绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇测量新技术论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
中图分类号: TB22 文献标识码: A
近年来,随着“3S”技术(全球定位系统GPS技术、地理信息系统GIS技术、摄影测量与遥感RS技术)的广泛应用,工程测量技术也发生着实质性的变化。那么对工程测量技术人员也有着更高的要求。原有的人才培养模式下培养出来的工程测量人员已不适应当前市场对工程测量人才的需求。
因此,对原有工程测量人才的培养模式进行一次改革势在必行。
一、工程测量人才需求状况分析
工程测量技术人员须有扎实的基础理论知识,对工程常用的测量仪器能够熟练使用。同时具备强的计算机应用能力,综合运用专业知识解决实际问题的能力以及良好的职业素养和职业道德。
近年来,国家经济建设飞速发展,各行业对测量专业复合型人才需求是不断增大。同时各省市水利、土地、工程建筑等行业对工程测量技术人才需求量加大。各用人单位急需掌握新技术的应用型工程测量人才。然而在这种量的需求增加的同时对工程测量人才的质的要求也越来越高。
二、测量专业人才实践能力的重要性
工程测量技术专业是实践性很强的专业。实践教学是教学环节中的重要一环。其重点在于强调实践性和应用型。根据企事业用人单位对工程测量技术人才的反馈意见,用人单位对学生的实践动手能力及学习新知识,掌握新技术能力要求较高。因此,测量人员的实践能力是非常重要的,是每一位合格的测量人员必须具备的专业素养。
三、“2+1”人才培养模式
“2+1”人才培养模式是“工学结合”教学模式的一种具体体现,主要应用于高职高专院校。学生在学校的前两年进行基础知识和技能训练,最后一年到企事业单位参加顶岗实习。通过这种方式使学生在学习好专业知识的同时积累生产工作经验,实现学生毕业后知识能力与岗位需求的无缝对接。
四、测量专业实践教学改革
(一)改革实践教学体系
根据工程测量技术专业的教学目标及岗位需求,应构建起“夯实基础,加强能力”的实践教学体系,使实践教学循序渐进。早期实训课程以提升学生专业兴趣为目标,巩固学生专业基础理论知识与实践动手能力为基础。专业应用实践课程注重提升应用实践技能培养,以帮助学生更好地理解各种专业技术在实践中的应用情况,培养学生对实际问题的分析与解决能力。
(二)改革毕业设计(论文)教学模式
毕业设计(论文)是高职高专学生培养方案中的一个必修的教学环节,目的在于总结专业学习的成果,培养学生综合应用所学专业知识解决实际问题的能力。毕业设计(论文)应推行校企联合指导毕业生进行毕业设计(论文)。学生在最后一年进行顶岗实习,学生在单位实习期间由单位的技术人员与教师共同指导学生,确定学生毕业设计(论文)的中心内容。这样毕业实习与毕业设计相辅相成,同时学生通过毕业实习、收集资料、学习方法、解决问题进而完成毕业设计(论文)。
随着现代测绘新技术的出现,无论在学科理论,或在技术体系,以及应用范围上都取得了重大的发展,甚至可以说是重大的变革,从而也将彻底地改变传统测绘的方式。当前测绘产业以“3S”技术为特征,现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境,解释一些自然现象,解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。工程测量技术服务领域主要包括:农业、林业、水利、交通 、城市建设等行业,随着计算机和网络技术的结合 、测量仪器的数字化和智能化,使得数字化测绘技术得到了广泛的应用,3S以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化,测量新技术的服务范围也进一步扩宽,才能更好的为社会服务。论文格式,3S。。
一、现代测绘新技术(3S)的发展概况
(一)全球定位系统技术(GPS)的发展
GPS是美国从上世纪七十年代开始研制,于九十中期年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距,具有在三维空间范围内进行全方位实时导航与定位。随着精度从最初的百米范围内提高到1米以内,现在的GPS已经民用化。随着GPS系统的不断创新改进,硬、软件的不断完善,GPS的应用领域正在不断地扩宽,目前,各种体积小、精度高类型的GPS问世,更加方便的用于野外测量。GPS技术作为测绘发展更新的新技术,已经成为大地测量的先进技术手段,也是最具潜力的全能型技术。GPS定位技术与常规地面测量定位相比,除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。
(二)遥感技术(RS)的发展
遥感技术包括:卫星遥感和航空遥感,其中航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实际中得到了广泛的应用,卫星遥感影像测图也取得较好的效果,运用遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已广泛的应用。航空遥感最先在军事上应用,1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来,很多国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波:从单波段发展到多波段、多角度、多极化;从空间维扩展到时空维;从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。
(三)GIS(地理信息系统)技术的发展
地理信息系统起源于上世纪六十年代在土地和交通方面的地理信息研究。地理信息系统(GIS)作为多个学科、多种技术交叉结合的产物,GIS的提出到现在不到50年的时间。特别是在与民生和经济息息相关的行业,如商业、城市规划、物流、交通、人口普查、疾病分析等领域,GIS技术的运用更是得到空前的发展,地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统,其发展和应用对测绘科学的发展意义重大,是测绘新技术的重大发展和跨越。当前GIS深入到了各行各业乃至千家万户,成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。论文格式,3S。。
二、测绘新技术(3S)在工程测量、林业、水利,高新农业等方面的应用
(一)在工程方面
在工程项目中,可以运用GPS准确的定位,以便准确的找到工程项目的位置,例如地形复杂或山区的土地开发整理项目的准确定位控制点,矿区的范围的界定等。利用遥感技术(RS)在矿山测量中应用遥感资料,可获取矿区实时、动态、综合的信息源,对矿区环境进行监测,为矿区环境保护提供决策支持。利用GIS建立数据管理库,对项目进库后综合管理,以GIS为平台,以3S测量技术为数据获取的途径,可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统,作为工程测量可持续发展的决策支持系统。
(二)在林业方面
3S技术主要在林业方面有三大应用:森林资源调查;森林资源动态监测;森林资源灾害监测利用遥感技术(RS)对林地资源的分布、生长状况及其变化进行调查和估测分析。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据,通过GIS技术进行相关数据的实时更新,并对这些数据进行空间分析,可得到林地的动态变化情况。
(三)在水利方面
“3S”技术可以及时有效的防洪减灾,可用于灾前预测、灾中监测和灾后评估;“3S”技术防治水土流失调查预测和水土保持规划,可运用“3S”技术可以监测水蚀、风蚀等多种类型的土壤侵蚀区的侵蚀面积、数量和强度发展的动态变化。可以对水资源实时动态监测和科学管理,水资源实时动态监测在水利信息化中非常重要,因为只有掌握瞬时变化的供水和需水等有关信息,才能科学、准确地进行水资源的配置及调度;“3S”技术在水利工程的勘察设计中得到了充分运用。“3S”技术在水利工程的维护管理中也能发挥重要作用,如南水北调的选线,在DEM的基础上,进行地质情况分析,并结合GIS中的有关地质环境数据库实现合理的选线分析。在水利工程规划设计中也广泛运用“3S”技术。如在水库的规划设计中,利用GIS建立的库区DEM,可以直观、快速、准确地计算出各种库容和淹没面积及开挖土石方量;结合其他GIS专题数据可以进行大型水库淹没区实物量、灌溉区有效灌溉面积和水库淤积量的估算。(四)在高新农业中
运用GPS技术对高新农业信息进行空间定位; RS影像技术可获取区内农作物生长环境、生长状况和空间变化的影像信息,便于区内状况的分析; GIS技术可以建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库;对作物生长苗情、的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。3S技术它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息,将信息技术与农艺、农机有机地结合起来,最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配,获取高产量和最大经济效益,同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源,有利于农业的可持续发展。
三、测绘新技术(3S)的集成应用
测绘新技术3S集成应用,取长补短是自然的发展趋势,三者之间的相互作用形成了'一个大脑,两只眼睛'的框架,即和向提供或更新区域信息以及空间定位,进行空间分析,以从提供的大量数据中提取有用信息,并进行综合集成,使之成为科学决策的依据。实际应用中,较为多见的是两两之间的结合,常见的两两结合有以下几种方式:
RS与GIS集成:遥感数据是GIS的重要信息来源,GIS则可作为遥感图像解译的强有力的辅助工具。GIS作为图像处理工具,可以进行几何纠正和辐射纠正,图像分类和感兴趣区域的选取;遥感数据作为GIS的重要信息来源,可以进行线和其他地物要素的提取,DEM数据的生成,以及土地利用变化和地图更新。
GIS与GPS集成:定位、测量、监控导航。
GPS+RS集成:几何校正、训练区选择以及分类验证,提供定位遥感信息查询。
GPS+GIS集成:定点查询专题信息,提供或更新空间点位。
GIS+RS集成:几何配准、辅助分类等,提供和更新区域信息。论文格式,3S。。
四、结语
主管单位:
主办单位:北京无线电技术研究所
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语
种:
开
本:
国际刊号:1002-7300
国内刊号:11-2175/TN
邮发代号:2-336
发行范围:
创刊时间:1977
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期刊简介
本刊坚定不移地确保社会效益功能的发挥,刊登新技术、工艺、设计、设备材料为主要内容,推广交流步进技术、科研成果和实践经验及时传播新成就、新技术、新器材的信息,以利于社会主义生产建设。
国内第一本专注于电子测量领域的杂志,以发表电子测量及其相关学科的原创性科技论文为主,同时刊登阶段性科研成果报告,报道国内外测试测量界重要科技新闻。
主要栏目:
研究设计
技术应用
信息技术
近年来,伴随着国民经济建设的高速发展,高层建筑在形体和结构上显得日益复杂,加之施工工艺不断改进,这就对建筑物的变形监测提出了很多新的要求。由于高层建筑物有很多不利的监测环境,而施工工艺的改进又对形变监测工作提出了快速、高精度的要求,这些都让传统监测方法工作时显得力不从心,所以利用新的技术手段和研究新的监测方法尤显重要。GPS系统由卫星星座、接受机和地面控制站三大部分组成。作为20世纪一项高新技术,它因速度快、全天候、自动化、测站间无需通视、可同时测定点的三维坐标及精度高等优点,而获得了广泛应用。
1 GPS与传统测定方法的比较
1.1传统方法测定高层建筑动态变形的特点
在测定高层建筑变形量时,传统的测定方法有加速度传感器法、激光铅直仪法、全站仪法、近景摄影测量技术等。论文写作,GPS建筑变形。
加速度传感器法所测得的位移误差较大。激光铅直仪法只能提供建筑物局部的、相对的变形信息,测量精度较低,易受气候、风等因素影响。对较低的建筑物较为适用,对于高大建筑物(高度300 m以上),精度会受到较大的影响。全站仪法测定的是建筑物的绝对变形信息,可用于各类建筑物,但在恶劣气候条件(如台风、大雨等)下,因激光跟踪目标困难,所以使用受到限制。近景摄影测量技术由于摄影距离不能过远,大多数的测量部门不具备摄影测量所需的仪器设备,因此,尚不能普及应用。
所以不难看出,加速度传感器法、激光铅直仪法、全站仪法、近景摄影测量技术等观测技术,在精确度、自动化程度等方面,已不能满足高层建筑的动态监测要求。
1.2 GPS测定高层建筑动态变形的优势
随着军用技术转民用的限制逐渐降低和高速发展的硬件和软件技术,GPS技术的优势已经越来越明显。
(1)可以全天候观测。实时动态(简称RTK)测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS(RTD GPS)测量技术。可通过实时计算定位结果,便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况,从而可实时地判定解算结果是否成功。
(2)仪器精度高。GPS相对定位精度在50 km内达; 100~500 km达,1000km以上可达。且独立布点不会有误差积累,测量过程自动进行,不会有人为因素造成的错误,测量数据稳定可靠。
(3)自动化程度高。用GPS接收机进行测量时,仅需一人将天线准确地安置在测站上,量测天线高,接通电源,启动接收机,仪器即自动开始工作。在结束测量时,只需关闭电源,收起接收机,便完成野外数据采集。
(4)可减少误差。在变形监测中,只要天线在监测过程中能保持固定不动,接收机天线的对中误差、整平误差、定向误差、量取天线高的误差等并不会影响变形监测的结果。
(5) 操作方便。仪器体积小,重量轻,容易携带搬运,劳动强度小,外业工作量小。
(6)应用前景广。GPS技术具有全球、无误差积累等优点。使观测工作效率大大提高,同时也节省了大量的人力和物力。
2GPS变形监测技术
2.1 GPS变形监测模式
GPS用于变形监测的作业模式可概括为周期性和连续性两种。当变形体的变形速率相当缓慢,在局部时间域和空间域内可以认为稳定不动时,可利用GPS进行周期性变形监测,监测频率可为数月、一年或甚至更长时间。连续性变形监测采用固定监测仪器进行长时间的数据采集,获得变形数据系列,此时监测数据是连续的,具有较高的时间分辨率。周期性监测模式一般采用静态相对定位测量方法。论文写作,GPS建筑变形。连续性监测模式,适用于对自动化要求高,数据采集周期短的监测项目。在数据处理方法上,可选择静态相对定位和动态相对定位两种方法。在一些高层建筑物等工程的动态监测中,可运用GPS连续监测模式。论文写作,GPS建筑变形。该模式实现24小时的连续观测,使监测、监控、决策实现远距离控制,但该模式要求GPS接受设备必须永久固定在变形点上成本较高。
2.2 GPS在变形监测中的测量方法
按监测对象及要求不同,GPS在变形监测中可选择静态测量法,快速静态测量法和动态测量法三种。
1)静态测量法:静态测量法,就是把多于3台GPS接收机同时安置在观测点上同步观测一定时段,一般为1小时至2小时不等,用边连接方法构网,用后处理软件解算基线,经平差计算求定观测点三维坐标。这种方法定位精度高,适用于长边,测边相对精度可达。论文写作,GPS建筑变形。论文写作,GPS建筑变形。
2)快速静态测量法:这种方法尤其适用于对监测点的观测。其工作原理是:把两台GPS接收机安置在基准点上固定不动连续观测,另1~4台接收机在监测点上移动,每次观测5~10分钟(采样间隔为2秒),经事后处理,解算出各监测点的三维坐标。
3)动态测量法:该方法又分准动态测量方法和实时动态测量法。实时动态测量方法原理是:在基准站上安置一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续观测,并将观测数据通过无线电传输设备,实时地发送给在各监测点上移动观测(1~3秒钟)的GPS接收机,移动GPS接收机在接收GPS信号的同时,通过无线电接收设备基准的观测数据,再根据差分定位原理,实时计算出监测点三维坐标及精度。
一般基准网应采用静态测量方法,当基准网的边长超过10 km,要考虑基准网的起算点与国际IGS站联测,基线向量解算时采用精密星历,保证基线解算的精度。对监测点进行测量时,可采用快速静态测量法。在桥梁监测时,可选择实时动态测量,如果距离近,基准点与监测点有5颗以上共视GPS卫星时,精度可达1~2 cm。
3 GPS测量数据处理
GPS数据处理过程可划分为基线解算和网平差两个阶段。
GPS基准网的基线解算,应采用GAMIT或Bernese软件和IGS精密星历。平差计算应采用PowerADJ科研办软件。对高精度GPS的数据处理分为两个主要方面:一是对GPS原始数据进行处理获得同步观测网的基线解;二是对各同步网进行整体平差和分析,获得GPS网的整体解。这些软件数据处理的重点都在于同步网的基线处理,而在网平差分析方面,特别是多个子网的系统误差分析、粗差分析及随机误差处理方面,暂无好的处理方法。
4 结语
GPS这种全新的定位手段,在工程实践中已逐步得到认同。目前,我国正处于经济发展的历史性的发展时期,各种基础设施的大量建设,各种新材料、新技术的采用,使建筑工程这一传统产业呈现勃勃生机。论文写作,GPS建筑变形。随着GPS技术的进一步开发,特别是有关高层建筑施工领域的应用技术包括基础理论的研究、实践方法的探索、信号接受手段的更新、信号处理方法和软件的开发等的发展,再加上若干工程的应用、积累和提高,GPS技术将成为在高层及超高层建筑方面广泛使用的方法。
参考文献
[1]刘大杰等.全球定位系统GPS的原理与数据处理[M].上海:同济大学出版社,2008:40-55.
[2]余绍铨等.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,2007:60-65.
矿山测量服务于矿山勘探、设计、开发和生产运营的各个阶段,必须将先进的现代技术同矿山测量的实际工作、具体特点相结合,拓宽矿山测量的生存空间和业务范围,促进矿山测量的改进和发展,适应矿山体制改革的需要。目前陀螺全站仪、地面三维激光扫描仪等新技术、新仪器已经在地下开采矿山测量中得到了广泛的应用,探讨其工作原理、作业流程有利于优化作业程序,提高工作效率。以某金属矿山为例,分析了陀螺全站仪定向的精度及地面三维激光扫描仪的作业流程及应用范围。
1 陀螺全站仪在矿山测量中的应用
1.1 陀螺全站仪工作原理
陀螺全站仪是将陀螺仪和全站仪结合在一起的仪器,采用陀螺寻北本体与全站仪共同配合来测定任意测线的陀螺方位角。陀螺仪相对于惯性空间有定轴性的特性,而地球相对于惯性空间有自转效应,因此在地球表面某一纬度φ处的陀螺仪就可以测量出相对于惯性空间的自转角速度ω,然后将地球的自转角速度分解为水平分量和垂直分量,其中水平分量ωn=ωcosϕ沿地球经线指向真北;可见,通过惯性技术测量敏感地球自转角速度的水平分量便可以获得地球的北向信息,这就是寻北仪工作的基本原理。
1.2 陀螺全站仪测量方法及限差
1.2.1 陀螺全站仪测量方法
陀螺全站仪定向采用中天法进行观测,定向程序为:
(1)先在地面任意点上测定仪器当地的比例常数C值。观测6个测回,计算出3个C值,取平均值作为当地本仪器C值,在一定时期内,50km范围内可以使用同一C值;
(2)在地面已知边上观测3个测回,计算仪器常数;
(3)在井下待定边上用2测回测量陀螺方位角;
(4)返回地面后,在原已知边上采用3测回测量陀螺方位角,再求得三个仪器常数。
根据以上测量成果来检验仪器的稳定性和测量的精度,确保陀螺定向成果的可靠性和精度。
1.2.2 陀螺全站仪观测限差要求
为了保证观测精度,测量时需要严格执行以下各项限差:
(1)陀螺全站仪的C值测量互差不大于0.06;
(2)仪器的悬挂带零位不能超过±0.5格,测量前后零位值的互差不得超过0.2格;井上下零位差超过0.3格时,应加入零位改正;
(3)相邻摆动时间的互差不得大于0.4秒,间隔摆动时间的互差不得大于0.6秒;实践总结可以保证相邻摆动时间的互差不大于0.3秒,间隔摆动时间的互差不大于0.4秒;
(4)两个镜位观测测线测前方向值、测后方向值。测前测后方向值的互差不得超过10";
(5)测回间方向值互差不大于40"。
1.3观测精度
根据测量得到的数据,计算仪器常数一次测定中误差、仪器常数平均值中误差、井下陀螺方位角一次测定中误差、井下测定陀螺方位角平均值中误差,根据仪器常数平均值中误差 、井下测定陀螺方位角平均值中误差 ,得到螺定向边最终定向中误差为:
可以看出,在本次矿山测量方位定向中,陀螺全站仪稳定可靠,精度较高,可节省大量的劳力和时间,提高了测量的精度和工作效率。
2 地面三维激光扫描仪在矿山测量中的应用
2.1 地面三维激光扫描工作原理
地面三维激光扫描系统由三维激光扫描仪、数码相机、扫描仪旋转平台、软件控制平台,数据处理平台及电源和其它附件设备共同构成,是一种集成了多种高新技术的新型空间信息数据获取手段。地面三维激光扫描技术的工作原理,即由三维激光扫描仪内部的一个发射体发射激光脉冲,再通过两块反光镜有序快速旋转,把由发射体发射的窄束激光脉冲按一定次序扫过目标区域。通过测量每束激光从发射到物体表面反射回仪器的时间计算相关距离,并且编码器还会测量脉冲的相关角度,最终得到目标的真实三维坐标。软件处理后,便会输出实体建模。运用地面三维激光扫描技术,从事各类复杂、大型、不规则、非标准的实景或实体三维数据的采集,快速重构目标的三维模型。
2.2 地面三维激光扫描工作流程
(1)实地踏勘实际情况,制定合理的施测方案。合理布设扫描测站,划分地面三维激光扫描作业面,保证整体埽,扫描无缺失,避免数据过度冗余,提高扫描效率。
(2)按照制定的施测方案计划进行数据采集工作。根据精度要求设置扫描分辨率,对于规则区域,采用较低的分辨率,不规则区域采用高分辨率扫描。扫描完成后在现场初步分析数据质量是否符合设计要求,保证地面三维激光扫描采集的数据既不缺失,又不过度冗余。地面三维激光扫描的过程中避免人员走动,以减少异常点的出现。
(3)对采集好的点云数据进行数据预处理,包括:点云的拼接、去噪以及统一坐标系统等工作;并进行数据处理,得到观测数据及三维模型等成果。
2.3 地面三维激光扫描在矿山测量中的应用方向
(1)矿区地形图测绘:地面三维激光扫描仪可以实现远距离非接触性测量,对于人员难以企及和十分危险的地段进行测量具有明显优势,可以根据测量得到的点云数据,绘制大比例尺地形图,可以满足1:500比例尺地形图的精度要求。
(2)三维模型构建:根据地面三维激光扫描得到的点云数据,可以提取特征点,利用专业软件构建三维立体模型,使得地形地物的表达更加直观形象。
(3)巷道变形监测:可以根据不同时期的地面三维激光扫描获得的点云数据进行处理,并通过数据分析,进行巷道的变形监测。
3 结论
在金属矿山巷道定向测量中,使用陀螺全站仪仅需测量几小时,精度可以达到±6.2″,远远高于单井定向和两井定向,投点和井下基本控制导线起始方位角传递任务是单独完成的,排除了投点误差对起始边坐标方位角传递的影响,因而,提高了定向的精度;地面三维激光扫描可以具有远距离无接触测量的特点,可以用于矿区地形图绘制、三维模型构建、巷道变形监测中,节省大量人力物力,并得到海量的点云数据,提供直观的三维成果。可以看出,陀螺全站仪、地面三维激光扫描仪等新技术、新方法的出现,极大的促进了矿山测量的发展。
参考文献
[1]靳朝阳,王润平,胡光,等.陀螺全站仪在井下导线测量中的应用[J].矿山测量,2010(6).
中图分类号:TN141文献标识码: A 文章编号:
测量工作在矿山勘探、设计、开发和生产运营的各个阶段起着重要的保障作用,随着空间信息技术、数字信息技术和自动化、智能化技术的飞速发展,新型测绘仪器迅速出现与普及,使矿山测量在工作内容和技术方法等方面发生了深刻的变革。运用现代数字化测量技术进行矿山测量有助于提高矿山测量精度,降低测量工作劳动强度,提高矿山测量效率。
航空摄影测量技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间,并积累了丰富的经验,较之传统的测图方法,利用航空摄影测量技术成图速度快、成本低、精度高,是一种应用极为广泛的测图方法。
精密单点定位技术的出现,为航空摄影提供了新的解决方案。目前国际服务组织所提供的精密星历和精密钟差的精度已经很高。随着接收机性能的不断改善,载波相位精度不断提高,以及大气改正模型和改正方法不断深入,为精密单点定位技术应用航空摄影中提供了可能性。[1]
本文以矿区大小比例尺地形图测绘生产为例,介绍了并进行基于精密单点定位的GPS/ POS辅助空中三角测量试验,分析并比较了空中三角测量方法的加密精度,得出了基于精密单点定位的GPS/ POS辅助摄影进行大小比例尺航测成图时新的像控布点、像控测量以及GPS/ POS辅助空中三角测量加密的方法。
1精密单点定位技术
精密单点定位(PPP-Precise Point Positioning)指得是利用载波相位观测值以及IGS等组织提供的高精度的卫星星历及卫星钟差来进行高精度单点定位的方法。利用IGS提供的高精度的GPS精密卫星星历和卫星钟差,以及单台双频GPS接收机采集的载波相位观测值,采用非差模型进行精密单点定位。精密单点定位的优点在于在进行精密单点定位时,除能解算出测站坐标,同时解算出接收机钟差、卫星钟差、电离层和对流层延迟改正信息等参数,这些结果可以满足不同层次用户的需要(如研究授时、电离层、接收机钟差、卫星钟差及地球自转等)。[1]
2GPS辅助空中三角测量的定义及方法
GPS辅助空中三角测量是利用GPS定位技术获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标,然后将GPS摄站坐标视为带权观测值与摄影测量数据进行联合平差,确定目标点位,并评定其质量的理论、技术和方法。[4]
3IMU/DGPS辅助航空摄影测量定义及方法
IMU/DGPS辅助航空摄影测量是指利用装在飞机上的GPS接收机和设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分定位技术获取航摄仪的位置参数,应用与航摄仪紧密固连的高精度惯性测量单元(IMU,Inertial Measurement Unit)直接测定航摄仪的姿态参数,通过IMU, DGPS数据的联合后处理技术获得测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术和方法。
将基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参与摄影测量区域网平差,获得更高精度的像片外方位元素成果。这种方法即IMU/DGPS辅助空中三角测量方法(国际上称Integrated Sensor Orientation,简称ISO)。[6]
4 试验及其结果分析
本文就以两个测区进行试验,试验1GSD为0.272m,相对航高为2000m,成图比例尺为1:25000,试验2 GSD为0.15m,相对航高为1100m,成图比例尺为1:2000,以试验在矿区基于精密单点定位技术的航空摄影测量方法成图的应用。
4.1 试验资料
试验1为了满足某矿区信息化管理的需求,为矿区决策、规划、普查、资源整合、开发、资料申报及建立矿区全区域地形图信息化管理数据库系统提供基础资料,某矿区实施全区域地形图信息化管理数据库系统-1:25000地形图航测成图工程。测区地处太行山南段与中条山北缘的结合部,地形复杂,地貌特征以山地为主。要保质保量的按时完成工程任务只有依靠科技创新,采用新技术,新方法和新装备才能解决常规测绘技术无法解决的难题。
在本工程航空摄影、像片控制测量、空中三角测量和调绘等环节中均采用了新技术。航空摄影时采用了先进的SWDC数码摄影系统;像片控制测量中同时采用了精密单点定位技术和似大地水准面模型两项新技术;空中三角测量使用GPS辅助空中三角测量等。
试验2为了保证某矿区更好的发展规划和数字地形图的现势性,建设成数字化、生态型、工业旅游型中国煤炭工业品牌矿井,为生产建设提供科学、可靠的基础数据,某矿区利用航测方法成1:2000地形图测绘工程,本工程采用新技术POS航摄技术。
4.2试验数据分析
为了分析利用精密单点定位技术进行GPS/POS辅助航空摄影测量方法所能达到的加密精度,通过试验和数码相机的固有优点,得出一些结论。图1为试验1的像控布点方案,图2为试验2的像控布点方案,表1列出了GPS/POS辅助空中三角测量精度统计表,表2列出了光束法区域网平差精度统计表。
图1 试验1布点方案
图2 试验2布点方案
表1 GPS/POS辅助空中三角测量精度统计表
表2 光束法区域网平差精度统计表
在GPS/POS辅助航空摄影时必须架设地面基准站,是需花费人力物力而且费时的工作,尤其是当测区范围较大,在带状管线项目中需要设置多个基准站时,作业难度相当大。此次精密单点定位技术与数码相机结合应用的成功探索,减少了航飞时基站布设的工作量。通过上述试验说明,在GPS/POS辅助航空摄影测量中,可以无需布设地面基准站。GPS/POS辅助航空摄影按照常规航空摄影技术规程进行摄影作业是可行的。
从表1、表2可以看出, GPS辅助光束法区域网平差与自检校光束法的结果是一致的。这表明,该测区的航摄资料是可用的,GPS摄站坐标的解算是正确的,利用该试验区来进行GPS辅助光束法平差的精度分析是值得信赖的。
采用现行几种航空摄影空中三角测量测量方法,加密点的精度均可满足所处地
形相应比例尺航测内业加密的精度要求。试验1、试验2的精度均符合GB/T 7930-2008《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量内业规范》、GB/T 12340-2008《1:25000、1:50000、1:100000地形图航空摄影测量内业规范》的规定。对于常规光束区域网平差来说精度主要取决于地面控制点的分布与间距,区域越大,所需的地面控制点越多,本次试验1分别布设了69个地面控制点;对于小比例尺成图GPS辅助空中三角测量测量而言只需在区域网的四角布设4个平高地面控制点,其不随区域网的大小而变化。对于GPS辅助空中三角测量测量从表1可以看出,随着地面控制点的减少,区域网平差的精度有所降低,当无地面控制点时尤为明显。所以,要达到测量规范所要求的精度,必须采用合理的地面控制方案;对于POS辅助空中三角测量测量来说,布点方案须经实验区确定,在试验2测区共计600平方公里共布设39个像控点(包括检测点),节省了80%的像控点,节约了60%的做像控费用。
由于精密单点定位所获取的摄站坐标还不能完全达到空中三角测量所需要的控
制点的精度要求,区域网平差中利用地面控制点进行强制的系统误差补偿是必不可少的,从表1可看出无地面控制的检查点的残差带有明显的系统误差。在区域的四角布设4个地面控制点被认为是一种可完全改正GPS系统漂移误差的实用方法。实际作业中,在区域的四角布设4个平高控制点是必要的,它们可用于GPS单点定位误差、WGS84系与国家统一坐标系不一致所引起的坐标变换误差以及测定空间偏移分量误差等系统误差的改正。从表1成1::25000地形图可以看出,未加入地面控制点时,GPS存在系统误差;加入地面控制点后,进行了GPS漂移改正,平差解算结果精度得以明显提高。[7]
本次试验中像控点测量采用GPS精密单点定位(PPP)技术与利用高精度似大
地水准面模型进行GPS高程测量的方式施测。采用PPP技术仅使用单台GPS接收机就可以精确确定点位位置,实现高精度定位导航的功能。单机作业,灵活机动,大大节约用户成本,定位精度不受作用距离的限制。
5 结语
通过上述试验可得出基于精密单点定位技术的GPS辅助及惯导航测技术在矿区成图中使用可节约了传统像片控制测量的作业成本,优化了传统空中三角测量加密工序的技术流程,缩短了航测成图周期,可高效、高质量的服务于矿区成图。精密单点定位技术在航测成图中的应用不仅改变了过去先航摄,接着外业象控测量,最后内业空中三角测量加密的工序流程,而且提高了精度,减少作业的工序提高了作业效率,并实现了无地面基站,为最终实现数字摄影测量的自动化生产奠定了坚实的基础。
目前精密单点定位技术还处于研究实验阶段,在航空摄影测量中的应用才刚刚开始,相信随着精密星历与精密钟差的进一步发展,精密单点定位算法进一步成熟化,将精密单点定位技术应用航空摄影中成为一种必然的趋势。
参 考 文 献
[1] 精密单点定位技术在辅助航空摄影中的应用研究[学位论文].中国地质大学硕士学位论文.
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[5] 袁修孝.GPS辅助空中三角测量及其质量控制[D] .武汉大学博士论文,1999.
近年来,测量新技术尤其是3S技术的发展,对工程测量课程的教学改革提出了新的要求;传统的教学内容、教学方法和考核方式受到挑战,优化教学内容、探索新的教学方法、建立科学合理的考核方式,从传统性教学向应用性教学转化,培养学生的学习能力,操作能力和适应发展能力,以适应社会的需要。工程测量作为高等职业学校土木工程类专业的专业课程,课程地位非常重要,但内容庞杂,要很好地掌握该课程十分不易。因此,在测绘新仪器、新理论、新技术、新方法迅猛发展情况下,探索工程测量教学改革是迫切需要的。
一、工程测量教学内容的改革
从现有的教材来看,大多数教材的内容落后于生产现场的需要,这就需要我们老师在教学中,选用合理的教材,根据现场的需要对教材内容进行适当的补充。对普通测量技术进行适当的删减,增加相应的应用测量技术和现代测量技术的相关内容。比如可以增加计算器编程、全站仪在施工放样中的应用、GPS在施工中的应用等。现在大多数的工程测量教材在应用技术章节讲的过于简单,这在教学中要讲到各个方面的难度是比较大的;可以优化教学内容,普通测量技术作为土木工程专业通用,应用测量技术作为土木工程专业根据不同的方向进行选用,现代测量技术作为学生熟悉测绘新技术及其应用。
二、工程测量教学方法的改革
(一)工程测量课堂教学方法的改革
课堂教学和课间实习相结合是工程测量教学的主要形式。传统的灌输式教学方法不能激发学生的主动性和积极性,在工程测量教学过程中,通过自己在工程实际中遇到的问题,从引导的角度讲授知识,让学生积极参与到课堂教学中。在讲授中要留出适宜的空间,让学生独立思考。教学手段不能一味的以板书为主,要适当的引进现代教学手段,制作多媒体课件,充分利用投影、录像、多媒体电脑等现代化教学手段,来改善课堂环境;学生对所讲的知识理解是抽象的,为了吸引学生的注意力,在课件中可以引入一些相关的工程实例。
现在测量仪器品种甚多,发展迅猛,使得现在的教学设备陈旧和老化严重,落后于生产;而且现在大多数院校的经费紧张,没有多余的资金购买各种品牌的测量仪器、新仪器和设备,但是现在教学又需要,在这种供需矛盾的情况下,可以从网上和仪器厂家收集相关的新仪器的图片和介绍,使学生对新仪器有一定的认识。
为了拓宽学生的知识面,引导学生自主学习,教师可以把相关的教学资料在校园网上,向学生介绍一些相关的测量论坛和测量网站,通过互联网让学生了解测量的发展动态。
(二)工程测量实践教学环节的改革
工程测量实训是工程测量教学中重要的教学环节;实训环节是学生对所学知识的综合应用,以及掌握测量仪器操作技能和测量作业方法的主要途径。但是现在测量实训教学还存在许多不足之处,主要表现在设计的实训项目还没有完全和工程建设相结合;实训项目偏少,测量仪器陈旧,未能完全把工程建设中的现代测量新技术、新方法和新仪器运用近来;随着高职的扩招,现在的实训设备量偏少,很难满足学生的需要,在改革中,需加大实训设备的投入和实训设备的使用效率。积极引导学生利用课余时间进行实训项目的训练。
三、工程测量考核方式的改革
工程测量这门课程有很强的特点,主要表现在理论和实践结合非常紧密;采用传统的试卷考核方式难以反应学生的实际操作能力,而且考核内容过于依赖教材内容,导致学生只注意对理论知识的掌握,忽略实际操作能力的训练。因此有必要对考核方式进行改革。
(一)工程测量课堂考核的改革
考试只是一种手段,而最重要的是学生如何应用所学的知识解决实际问题。以往的考试多采用试卷进行,出一些填空、选择、判断、简答、计算等题目进行考核。这种考核方式注重书本知识,不能很好的考核学生运用知识和综合能力的培养。有些学生只要死记硬背就可以考出好成绩,但是运用知识的能力很差。为了改变这种现象,需要采取试卷考试与能力考核相结合的方式。把理论考试、仪器操作能力进行综合考核。
(二)工程测量综合实践考核的改革
工程测量综合实践协同作战特点突出,这对培养团队精神有着重要的意义。在进行综合实践时,更应该注重对过程的考核,综合实践一般是以小组为单位进行,在实践的每个阶段,以实习小组为单位进行总结,由小组长对每个成员给出评价。实习结束后,以此作为考核的重要依据。在实习中,根据实习任务的完成情况、仪器的熟练程度、实习期间的表现对学生做出综合的考核。
四、师资队伍建设的改革
从事工程测量教学的青年教师大多数是从校门进校门,缺乏必要的工程实践经验,很难掌握施工单位对新技术、新方法、新仪器的需要程度。有必要定期派一定数量的教师去施工单位进修,以不断进行知识的更新、优化知识结构,来提高自身的水平;教师应坚持产、学研相结合,教师除了教学工作以外,还要参加一定的科研活动,承担一定的工程任务,以提高教师的专业水平和解决问题的能力。
五、结语
工程测量课程作为土木工程专业的一门重要专业课程,工程测量教学改革,非常重要,十分迫切。本文从现价段工程测量教学中存在的一些弊端进行了探讨,对工程测量的教学内容、教学方法、考核方式和师资队伍的建设提出了一定的措施和方法。
参考文献
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[2]靳海亮.工程测量学教学改革探讨[J].职业教育研究,2005,(9).
我国是一个能源消耗大国,每年对各类矿产资源的消耗量十分惊
人,而另一方面我国各类非法开采矿产资源的现象却屡禁不止,由此对我国矿产资源的开采浪费十分惊人。在实际的矿产开采、监测与核查的工作中,尚未形成一套系统的矿山开采监测与测绘的技术和方法,很多实际工作的开展还是依赖于工人的经验或者传统的手工测绘手段,使得矿山开采监测测绘技术无法得到实质性发展。本论文结合现阶段政策法规对矿山安全管理的要求,分析测量工作在服务于矿山安全管理的切入点,并研究了服务于矿山安全管理测量工作的方法,就是想要解决矿产资源储量核查检测及矿山开采监测的其它工作中的矿山测量技术体系问题及技术规程框架。形成完整的现代体制下的各类矿山开采监测的测绘技术体系和技术规程框架。
1 矿山开采监测与测绘概述
1.1 矿山开采监测的内容
矿山开采涉及地质、山体、矿产、水土等多方位,因此需要对开采过程实施监测的内容较多,主要集中以下两个方面:
1.1.1 地质环境监测
矿山开采首先会对地质环境产生影响,主要是不利影响甚至是有
害影响,例如对矿山大肆开采造成地表沉陷、地下水下降、山体滑坡、
泥石流灾害、生态系统被破坏等等,为了尽量减小矿山开采对地质环境所带来的不良影响,必须要在开采的过程中,对矿山及开采过程实施动态化的监测,采取预防和防治结合的手段保障将矿山开采对环境的影响降到最小。
1.1.2矿山开采安全监测
矿山开采中的核心问题便是安全监测,因此矿山开采监测的过程
中必须要对安全进行监测,包括采用相关传感器对有害干扰因素进行实时监测,对矿山内部的空区、塌陷地区进行监测和评估,对各类矿产资源实施安全管理机制,从制度和技术两个方面确保矿产资源的开采过程的安全性。
1.2 矿山开采中的测绘技术
目前对矿山开采监测所应用到的主要测绘技术主要有GPS定位、
遥感测绘技术及激光探测技术等,下面逐一进行简要的介绍。
1.2.1GPS定位技术
GPS定位技术是利用卫星的三点定位原理,对地球上的物体实现
三维空间内的定位的一种技术。GPS定位技术目前应用于矿山开采领
域,其主要应用在利用GPS定位技术实现对矿山的数字化地图绘制,
利用数字地图实现对开采过程的动态化监控。
1.2.2 遥感测绘技术
遥感测绘技术是目前普遍应用的较为成熟的一种测绘技术,简单
来说,就是利用遥感技术,在计算机上面进行计算并且能够达到测绘目的行为。遥感测绘技术能够实现人类无法触及到的矿山内部区域,从而在计算机上完成对矿山内部的矿产储量分布、地质条件研判以及各类灾害事故的预警等分析工作,是目前广泛应用的一种测绘技术。
2.1 滑坡监测测绘
滑坡是矿山开采中经常出现的灾害事故,对滑坡实施监测就必须
借助于现代测绘技术。目前能够实现滑坡监测的测绘技术主要有大地测量法和GPS测量法。
2.1.1大地测量法
大地测量法是利用高精度测角、测距的光学仪器和光电测量仪器、全站式电子速测仪等仪器仪表实现对大地绝对位移的测量,从而进行分析是否产生滑坡灾害,或者对滑坡灾害进行预警。
2.1.2GPS测量法
大地测量法最大的缺陷是其测量精度较低,必须借助于大地作为
绝对参照物,因此近几年发展了GPS测量法。GPS测量利用了GPS定位仪器能够实现高精度下的滑坡位移和滑坡速度,测量精度高,能够
实现全天候动态监测。
2.2 地裂缝监测测绘
地裂缝的监测是一项耗费巨大人力物力的监测工作内容,需要结合地标沉降的相关指标进行分析,因此地裂缝的监测测绘,通常是借助于传统的测量法和GPS测量、遥感测绘技术相结合的方法进行监测,首先利用传统的测量方法每隔一定周期观察记录大地的水平位移和垂直位移,并利用GPS测量实现固定参照物的三维空间的定位、位移和速度,最后结合遥感测绘技术对被监测区域的地标分层沉降进行标定,从而综合分析出地裂缝的发展与走势,实现对地裂缝的动态实时监测与测绘。
2.3 空区塌陷区监测测绘
随着矿山开采力度越来越大,矿山山体内部难免会出现空区塌陷
区,一旦发生塌陷则酿成惨痛事故,因此需要对矿山开采中的空区和塌陷区进行监测测绘。目前主要应用遥感测绘技术实现对山体内部空区塌陷区的监测。随着测绘技术的发展,现在也出现了利用激光探测技术实现对空区塌陷区的探测和研判,利用激光对矿山山体进行三维扫描,建立相关数据库,通过数据比对和三维模型的分析,能够准确的提出空区和塌陷区研判模型,并给出适当的监测和补救措施依据。
2.4 水土流失监测测绘
矿山开采不可避免的会对周围环境产生破坏,造成水土流失的现
象,因此,为了尽量降低对周围环境的影响,必须要对水土流失进行监测。目前对水土流失进行监测的方法主要有两种:
2.4.1遥感监测法
遥感监测是借助于卫星和航空遥感技术,将地面的植被、沙石、
水源等地物扫描为电子地图,构建三维数据库,通过对数据的分析实现对地表水土流失的监测。这种方法往往适合于较大区域面积的水土流失的监测。
2.4.2地面监测法
地面监测法适合于较小范围内的水土流失的测量与监测,其主要
方法是采用对被监测区域设置不同的监测地块,为每一个地块分别设置不同的参照物,如沟渠截面、植被率、沙石面积等,通过定期对参照物的测量测绘,形成数据报表,从而能够为被监测区域的水土流失提供基础性数据。
我国矿山测量工作及相应的技术规程远远滞后于目前矿山开采监测及矿山管理工作的需要,矿山测量技术体系不全,技术规程不能满足新技术发展的要求,矿山测量内容不能满足政府和社会对矿山开采监管的需要等。矿山开采中的核心问题是安全问题,而要保障矿山开采过程的安全,就必须要借助于现代化的测绘技术,对矿山开采流程中的各个环节进行测绘与监控管理,从而能够实现对矿山开采的动态监测测绘与动态管理。针对矿山开采监测的具体方法,本论文详细探讨了测绘的方法与实施步骤,从系统方法的角度详细分析了在矿山开采领域的测绘技术的应用问题,对于进一步提高测绘技术在矿山开采领域中的应用水平具有较好的指导意义。当然,测绘技术应用于矿山开采领域,不仅仅局限于本论文所探讨的方法,更多的具体的应用技术方法有待于广大测绘技术人员的共同努力,才能够最终实现矿山开采监测中的测绘技术的快速发展和应用。
参考文献:
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
0.引言:科学技术的新成就,电子计算机技术等新技术的发展与应用,以及测绘技术和科技的不断发展,工程测量技术近年来发生了很大的变化;水利水电工程施工测量技术的面貌日新月异。
1.全站仪测量放样技术
全站仪替代光学经纬仪和电磁波测距仪的应用.足地面测量技术进步的重要标志之一。全站仪具有测量精度高,仪器的集成化、自动化和智能化程度高等优点,为施工测量提供了极大的方便。已大量应用于各类工程的施工测量中。电子全站仪自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差,自动记录存储、实时测量三维坐标、与双向数据通讯功能,为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。目前全能型和智能化方向发展的电脑型全站仪都带有丰富的软件,可以直接进行坐标放样、导线测量、程序测量、悬高测量、道路放样、对边测量、面积测量、高程传递、参考线放样,故能提供高速高精度的观测成果,又能高效地完成多种测量作业。带马达驱动和程序控制的全站仪可以结合激光、通讯及CCD技术,能实现测量的完全自动化,被称作自动化测量器械。为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件。
2.数据库技术与GIS技术
测量工作者如何更好更好地为工程建设服务,其最有效的方法是利用数据库技术或GIS技术建立数据库或信息系统。其同的是把大量的测量数据或信息进行科学的存储.建立三维数字地形模型,提高测量数据利用率,减少重复劳动,以便于检索、分析、分发和利用。实现管理和服务的科学化、现代化。将GIS应用于水利水电工程建设,虚拟显示施工总布置三维全景,直观反映各组成部分空间上和时间上的相互关系并实现各种信息可视化查询、分析、统计计算,实现建筑物施工全过程动态仿真演示。以信息的数字化、直观化、可视化为出发点,直观清晰地描述复杂工程建设的施工动态过程,为全面、准确.快速地分析掌握工程施工全过程提供有力的分析工具,实现工程信息的高效应用与科学管理。
3.GPS定位技术
随着GPS的出现和不断发展完善,测绘定位技术发生了革命性的变革。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度、大范围的GPS技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的三维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。水电工程施工区域大,控制点传算工作量大,精度衰减快;高山峡谷之中,山脉蜿蜒曲折,造成上点和通视困难;河流阻隔,致使交通不便,前后视须迂同前进。利用GPSRTK技术进行碎部点测绘与放样不需要与基站保持通视,也无需进行后视作业,误差不累加,精度分布均匀,精度衰减每公里只有lmm。10--15km的作业半径不需要设置过渡控制点,更长距离的测绘可通过设置中继电台转发电测波解决。大幅度地提高工作效率。
4.程序型计算器辅助计算技术
程序型计算器(如CASIO fx-4800P/fx-4500PA)以其功能强大、经济实惠、方便携带的特性受到了各行各业工程技术人员的欢迎,尤其是测绘方面的技术人员进行工程放样计算的有力工具。水利水电工程庞大而复杂。工程细部的放样往往牵涉到几十个公式的数学计算,尤其是在施工现场,严寒、酷暑、噪音、灰尘很难让人时刻保持清醒的头脑,计算的速度和结果的正确性大打折扣,严重影响放样的质量和效率。利用编程计算器事先编制好所需放样部位的计算程序,在施工现场最多只需输入测点三维坐标X,Y,Z的数据即可迅速计算出所需要的放样数据,结果准确率大大提高。全站仪实现了测点坐标的随测随得,编程计算器实现了放样数据的即输即得,大大加快了工程放样的速度。
5.数字化测绘技术
大比例尺地形图和工程图的测绘,是工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一.难以适应飞速发展的现代化工程建设的需要。把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成―个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。实现大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供图纸,也可提供电子数据,为专业设计自动化建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。数字化成图技术住现代工程中的应用不仅提高了工作效率,并保质保量提交成果。仅内业制图部分可节约经费50%,节约时间60%。
6. AtuoCAD辅助设计技术
计算机辅助没计(Computer Aid Design简写CAD)足20世纪80年代初发展起来的一门新兴技术型应用软件。如今在各个领域均得到了普遍的应用。它大大提高了工程技术人员的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp语言,可以编制一些常用的计算程序,得到定制的计算结果。在水利水电工程上有许多体形复杂的计算,尤其是各种不同体形衔接处的相交线,需要用空间解析几何的方法解算。单靠计算器手工计算,非常繁琐,工作量大,准确性也不好保证,用AutoCAD建立数字化模型,执行点坐标查询功能就可以了。也可以对所编写的程序的计算结果进行正确性验证。AutoCAD的特性提供了测量内业资料计算的另外一种全新直观明了的图形计算方法。另一方面是各种工程横断面、纵断面网的绘制,以及断面面积的计算和其它一些需要的图纸的绘制。从而大大减轻我们内业的工作强度和工作量。.
7.数字摄影测量技术
摄影测量技术由于可以提供实时的三维空间信息,无需接触被测物体,以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点,具有广泛的应用前景。随着全数字摄影测量系统的应用,摄影测量的产品将从影像图、线划图向数字化系列产品――4D产品转化。产品应用与服务领域更广,并为建立各类专业信息系统和基础地理信息系统提供可靠的数据保障。在水利水电工程。利用数字摄影测量技术可以迅速获取制作大比例尺影像图、地形图、立面图、等值线图和断面图图库,建立DTM(数字地面模型)和DEM(数字高程模型)模型数据库,建立并永久保存高分辨率建基面三维影像数字地面模型数据库。检查陡坡地段的开挖质量和工程竣工部位的形体资料,记录工程在施工过程中各个项目地理地貌信息,形成各种数字信息产品,并可通过网络方便快捷、及时地提供给各个部门使用。
8.工程测量数据处理技术
随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,工程测量领域技术的发展趋势和方向是:测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。
9.结束语
科学技术的新成就,电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用,以及测绘科技本身的进步,为工程测量技术进步提供了新的方法和手段;水利水电工程施工测量技术的面貌也发生了深刻的变化。施工测量的速度与准确度得到了空前的提高。
参考文献
1. 陈向平 浅议水利工程施工的几种施工测量技术[期刊论文]-轻工设计2011(3)
2. 王立业 浅谈水利水电工程中的测量技术[期刊论文]-中华民居2011(10)
信息化测绘体系涵盖了地理信息获取、处理、管理、表达、更新、应用和服务的全过程,其主要特征为:测绘生产自动化、测绘成果多样化、测绘服务网络化及测绘产品社会化。信息化测绘技术是信息化测绘体系的基础,信息化测绘技术体系是在对地观测技术、计算机技术及通讯技术等支撑下的有关地理空间数据获取、处理、管理和分发服务的所有技术的集合。
南京林业大学是一所以工、农科为主,理、文、经、管、法协调发展的多学科性大学,测量学是开设面广、实践性强的一门专业基础课程。林业类专业如林学、生态学和森林工程等专业都开设测量学课程,测量学课程的授课计划学时依不同专业分别为48学时或64学时,包括课堂授课、课堂实验,外加开课学期末1周或2周的集中实习。
1测量学课程教学中存在的问题
1.1课程内容体系不完全合理
测量学课程教学内容以传统仪器获取地理信息的内容多,获得的成果也以纸质图为主,不利于扩大学生的知识面,也不便于激发学生的创造性,更没能充分体现信息化测绘体系下的测绘成果如何方便快捷地为林业服务,测绘新技术在林业中的应用等交叉融合教学内容比较薄弱。
1.2与课程配套的仪器设备滞后于测绘科技发展
仪器设备的投入严重不足,导致实践教学的内容滞后于生产实践。测绘生产单位早已使用先进的仪器设备进行测绘生产,可是学校由于经费有限,有的购不齐这些仪器,有的虽然仪器种类齐全,但数量太少,学生仅能进行参观性实习,根本不能用于生产性实习。
1.3体现测绘新技术在林业中应用的内容相对较少
开设测量学课程的专业众多,但不同的专业有各自的特点,所以不同专业在掌握测绘基本知识和基本技能的,测量学在不同的专业中的应用应该各有特色。只有不断地完善课程内容设置,强化专业领域特色,才能满足社会对人才的需要,才能充分发挥测量学知识在林业中的应用。对于林业类专业的学生,应突出测量学中的中小比例尺的地形图或遥感影像图在林业资源调查和生态规划等中的应用,发挥大比例尺地形图在精细林业中的作用等。
1.4林业类专业的学生对该课程重视不够
由于测量学不是林业类专业的主干课程,他们认为不过是专业基础课,不太重要,学生普遍对这门课不够重视,加之实验实习使用的仪器设备相对落后,致使很多学生在以后的工作中遇到有关测量的问题不能轻松解决。
实验实习教学环节正是对理论知识进行验证、巩固和提高的过程,同时也是增强学生的动手能力和创新能力的机会。虽然测量学实践教学占有本课程总学时一半的比重,但学生对实践教学重要性认识不足,加之实验实习班级逐渐增多,而实验实习场地并没有相应扩大,实验实习考核较为弹性,学生只是被动地做验证性实验,没能结合林业类专业做些设计性和创造性实验。由于上述原因,导致学生对实验实习环节不是很感兴趣,不能充分达到实验实习教学的目的。
2基于信息化测绘体系的测量学教学改革
基于信息化测绘体系,结合林业科学的特点和要求,从教材建设、教学内容、实验实习环节的建设、考核制度、教学方法和手段以及教师队伍建设等多方面进行测量学教学改革。
2.1教材建设
教材建设是课程建设的—个重要环节。以现代教育理论为指导,前瞻测绘科技发展,面向社会,拓宽测绘领域,组织教师,协同相关高校的教师编写了《测量学》作为林业类专业的测量学教材。正确处理了传统测绘知识与现代测绘理论之间的关系,教材中既有先进的测绘仪器和技术,同时也保留了一部分传统的技术方法。通过学习让学生充分认识到测量学在林业科学和经济建设中的地位和作用。
2.2教学内容
顾及测绘科学技术的发展现状和林业类专业测量学教学的目标定位,将测量学教学内容划分为三部分:基础测绘、专业测绘和现代测绘,基础测绘部分包括:概论、高程测量、距离测量、角度测量、测量误差理论及地形图测绘等;专业测绘部分包括:生物多样性测量、林业资源调查及地形图在林业中的应用等;现代测绘部分包括:数字化测图、GNSS、数字摄影测量、遥感技术及GIS等技术及其在林业中的应用。其中,基础测绘部分是学习专业测绘的基础;专业测绘部分突出体现测量学与林业科学的结合;现代测绘部分主要介绍测绘新技术、新理论在林业中的应用,注重培养学生的创新能力,以适应现代社会和未来发展的要求。授课内容体系按照“基础一应用一提高”的基本思路,循序渐进,既符合高等教育教学规律,又较好的处理了传统测量技术与现代测绘技术内容之间的关系。
2.3加强实验实习环节的建设
(1)加大投入,更新实验设备。
测量学课程的建设和发展,应有基本的设备保障。测绘新科技的发展及新仪器的实用化,对教学硬件提出了更高的要求,学校应加大对测量学教学硬件的投入,建设现代化的测量实验室。教学仪器设备必须进行更新换代,除有传统的必要的仪器设备以外,还要有一定数量的新仪器和新设备,如全站仪、GPS接收机、数字成图软件、GIS软件以及遥感软件等。只有不断引进测绘新仪器和设备,并使之充分发挥效率,学生才能接触前沿知识,与时代同步发展。
(2)加强实验实习基地建设。
集中实习中,实习场地的选择至关重要。在校园内,科学地建设能够基本满足实验实习要求的场地,学生可在基地上进行测绘基本技能的实训。同时,在下属林场建立地形图识读实习基地,此基地地形起伏大、典型地貌明显、生物多样性丰富,可直接将大中小比例尺地形图应用在林业中。若条件允许,也可考虑将测量学集中实习与林业类专业的生产实践相结合。
(3)规范实验室管理。
对实验室实行规范化管理,全天开放实验室,让学生有机会到实验室做实验;建立实验设备共享体系,使学生根据需要选择仪器,以提高学生的动手能力和创新能力;建立仪器借还制度和设备损坏赔偿制度等。对仪器设备进行定期检验和维修,以提高仪器设备的使用效率;正确处理工程生产用仪器与学生实验实习用仪器的关系;加强与兄弟院校或生产单位的交流,到有先进仪器设备的单位参观学习,取人之长补已之短。
2.4考核制度改革
(1)试卷库建设。
为深化考试方法和考试内容的改革,推进考教评分离,使考试管理工作更加规范化、标准化及科学化,促进人才培养质量和办学水平的不断提高,建设了测量学课程试卷库。每份试卷包括选择题、填空题、名词解释、简答题、计算题、综合题和实践操作题等不同类型试题,保证了试卷库从不同角度、不同侧面较为全面考核学生掌握知识的情况,对学生的基本素质与智能进行多角度和多层次的测量,理解记忆、实践操作、综合分析、灵活运用及求异创新等能力应成为测试的重点。
(2)改革课堂教学考核办法。
考试试卷从试卷库中随机抽取,统一进行,阅卷采用流水作业,同一老师评阅同一道试题,评分标准统一了,考试成绩更具可靠性。同时,总评成绩由卷面成绩、到课情况、课堂互动、实验完成情况、作业完成情况及随机回答提问等方面组成。成绩评定方式有效保证了教学质量,端正了学生们的学习态度,认真地对待平时的作业,以更好地掌握测量学课程要求掌握的内容。
(3)改革实践教学考核办法。
由于实践教学自身特点,仅凭上交成果或主观印象来确定学生成绩并不科学,为此必须要量化考核标准,科学合理地安排考核内容和形式。实习成绩以学生在实习过程中的表现、仪器操作技能、成果质量、实习小结和实习日记来综合评定,更为客观公正地评定学生实践成绩。
2.5改革教学方法和手段
学生创新能力来源于学生扎实的学科基础知识、宽广的知识面和较强的动手能力。实现人才培养目标,提高学生的创新能力就必须更新教学观念,加强学生的能力培养。在教学观念上,传统教学只注重知识灌输,不注重技能的训练;只注重动脑能力的培养,忽视动手能力的锻炼;以考试为手段、以高分为目标,使学生偏重死记硬背,以致学生的质疑能力差、辨识能力差、创新意识弱以及创造能力得不到充分发挥。现代教学方法应提倡将学生从被动地学转变为主动地吸取,改变传统的以教师讲为主的教学形式,将“讲课、自学、讨论、实验、答疑”有机结合起来,多运用启发式教学,给学生留有思维的空间,激励学生自己提出问题、思考问题。逐步形成学生参与和师生双向交流的机制,让学生在不同的学习形式中找到学习的兴趣,从而调动学生学习的积极性和主动性。
制作和开发面向教学、面向学生并简单实用的多媒体课件,将复杂、抽象、隐含的原理及过程转化为形象、生动的直观表达,让学生身临其境,充满好奇和主动参与教学。进而达到增强教学效果和提高教学质量的目的。
2.6加强师资队伍建设
关键词:建筑工程;施工测量管理;现状分析;对策研究
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2017)15-0235-02
DOI:10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.15.153
近年来,我国城市化进程不断加快,建筑工程的实际使用功能和建筑外观造型也更加的多元化以及艺术化,建筑物的混凝土结构在这样的大环境以及建筑趋势下,有了更高的要求和更丰富的内容,超常规结构的混凝土结构建筑物也越来越多的应运而生,跨度大、高度高、自身重量大通常是这些超常规混凝土结构建筑物的显著特点,建筑工程施工测量管理在这样的条件下的开展有了更高难度。传统的施工方法与技术在对施工工程的质量与安全上很难确保,对于建筑工程的施工测量管理便有了用武之地。现阶段建筑工程的施工测量管理的优势是怎么样的,如何正确对建筑工程施工定位以及对施工高程进行测量管理应用,更好地引用实践建筑工程施工测量管理,是值得思考的问题。
一、建筑工程施工测量管理的现状
由于在实际操作中,建筑物高度的影响,使得在建筑上部分找一个精准的测量位置较为困难,在测量过程中,更多地运用了天顶模式,首先需要借助天顶仪,再根据预先装备好的通道,使得建筑物下部分结构的测量点进入施工范围内部,天顶模式的测量办法一般是这样的。这种方式最大的困难是需要设置数量较多的连接基准点,所以经常会受到设备等方面所带来的影响,测量产生的误差比较大。除此之外,数据的读取完成的进行场所是在预先装备好的通道内,也容易因为光线等原因的制约,导致测量工作难以完成,无法得到较为准确的数据。
GPS处理技术以及RTK的操作技术在现代技术不断发展的推动下,技术水平不断提高,也被各个领域广泛应用,性能稳定,操作性较强等是这些技术在人们对建筑工程的勘测以及施工的方面的应用优势。相对定位是在实际应用RTK的具体办法,静态定位办法的采用,经过大量的实验,得出这样的测量方法使得测量数据更加精准。
选择视野较为开阔的测区控制点,没有遮挡物在其15度及以上的高度角上;设置点位不会产生因重物挤压,如车辆通行等因素导致变形现象发生;不在高压线200米以内的范围等方面都是在定位测量的过程中需要注意的关键点。在对楼层的控制点、架站点以及放样点等进行设置要确保能够相互通视,GPS信号的稳定,避免被周围环境等各种因素的干扰,都是确保采集原始数据的准确性方面需要特别注意的方面。
二、建筑工程施工测量管理的技术应用
(一)定位测量技术
确保GPS1、GPS2、GPS3、GPS4这几个在操作前从有关部门得到的数据在测量过程中与在建建筑物的距离保持在300米左右,保证施工范围内全面数据测量的实现。
选择GPS1、GPS2这两个点进行外部测量,用十字钢钉设置记号在相应的位置上,在采用GPS静态处理的办法的基础上,配置GPS装备在对应的位置上,此外,基于此后的操作要求的思考,还需要对角度进行相应的调整。配置GPS装备在建筑工程顶部并且用十字钢钉标记好的AB两个位置,AB两个位置需要事先选择,对GPS装备进行角度调节,确保GPS设备不超出3毫米的误差,保证测量数据的精准。
借助计算机技术对通过GPS静态操作得到的数据信息进行综合测绘处理,对得出的数据进行基数与平差处理,对通过借助GPS1和GPS2两点得到的AB的数据利用全站仪作处理,施工处理位置就设立为这两个点。
(二)高程测量技术
确定放样点。A点设置全站仪,B点配置棱镜。通过调整角度保证全站仪在位置方面与工程地点没有误差,再根据柱子的中心点确定放样点进行放样。利用工程施工图以及COGO软件可以确定柱子的具体中心位置。
三、提高建筑工程施工測量精度的相关措施
首先需要对GPS相关设备做准确度方面的测试,再分析研究相关已知点的具体坐标,保证已知点具体坐标在数据上的准确性,在根本上对建筑工程施工测量数据的准确性上得到加强。
可以通过设置一级光电测距导线在网内,特别是一些建筑工程施工测量项目对精度要求比较严苛,对这些项目进行GPS内部检测时,利用设置好的一级光电测距导线的闭合坐标,提高检测数据的准确度。这种方法不但能使GPS对建筑工程测量的精度结果进行有效控制,对于已知点的精度状况也有较为明确的了解。
除了精度与准确度方面的优势,GPS技术在对建筑工程进行施工测量工作方面还有诸如对测量位置要求相对较低等方面的优势,相关工作人员利用GPS技术在对建筑工程施工测量方面获得了极大的便利。这也要求了工作人员要学习和完善自身对于GPS技术的掌握,确保对建筑工程测量数据的精度和准确度,避免延误工期或者返工现象的出现,造成巨大的损失。
四、结语
对于建筑工程项目施工测量工作受到多种条件的影响,包括地质条件、气候因素、运输、资金以及政策等人为因素等,管理这种难度较大的项目需要有系统的方案,也需要对建筑工程测量管理严格要求。针对建筑工程测量管理过程中出现的具体问题,寻找科学有效的解决方法,确保建筑工程项目的施工测量管理正常有序的进行。
参考文献:
[1] 刘龙飞,赵威,韩文娟.工程施工测量管理现状分析及对策研究[J].门窗,2016(6):247-248.