的自動(dòng)繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖,也可提供軟盤(pán),為專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化,建立專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。
20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究和應(yīng)用發(fā)展很快,成效顯著。由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不同,國(guó)外研究成功的數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)不適合國(guó)情,難以推廣應(yīng)用,只有依靠自己研究開(kāi)發(fā)。1987年北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院在國(guó)內(nèi)首先完成了“大比例尺數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)”(即DGJ)的軟件開(kāi)發(fā),并通過(guò)技術(shù)鑒定,1990年被建設(shè)部列為第一批技術(shù)推廣應(yīng)用項(xiàng)目之一,在80多個(gè)城市及工程測(cè)量單位推廣應(yīng)用,同時(shí)又有十幾個(gè)大專(zhuān)院校、儀器公司和工程測(cè)量單位,先后開(kāi)發(fā)和研制出多個(gè)類(lèi)似的數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)軟件。
2.4攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用。
攝影測(cè)量技術(shù)已越來(lái)越廣泛的在城市和工程測(cè)繪領(lǐng)域中得以應(yīng)用,由于高質(zhì)量、高精度的攝影測(cè)量?jī)x器的研制生產(chǎn),結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用,使得攝影測(cè)量能夠提供完全的、實(shí)時(shí)的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業(yè)工作量,具有測(cè)量高效、高精度,成果品種繁多等特點(diǎn)。在城市和工程大比例尺地形測(cè)繪、地籍測(cè)繪、公路、鐵路以及長(zhǎng)距離通訊和電力選線(xiàn)、描述被測(cè)物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測(cè)、文物保護(hù)和醫(yī)學(xué)上異物定位中都起到了一般測(cè)量難以起到的作用,具有廣泛的應(yīng)用前景。由于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的出現(xiàn),為攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用提供了新的技術(shù)手段和方法,該技術(shù)已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進(jìn)和應(yīng)用。
航空攝影測(cè)量是進(jìn)行城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測(cè)繪與更新以及大型工程勘測(cè)的重要手段與方法,它可以提供數(shù)字的、影像的、線(xiàn)劃的等多種形式的地圖成果。目前,我國(guó)有100多個(gè)城市或工測(cè)單位利用航測(cè)技術(shù)測(cè)制大比例尺地形圖和地籍圖,最大比例尺為1/500。采用的儀器除利用高精度的模擬測(cè)圖儀和解析測(cè)圖儀成圖方法外,還用立體坐標(biāo)測(cè)圖儀與微機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,經(jīng)微機(jī)數(shù)據(jù)處理輸入繪圖機(jī)自動(dòng)繪圖。
3工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展展望
展望21世紀(jì),工程測(cè)量將在以下方面將得到顯著發(fā)展:
測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展,其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大,影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)。
在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中,將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng),并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合,解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問(wèn)題。
大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的三維測(cè)量,幾何重構(gòu)及質(zhì)量控制,以及由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化流程,生產(chǎn)過(guò)程控制,產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與監(jiān)控的數(shù)據(jù)與定位要求越來(lái)越高,將促使三維業(yè)測(cè)量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、三維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量。
多傳感器的混合測(cè)量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,如GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人集成,可在大區(qū)域乃至國(guó)家范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)控制網(wǎng)的各種測(cè)量工作。
GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目,在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。
在人類(lèi)活動(dòng)中,工程測(cè)量是無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不用,只要有建設(shè)就必然存在工程測(cè)量,因而其發(fā)展和應(yīng)用的前景是廣闊的。
【摘要】文章介紹了數(shù)字化測(cè)圖的原理和數(shù)字化地形圖成果的優(yōu)點(diǎn),概述了數(shù)字地圖在水利工程測(cè)量工作中的發(fā)展進(jìn)程,并對(duì)數(shù)字化測(cè)圖的精度進(jìn)行了分析,展望了今后數(shù)字化測(cè)圖的發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】數(shù)字化測(cè)圖技術(shù);原理;發(fā)展;精度分析
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施AutoCAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用,數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)也在不斷地發(fā)展,有關(guān)圖的概念也發(fā)生了深刻的變化,數(shù)字測(cè)圖的成果已不僅僅僅是一張白紙圖,數(shù)字技術(shù)賦予地形圖更豐富內(nèi)涵,它是有關(guān)地形的空間信息組合,以計(jì)算機(jī)硬盤(pán)、軟盤(pán)等為存貯介質(zhì),以圖形文件的形式提交給設(shè)計(jì)人員。
一、數(shù)字化測(cè)圖的基本原理及優(yōu)點(diǎn)
1.數(shù)字化測(cè)圖是以傳統(tǒng)的白紙測(cè)圖原理為基礎(chǔ),以全站儀、計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備為工具,采用數(shù)字庫(kù)技術(shù)和圖形處理方法,實(shí)現(xiàn)一套野外數(shù)據(jù)采集到內(nèi)業(yè)制圖的全過(guò)程的自動(dòng)化測(cè)量制圖系統(tǒng),稱(chēng)為數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)。它的實(shí)質(zhì)是解析測(cè)圖,它實(shí)現(xiàn)了將圖形的模擬量(地面模型)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量,經(jīng)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字量進(jìn)行處理,得到內(nèi)容豐富的電子地圖。
2.在傳統(tǒng)的白紙測(cè)圖方法中,地面點(diǎn)平面位置的誤差主要受圖根點(diǎn)的展繪誤差、測(cè)定地物點(diǎn)的視距誤差、測(cè)定地物點(diǎn)的方向誤差、地形圖上的地物點(diǎn)的刺點(diǎn)誤差以及清繪誤差等綜合因素的影響,而在數(shù)字測(cè)圖中,全站儀強(qiáng)制照準(zhǔn)棱鏡,測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄到手簿或全站儀內(nèi)部存儲(chǔ)器中,展點(diǎn)又是計(jì)算機(jī)自動(dòng)展點(diǎn),所以圖根點(diǎn)的展繪誤差與地物點(diǎn)的展繪誤差可忽略不計(jì),其余各項(xiàng)誤差也比普通經(jīng)緯儀測(cè)圖時(shí)大大減小,所以點(diǎn)位精度非常高,經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明,數(shù)字化測(cè)圖很容易達(dá)到《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》規(guī)定的點(diǎn)位誤差小于圖上0.2mm的精度指標(biāo)。同時(shí)數(shù)字地圖容易存貯,是地理信息系統(tǒng)(GIS)的重要信息來(lái)源。另外數(shù)字化測(cè)圖還大大提高了工作效率,縮短了成圖的周期。經(jīng)實(shí)踐表明:一個(gè)作業(yè)組在正常情況下用白紙測(cè)圖的方法一個(gè)工作日能測(cè)量200個(gè)地形點(diǎn),而采用數(shù)字化測(cè)圖的方法則可以測(cè)量400個(gè)地物點(diǎn)以上,工作效率提高1倍。
二、數(shù)字地圖在水利工程測(cè)量工作中的發(fā)展進(jìn)程
(一)利用Mapscan微機(jī)地圖掃描矢量化系統(tǒng)軟件掃描矢量化原地形圖
利用Mapscan軟件首先將地形原圖用掃描儀掃成柵格圖像,然后再對(duì)柵格圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn),矢量化、編輯、整飾,最終得到數(shù)字化地形圖。換句話(huà)說(shuō),這就是計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的一次描圖工作。由于地形圖原圖在被掃描生成*.CAL影像文件的過(guò)程中會(huì)有一定的偏移和旋轉(zhuǎn),在數(shù)字化的第一步就要對(duì)影像文件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和校準(zhǔn),在這一過(guò)程中關(guān)于旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)及校準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的拾取過(guò)程中,操作人員會(huì)產(chǎn)生一定的誤差,同時(shí)在矢量化地形、地物的過(guò)程中同樣有人為因素的影響。所以說(shuō),以這種方式形成的數(shù)字化地圖的精度比后來(lái)內(nèi)外業(yè)一體化所測(cè)繪的數(shù)字化地圖精度偏低。但它的優(yōu)點(diǎn)就是利用了原有的圖紙,它是原有測(cè)繪成果向數(shù)字化成果轉(zhuǎn)換的必經(jīng)之路。
(二)利用南方CASS4.0地形成圖軟件實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化測(cè)繪數(shù)字化地形圖
南方公司CASS4.0測(cè)量成圖軟件,采用的作業(yè)模式為全站儀+電子手簿野外采用數(shù)據(jù),利用軟件完成對(duì)電子地圖的編輯與輸出,是真正意義上的數(shù)字上化測(cè)圖。
在數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)中,計(jì)算機(jī)要處理幾何數(shù)據(jù)(測(cè)站坐標(biāo))、屬性數(shù)據(jù)以及點(diǎn)與點(diǎn)之間的拓樸關(guān)系。而屬性數(shù)據(jù)的拓樸關(guān)系是很難像幾何數(shù)據(jù)那樣直接用數(shù)字來(lái)描述的,所以必須按一定的規(guī)則構(gòu)成一些符號(hào)(串)來(lái)表示它們,這種用來(lái)表示地物屬性和連接關(guān)系的符號(hào)(串)就是CASS4.0軟件中所稱(chēng)的編碼。
野外采集數(shù)據(jù)分為有碼作業(yè)和無(wú)碼作業(yè)。兩種作業(yè)方式比較而言,有碼作業(yè)方式自動(dòng)化程度高,內(nèi)業(yè)工作量小,但外業(yè)工作中,觀測(cè)量在測(cè)站每點(diǎn)都要輸入編碼,同時(shí)還要考慮點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接關(guān)系,所以外業(yè)速度慢。無(wú)碼作業(yè)方式直觀、可靠,提高了外業(yè)速度,但是內(nèi)業(yè)工作量稍有增加,自動(dòng)化程度略有降低。由于兩種數(shù)據(jù)采集的方式各有利弊,所以在實(shí)際工作中會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選取不同的作業(yè)方式。在地形、地貌簡(jiǎn)單,開(kāi)闊的地區(qū),利用有碼作業(yè)方式,連接各地性線(xiàn)之間的關(guān)系,簡(jiǎn)化內(nèi)業(yè)的編輯修改量;在地物繁多、地貌特殊的測(cè)區(qū),必須勾繪草圖,采用無(wú)碼作業(yè)方式,記錄清楚每個(gè)點(diǎn)的屬性及連接關(guān)系,內(nèi)業(yè)對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行編輯成圖。
(三)利用捷創(chuàng)力600全站儀自定義用戶(hù)程序?qū)崿F(xiàn)野外數(shù)據(jù)采集
捷創(chuàng)力600全站儀具有一個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)器,用來(lái)存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)、點(diǎn)信息,存儲(chǔ)空間完全是自我管理而不需要連接外部控制設(shè)備,存儲(chǔ)文件分區(qū)域(Area)文件和工作(Job)文件。根據(jù)野外測(cè)圖時(shí)所要記錄的信息,在全站儀上自定義用戶(hù)程序P2為測(cè)圖時(shí)使用的程序,它的結(jié)構(gòu)與說(shuō)明如表1。
利用這個(gè)程序便可以在野外采集數(shù)據(jù),并利用全站儀上P54程序完成工作文件從全站儀內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)接?jì)算機(jī)的工作。
全站儀采集數(shù)據(jù)與南方電子手簿采集數(shù)據(jù)相比,優(yōu)點(diǎn)在于它是利用內(nèi)存記錄數(shù)據(jù),有著多層保護(hù),具有較高的安全性,不會(huì)像手簿有時(shí)由于低電而造成數(shù)據(jù)丟失。缺點(diǎn)是輸入地物編碼時(shí),在全站儀鍵盤(pán)上切換至ASCII碼狀態(tài),比電子手簿輸入編碼繁瑣。
(四)RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化測(cè)圖中的應(yīng)用
RTK(Real-TimeKinematics)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位測(cè)量技術(shù)是GPS定位技術(shù)的又一重大突破,它使GPS定位技術(shù)向更深、更新、更廣的方面發(fā)展,它可以在幾秒鐘內(nèi)獲得厘米級(jí)的三維坐標(biāo)。它是由1臺(tái)基準(zhǔn)站、1臺(tái)或多臺(tái)流動(dòng)站、數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)以及軟件系統(tǒng)組成。PTK技術(shù)的出現(xiàn)突破了常規(guī)的GPS控制測(cè)量工作領(lǐng)域,利用它能夠非常方便地進(jìn)行放樣和定線(xiàn);通過(guò)流動(dòng)站控制器可以進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集,打破了傳統(tǒng)的“先控制,后測(cè)圖”測(cè)量方式,工作效率大大提高。在懷柔應(yīng)急備用水源工程1:2000地形圖測(cè)量、齋堂水庫(kù)庫(kù)區(qū)1:2000地形圖測(cè)量、馬草河1:500地形圖測(cè)量中,利用RTK技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖工作,充分感受到先進(jìn)技術(shù)所帶來(lái)的巨大生產(chǎn)力。
三、數(shù)字化測(cè)圖精度分析
數(shù)字化測(cè)圖將圖紙精度轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字精度,采集的數(shù)據(jù)在后處理上不會(huì)有什么問(wèn)題,其精度主要受儀器本身的精度以及一些外界因素的影響。所以在外業(yè)測(cè)繪時(shí),為了提高野外數(shù)字化測(cè)繪圖精度,減少棱鏡偏移誤差的影響,應(yīng)盡量使棱鏡立到點(diǎn)位與跟蹤桿立直,避免由于傾斜而帶來(lái)的誤差影響。
四、結(jié)語(yǔ)
數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)在北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院已經(jīng)走過(guò)了從無(wú)到有以至多種方式并存的過(guò)程,在科技飛速發(fā)展的今天,傳統(tǒng)意義的工程測(cè)量已發(fā)生了巨大的變革。新儀器、新技術(shù)的應(yīng)用,使測(cè)量行業(yè)具有了更高的科技含量,同時(shí)對(duì)測(cè)繪人員綜合素質(zhì)的要求也越來(lái)越高。
摘要:文中結(jié)合天津地鐵1號(hào)線(xiàn)改擴(kuò)建工程,簡(jiǎn)要介紹了曲線(xiàn)地鐵車(chē)站施工測(cè)量技術(shù)特點(diǎn);施工控制測(cè)量及施工放樣方法,確定了用精密導(dǎo)線(xiàn)作為施工控制測(cè)量線(xiàn)最為適宜
關(guān)鍵詞:工程測(cè)量;地鐵;曲線(xiàn)
1工程概況
天津市地鐵1號(hào)線(xiàn)西北角車(chē)站為原有站改擴(kuò)建工程,位于北馬路芥園道和西馬路大豐路交口。全現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型地下結(jié)構(gòu),雙軌側(cè)式站臺(tái)車(chē)站起點(diǎn)里程k9+385.784,終點(diǎn)里程k9+603.500總長(zhǎng)218m,箱體最寬處28m,結(jié)構(gòu)凈高5.55m,主要站段埋深10.039m,設(shè)4個(gè)出入口,2座風(fēng)道,建筑總面積10666m2。
2施土測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)、難點(diǎn)
2.1工程平面位置
該車(chē)站為全曲線(xiàn)站,地下結(jié)構(gòu)中柱縱軸線(xiàn)、鐵道左軌中線(xiàn)、右軌中線(xiàn)均由圓曲線(xiàn)和緩和曲線(xiàn)組成,三條線(xiàn)曲線(xiàn)元素各不相同,即緩和曲線(xiàn)起終點(diǎn)不在同一里程,圓曲線(xiàn)圓心各異,半徑分別為800m,801.908m,804.037m箱體側(cè)墻均為圓曲線(xiàn),并與同側(cè)軌道中心線(xiàn)同圓心,但由于墻體的里凹和外凸形成多種不同半徑的圓弧,平面定位放線(xiàn)作業(yè)相當(dāng)復(fù)雜。2.2高程
工程箱體結(jié)構(gòu)位于1.98%和2.54%兩種不同坡度的坡度線(xiàn)上,兩側(cè)站臺(tái)板也存在不同坡度的變換,且變坡點(diǎn)不在同一里程工程主體結(jié)構(gòu)和站臺(tái)板的標(biāo)高必須由不同的坡度線(xiàn)控制。
2.3施工
工程設(shè)計(jì)為明開(kāi)挖分段施工,施工段最大長(zhǎng)度不能超過(guò)25m由于工斯和施工技術(shù)要求決定了工程必須多頭開(kāi)挖,點(diǎn)位的坐標(biāo)和高程需多次向基坑內(nèi)引測(cè),多頭貫通,給施工放線(xiàn)的精度提出了更高的要求。
3施土控制測(cè)量
3.1測(cè)量?jī)x器的選烈
《地下鐵道,輕軌交通測(cè)量規(guī)范》要求精密導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量相對(duì)點(diǎn)位中誤差≤±8mm;精密水準(zhǔn)測(cè)量附合路線(xiàn)閉合差≤8mm。
設(shè)導(dǎo)線(xiàn)平均邊長(zhǎng)100m,取II級(jí)全站儀,因邊長(zhǎng)較短設(shè)測(cè)角中誤差mβ=±5",測(cè)距中誤差ms=2+2x10-6,佑算導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)相對(duì)點(diǎn)誤差為:
因此使用且級(jí)全站儀、DS1水準(zhǔn)儀進(jìn)行控制測(cè)量,完全滿(mǎn)足地鐵的施工測(cè)量精度要求。
3.2施工平面控制測(cè)量
西北角車(chē)站施工作業(yè)面為長(zhǎng)220m,寬20-30m的帶狀,因此用精密導(dǎo)線(xiàn)作為平面控制最為適宜,在考慮便于施工放樣、點(diǎn)位保護(hù)和變形等諸多因素的前提下,在車(chē)站的起訖點(diǎn)及中點(diǎn)附近布置了3個(gè)精密導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)A,B,C,與已知點(diǎn)GPS515,GPS550,GPS514組成附合導(dǎo)線(xiàn),導(dǎo)線(xiàn)平均邊長(zhǎng)105m,工程位置及導(dǎo)線(xiàn)布置見(jiàn)圖1。
導(dǎo)線(xiàn)水平角采用II級(jí)全站儀6測(cè)回測(cè)定,邊長(zhǎng)取5次測(cè)量平均值,往返各兩測(cè)回測(cè)定,外業(yè)觀測(cè)成果精度如下:方位角閉合差;fβ==a始+∑(β±180°)-a終=5″
該導(dǎo)線(xiàn)用天津市測(cè)繪院提供的計(jì)算軟件嚴(yán)密平差后,最大點(diǎn)位中誤差1.32mm,最大點(diǎn)間誤差1.28mm,導(dǎo)線(xiàn)全長(zhǎng)中誤差達(dá)到1/180000。
3.3施工高程控制測(cè)量
將精密導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)同時(shí)作為施工高程控制點(diǎn)與已知二等水準(zhǔn)點(diǎn)JBM-3,JBM-4組成附和水準(zhǔn)線(xiàn)路,水準(zhǔn)線(xiàn)路總長(zhǎng)度約600m,其中最遠(yuǎn)點(diǎn).4距已知水準(zhǔn)點(diǎn)240m
高程控制測(cè)量采用帶有平行玻I}板測(cè)微器的DS.水準(zhǔn)儀和錮瓦水準(zhǔn)尺按二等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求施測(cè)實(shí)測(cè)4個(gè)測(cè)段最大往返不符值0.8mm,附合水準(zhǔn)路線(xiàn)閉合差1.2mm,每km水準(zhǔn)測(cè)量高差偶然中誤差
4施土放樣
4.1施工放樣平面控制點(diǎn)的建立
4.1.1近井點(diǎn)的測(cè)設(shè)
施工段開(kāi)挖完畢,在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓頂梁上選擇適當(dāng)位置建立近井點(diǎn),并分別從兩個(gè)地面控制點(diǎn)(GPS點(diǎn)或精密導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn))測(cè)定其坐標(biāo),兩次測(cè)定坐標(biāo)值較差在±10mm之內(nèi),取其中數(shù)作為近井點(diǎn)坐標(biāo)當(dāng)兩個(gè)以上施工段同時(shí)開(kāi)挖完畢,可將各段近井點(diǎn)與地面控制點(diǎn)連成附合導(dǎo)線(xiàn),取平差結(jié)果作為近井點(diǎn)的坐標(biāo).
4.1.2地下平面控制點(diǎn)的測(cè)設(shè)
首段施工在施工段兩端建立地下控制點(diǎn),并與近井點(diǎn)組成閉合導(dǎo)線(xiàn)確定地下控制點(diǎn)坐標(biāo),后續(xù)施工布設(shè)的地下導(dǎo)線(xiàn)至少應(yīng)聯(lián)測(cè)一個(gè)先期建立的地下控制點(diǎn)當(dāng)重合點(diǎn)測(cè)定的坐標(biāo)值與原坐標(biāo)值較差在±10mm之內(nèi)時(shí),取其中數(shù)作為重合點(diǎn)坐標(biāo)。
4.21也下高程控制點(diǎn)的測(cè)設(shè)
高程傳遞測(cè)量采用吊鋼尺法,地上地下安置兩臺(tái)DS1水準(zhǔn)儀同時(shí)讀數(shù),觀測(cè)三測(cè)回,測(cè)回間變動(dòng)儀器高度,三測(cè)回測(cè)定的地下水準(zhǔn)點(diǎn)高程較差應(yīng)小于3mm。
考慮底板混凝土澆筑后的沉降,每個(gè)施工段的高程傳遞應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行并連測(cè)已建立的地下水準(zhǔn)點(diǎn),計(jì)算結(jié)構(gòu)沉降量,同時(shí)對(duì)地下水準(zhǔn)點(diǎn)的高程進(jìn)行改正地下水準(zhǔn)測(cè)量使用DS1水準(zhǔn)儀、銦瓦、鋼尺往返測(cè)定。
5曲線(xiàn)的測(cè)定
5.1內(nèi)業(yè)計(jì)算放樣準(zhǔn)備
依據(jù)曲線(xiàn)要素計(jì)算曲線(xiàn)上每隔3m點(diǎn)的坐標(biāo)(半徑800m,3m弧長(zhǎng)以直代曲后的最大誤差為1.4mm可忽略不計(jì))。利用微機(jī)Excel表格處理計(jì)算軟件,將曲線(xiàn)要素及線(xiàn)路曲線(xiàn)計(jì)算公式輸入微機(jī)進(jìn)行計(jì)算,并用手算進(jìn)行核對(duì)無(wú)誤后,再用CAD軟件定點(diǎn)做圖,觀察曲線(xiàn)形狀,量取相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸和施工圖對(duì)照,進(jìn)行驗(yàn)證.
計(jì)算曲線(xiàn)放樣點(diǎn)在本段弦上的投影長(zhǎng)度Si和弓高h(yuǎn)i,見(jiàn)圖2.
5.2曲線(xiàn)放樣
將地下控制點(diǎn)坐標(biāo)、放樣點(diǎn)坐標(biāo)全部輸入全站儀,用全站儀坐標(biāo)放樣程序在實(shí)地放樣諸點(diǎn),并彈線(xiàn)確定曲線(xiàn)位置檢驗(yàn):在直線(xiàn)A,B上用鋼尺量取S1,S2...,S3...,同時(shí)量取該的曲線(xiàn)弓高其值與計(jì)算值之差在±5mm之內(nèi)可不調(diào)整,否則查找原因重新測(cè)設(shè)。
6坡度線(xiàn)的測(cè)設(shè)
結(jié)構(gòu)施工的標(biāo)高放樣采用DS3水準(zhǔn)儀,按四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求施測(cè),水準(zhǔn)儀使用前進(jìn)行i角檢測(cè)(水準(zhǔn)軸與視準(zhǔn)軸夾角),其值必須小于±20″,否則應(yīng)進(jìn)行校正。
結(jié)構(gòu)高程的測(cè)設(shè)除每個(gè)施工段的兩個(gè)結(jié)構(gòu)端點(diǎn)和變坡點(diǎn)必須測(cè)設(shè)外,余者每隔10m左右測(cè)設(shè)一點(diǎn),點(diǎn)與點(diǎn)之間拉小線(xiàn)即可確定結(jié)構(gòu)坡度具體測(cè)量方法是,依平面定位測(cè)量點(diǎn)確定高程放樣點(diǎn)的里程位置,再按設(shè)計(jì)坡度計(jì)算出該點(diǎn)處結(jié)構(gòu)高程依據(jù)地下水準(zhǔn)點(diǎn)從一端逐個(gè)將計(jì)算高程測(cè)設(shè)到標(biāo)樁酬鋼筋上,測(cè)設(shè)到另一端點(diǎn)后與另一個(gè)地下水準(zhǔn)點(diǎn)閉合,其閉合差應(yīng)小于士5mm否則查找原因重新測(cè)設(shè)。
7地鐵西北角車(chē)站施土測(cè)量效果及體會(huì)
依設(shè)計(jì)要求西北角地鐵站分為12個(gè)施工段,又由于施工條件限制和工斯要求沒(méi)有按施工段順序施工,這樣共形成5個(gè)貫通面,由于采用上述測(cè)量方法,最大縱向貫通誤差13mm,最大橫向貫通誤差9mm,最大高程貫通誤差10mm,經(jīng)竣工測(cè)量,軌道中心線(xiàn)點(diǎn)位中誤差僅為8mm,測(cè)量精度完全滿(mǎn)足了規(guī)范要求。
(1)根據(jù)工程規(guī)模和精度要求,確定工程測(cè)量的控制等級(jí),配置相應(yīng)的儀器設(shè)備,嚴(yán)格按規(guī)范要求的相應(yīng)控制等級(jí)技術(shù)要求施測(cè),確保控制點(diǎn)的精度對(duì)于曲線(xiàn)型地鐵站,用精密導(dǎo)線(xiàn)做為施工控制測(cè)量線(xiàn)最為適宜。
(2)視工程具體情況,制定施工放線(xiàn)方法和驗(yàn)核方法,做到既切實(shí)可行,又能滿(mǎn)足精度要求。
(3)充分利用計(jì)算機(jī)和軟件進(jìn)行平差計(jì)算、放樣計(jì)算、作圖等內(nèi)業(yè)工作,減少內(nèi)業(yè)工作量,提高內(nèi)業(yè)成果的可靠性。
(4)所有工程平面位置或高程的放樣必須設(shè)有多余觀測(cè),用以驗(yàn)證放樣結(jié)果的正確與否。