浅谈工程测量学的发展及在工程建设中的应用 (自动保存的)

浅谈工程测量学的发展及在

工程建设中的应用

呈 报 单 位：中冶天工集团有限公司 论文 撰 写人： 董玉启 论 文 审 核 人： 韩香宏

目 录

摘要 ..................................................... 1 一、测量工作者的任务及测量学的划分 ....................... 1 1、测量学的研究范围及分类 ................................ 1 2、工程测量学的定义 ...................................... 1 二、我国工程测量学的历史变革 ............................. 2 1、工程测量学的发展概况 .................................. 2 三、世界各国的测量发展历史 ............................... 3 1、国际上测量发展概况 .................................... 3 四、工程测量学在在工程建设中的应用 ....................... 4 1、全站仪在工程建设中的应用 .............................. 4 2、3S信息技术在工程测量中的应用 .......................... 5 3 、其他测量新技术、测量仪器在工程建设中的应用 ........... 7 五 、 结束语 ............................................. 7

浅谈工程测量学的发展及在工程建设中的应用

中冶天工集团天津有限公司 董玉启

摘要 ：本文系统详述工程测量学在各个时代的发展状况，从上古时

代大禹治水后农田边界治理开始有测量工具和测量技术的应用，历经春秋、战国、西汉、东汉、宋、元、明、清、以及新中国建立后直至现代工程测量学的发展现状。计算机科学技术、空间定位技术及数据库技术的发展带给传统测量技术和方法的巨大变化，着重论述现代工程测量学的发展在工程建设中的重大作用。

关键词：工程测量学、发展、测量技术、测量仪器、应用。

一、测量工作者的任务及测量学的划分 1、测量学的研究范围及分类

测绘科学研究的对象主要是地球的形状、大小和地球表面上各种物体的几何形状及其空间位置，目的是为了人们了解自然和改造自然服务。 测量学由于研究的区域及范围的不同又可划分为地形测量学、大地测量学、摄影测量学。大地测量学又可分为常规大地测量与卫星大地测量，摄影测量学是利用摄影相片来研究地表形状和大小的测绘科学，因获得相片的方法不同，摄影测量学又可分为地面摄影测量和航空摄影测量学。

2、工程测量学的定义

城市规划建设、农田水利枢纽、道路的修筑、大型工矿建筑等在勘察设计、施工放样、竣工验收、和工程监测保养等方面的测绘工作，

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统称为工程测量学。工程测量学的任务主要有三个方面：一是把地面上的情况描绘到图纸上，二是把图纸上设计的建筑物桩定到地面上，三是为建筑物施工过程中和竣工后所产生的的各种变化而进行的各种沉降位移变形观测。

二、我国工程测量学的历史变革

1、工程测量学的发展概况

工程测量学的发展可以追溯到上古时代，大禹治水后农田边界的整理传说，都需要一定的测量知识，或者说已经使用简单的工具进行了测量。公元前130年，西汉初期的《地形图》已于1973年从长沙马王堆三号汉墓中出土，为我国目前发现最早的地图，东汉张衡制成候风地动仪，为世界上第一架地震仪，三至四世纪魏晋时期的刘薇著作的《海岛算经》，论述了计算海岛距离及高程的方法。公元720年唐代僧一行进行了大规模的天文测量，公元724年，太史监南宫说负责测量自滑县经浚仪、扶沟、到上蔡县三百多公里的子午线弧长，并用日圭测太阳的阴影来定纬度，这是我国第一次应用弧度测量的方法测定了地球的形状和大小，是世界上最早的一次子午线弧长的测量。宋代沈括使用水平尺、罗盘进行地形测量并制作了表示地形的立体模型“木图”比欧洲最早的模型早700多年，元代的郭守敬进行了大规模的天文测量，清代初年进行了大地测量，在此基础上开始了全国测图工作，于1708-1718年完成了《皇舆全图》。在此以后日益腐朽的清王朝、北洋、的统治下测绘科学几乎停滞不前，很少发展。新中国成立以后我国的测量科学进入了一个崭新的发展阶段。几

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十年来，测绘事业飞速壮大，测绘科学研究也得到飞速发展，仪器制造也从无到有，已经能自制红外摄影机、航空摄影机、多功能投影仪、微波测距仪、特别是北斗卫星的发射，打破了美国空间技术的垄断，预计不远的将来，我国的测绘工作数据采集的自动化、内外业一体化、测绘成果数字化、测量程序的智能化一定能实现。 三、世界各国的测量发展历史

1、国际上测量发展概况

世界各国测量科学的发展主要从十七世纪初逐步发展起来，当时资产阶级兴起，生产力得到发展，各种科学也在相互促进下得到发展，十七世纪初期，已经发明了天文望远镜用来观测天象，1617年发明了三角测量的方法，1683年法国科学家进行了弧度测量，证明了地球是两极稍扁的椭圆球体，此后无论是在测量理论、测量方法及测量仪器制造方面都有很多的发明创造。比如德国的科学家高斯在1794年提出最小二乘法理论，以后又提出了横圆柱投影学说，这些理论经后人发展改进后至今还在使用，但是这个时期的测量水平仍是手工业生产方式，19年摄影测量理论得到很大发展，1903年莱特兄弟发明了飞机，航空摄影测量学发展起来了，从而使测图工作由野外转移到室内，利用仪器设备描绘成图，大大减轻了测量工作者的劳动强度。随着计算机科学技术的发展，随着工具及数据处理方法的改进，用数字方式来表示地表形态的数字模型已经开始在实践中大量应用，光明的前景已经显现出来。

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四、工程测量学在在工程建设中的应用

测量工作者常被人们称为建设的尖兵，我作为一名测量工作者对此感触颇深，这是因为不论是国民经济建设还是国防建设，其勘测、设计、施工、竣工及保养维修等各个阶段都离不开测量工作，而且都要求测量工作走在所有工作的前面，随着科学技术日新月异的高速发展，工程测量学在国民经济建设和国防建设中的作用也日益增大。

全新的测量方式使越来越多的测绘工作者能站在测绘科技的前沿，预计不远的将来，测绘工作的测图自动化、计算电子化及测量资料数字化方面将会不断取得新的成绩。

工程测量技术和仪器制造业的发展必然引起传统测量方法的变革，高科技的测量仪器及现代化测量技术均已在工程测量中得到了广泛应用并正在不断飞速发展。本文对高科技的测量仪器及现代化测量技术在工程建设中的应用进行系统的分析和研究，以使测量技术更好地服务于工程建设，

1、全站仪在工程建设中的应用

全站仪是全站型电子测速仪的简称，是由电子测角、电子测距、电子计算、数据存储等单元组成的三维坐标测量系统，能自动存储测量结果，能与计算机交换信息的智能化测量仪器。因为全站仪较完美的实现了测量过程和数据处理过程的电子一体化，操作简单、测量精度很高而使得全站仪在工程建设领域获得广泛应用。当前国际上较为先进的全站仪有瑞士的徕卡（Leica）系列、日本的拓普康（Topcon）、宾得（PENTAX）、索佳（Sokkia）全站仪、美国的天宝（Trimble）

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全站仪等。我国目前有南方测绘生产的全站仪、博飞（Boif）全站仪、苏州一光全站仪、科力达公司生产的KOLIDA系列全站仪。全站仪已在工程测量、矿山测量、地籍测量等领域得到了广泛的应用。由于全站仪集合了经纬仪和光电测距仪的优点，使用起来非常简便、性能特别稳定，并且以数字形式提供测量成果，存储数据可与计算机进行交换处理等优点使其在工程测量中得到了广泛的应用。平面控制测量、高程控制测量、均可利用全站仪进行。智能化、数字化是测绘仪器今后的发展方向之一，基于全站仪操作简便、自动存储、自动计算及和计算机双向传输功能的实现，代替以往的手簿记录、人工录入数据、大量的繁琐计算等沉重的工作。全站仪的问世大大了测绘工作者的劳动强度。

2、3S信息技术在工程测量中的应用

3S技术是遥感技术（Remotesen sing,RS）、地理信息系统（Geography in formation systems,GIS）和全球卫星定位系统（Geography in formation system ，GPS）的统一称呼，是传感技术、空间导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的现代信息技术。

以3S技术为代表的空间对地观测技术在测绘科学中的应用日渐成熟，以计算机科学技术的发展、系统学科的发展为模型的地理信息系统的诞生和应用为测绘信息的采集、处理、和应用提供了坚强有力的技术支持，航拍作为大地测量的重要方法已在工程建设中得到了大量的应用，卫星遥感测图也已经发挥了非常大的作用，GPS RTK技

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术作为工程建设中的一项划时代的测量技术，已经成为工程测量的重要技术，也是最具发展前景的全能型技术，它不仅仅局限于工程测量方面，在矿山测量、大地测量、环境污染监测、森林防火以及交通运输工具的导航方面发挥着重要的作用。因为ＧＰＳ卫星不仅不受天气、温度、环境的影像，测量精度高、测量速度快等优点，也不像传统测量一样有严格的等级划分，它不要求测站点间通视，不需要需埋石造标，卫星自动解算，不存在大量繁琐的手工计算，误差不积累，空间坐标即时定位，我在2013年接触到这种测量设备，当时是在内蒙古宏斌煤矿做土石方剥离量的采集测量工作，外出测量时，我们先找好一块平坦开阔的场地架设好卫星接收基站，设置好参数，然后把手簿里测量坐标修正好，可以出发去采集收据了，测量方式即可以设置时间也可以设置距离，比如，你可以设置每五秒测量一次，也可以每十米测量一次，测量数据自动存储，大大减轻了测量人员操作的劳动强度，测量完毕回到办公室以后，把存储卡上数据传输到计算机上，然后利用成图软件自动生成所需要的地图。方便快捷，七天时间采集数据一万四千个，如果使用全站仪采集数据，七天时间是完全不可能做到的，大大的减轻了测量工作者的劳动强度，提高了工作效率。

GIS是一种管理地理信息的专业计算机软件系统，从系统和应用的角度来说，地理信息系统分为四个子系统，即计算机硬件和系统软件、地理空间数据系统、GIS应用模型、GIS用户。它能分级分层、分门别类的去管理所有地理信息；而且还能根据人的指令对信息进行组合、分析等；还可以根据需要，提供查询、搜索、输入、输出、随

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时更新更新功能。地理信息系统可以通过计算机把包含的信息再现到图纸上，清晰直观地表现出信息的规律，同时还能在计算机上容易的发现信息不同时间的变化。地理信息系统具有数据存储功能、数据处理功能、编辑功能与管理功能、实时数据查询分析功能、数据显示与输出功能。地理信息系统技术现已在资源管理、数据库建设与管理、地理环境及其适宜性评价、城市规划、生态监测、防火减灾监测与预防等方面得到大量应用。

地理信息系统的先进性、实时性。为工程建设提供了强有力的技术支持，测绘仪器的制造技术的发展、计算机科学技术的高速发展使得以往不可能完成的工作变成了现实，遥感技术在工程测量中的应用已经很长的时间，积累了丰富的经验。空间信息技术是工程测量实现其现代化的重要技术保证。

3 、其他测量新技术、测量仪器在工程建设中的应用

测量技术和测量仪器制造技术的发展使其在工程建设中发挥越来越重要的作用，其他的现代测绘仪器如陀螺经纬仪、激光指向仪、自动安平水准仪的出现为工程建设的质量、安全和工期提供了重要保障，现在已经出现了测量机器人，实现测量工作的全自动化，测量机器人可以实现自动寻找并找准目标在一秒内完成对目标点的观测，像机器人一样对成百上千各目标进行持续和重复观测，广泛应用于沉降观测，并以这些仪器技术为基础，形成了许多工程测量的专用仪器。 五 、 结束语

工程测量技术作为一门综合性学科，它的高速发展其紧紧依托光

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学技术、计算机科学技术、数据库技术、空间遥感技术等的发展。展望不久的将来，工程测量技术必将沿着测量内业外业一体化、数据采集处理自动化、测量仪器的智能化、测量程序简单化、测量成果数字化、信息管理可视化的方向的趋势高速发展。将直接改善人们的生活环境，改变人们的工作方式，降低人们的劳动强度，提高人们的生活质量。

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