地形测量论文篇(1)
国内外森林资源调查正在向“精准”方向发展[1],全站仪在森林资源调查中将会逐步普及应用。全站仪不仅可以测量方形样地,还可以测量圆形样地和多边形样地。本文通过理论分析和实测验证得出了测量多边形样地效率稍优于圆形样地更优于方形样地的结论。
1 理论分析
1.1 测量方法
①正方形样地:将全站仪分别架设在方形样地3个角点,通过测距和测角测量出方形样地4边,架设仪器3次,观测4个角点的棱镜点一般需要6次。②圆形样地:将全站仪架设在圆形样地中心,分别向四周测量相同半径即得到圆形样地边界,观测棱镜点数越多越好,生产中以完全清楚判定林木属于样地内还是样地外为准,一般需要观测8~10个棱镜点。③多边形样地[2]:将仪器架设在样地内部(外部也行),顺序观测多边形角点,仪器自动求出多边形面积。棱镜点即为多边形角点,观测棱镜点至少3个,一般需要5~7个。
1.2 理论分析
在不同的森林中测量样地,影响其效率最主要的客观因素首要是林内测量遮挡物的多少,其次是所测地段的坡型。在同一地点测量不同形状的样地,其测量遮挡物和坡型基本一致,影响其效率的客观因素主要是另外2个:一个是架设仪器的次数,另一个是因选择不同样地形状导致在测量中能否有效避开位于测量视线上的林木多少。根据以上测量方法分析,测量正方形样地架设仪器次数最多、效率最低,测量圆形样地和多边形样地的效率较好。
2 实测验证
分别在县林场和金带镇选择不同林分进行实测比较。
全站仪型号:南方测绘仪器公司生产的NTS-312R+。其它工具还有3m对中杆2根、棱镜2个、砍刀2把、围尺以及木桩等。
从以上实测结果看,全站仪测量正方形样地7个,总耗时453分,平均64.7分;测量圆形样地7个总耗时215分,平均30.7分;测量多边形样地7个总耗时192分,平均27.4分。测量圆形样地和测量多边形样地的效率大大高于测量正方形样地,测量多边形样地的效率略高于圆形样地,与我们进行的理论分析结论一致。在森林资源调查中用全站仪测量样地时可选择多边形样地或者圆形样地,尽量不选择正方形样地,以提高测量效率。
地形测量论文篇(2)
中***分类号:TB22文献标识码: A 文章编号:
1、概述
由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快。工程测量学的研究领域是相对的固定性,又是不断发展变化的。工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供工程保障,满足工程所提出的要求。
解析法和模拟法是网优化设计方法的两种方法。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距,网的几何***形概念与传统的测角网有很大的区别。根据设计资料和地***资料在***上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外,其他的网都可用模拟法进行设计。
多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。也可用于变形预报。变形观测数据处理的几种典型方法。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。变形的物理解释通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究,这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究,主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。
科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果,可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。科傻系统是对电子全站仪实现***控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包,一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等称科傻一;在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”称科傻二。一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集称科傻三。
2、学科地位和研究应用领域
2.1 学科定义
工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。
2.2 学科地位
测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分:
大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量);
工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量);
航空摄影测量与遥感学;
地***制***学;
不动产地籍与土地整理。
2.3 研究应用领域
目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、***事工程测量、3维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。
由Hennecke,Mueller,Werner 3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。
由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快,因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。
国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。
地形测量论文篇(3)
前 言
《礼记》有云:大学之道,在明德,在亲民。在提笔撰写我的毕业设计论文的时候,我也在向我的大学生活做最后的告别仪式。我不清楚过去的一切留给现在的我一些什么,也无从知晓未来将赋予我什么,但只要流泪流汗,拼过闯过,人生才会少些遗憾!
非常幸运能够加入水利工程这个古老而又新兴的行业,即将走向工作岗位的时刻,我仿佛感受到水利行业对我赋予新的历史使命,水利是一项以除害兴利、趋利避害,协调人与水、人与大自然关系的高尚事业。水利工作,既要防止水对人的侵害,更要防止人对水的侵害;既要化解自然灾害对人类生命财产的威胁,又要善待自然、善待江河、善待水,促进人水和谐,实现人与自然和谐相处。这种使命,更让我用课堂中的知识用于实际生产中来。特别是这两个月来的毕业设计,我越发感觉到学会学精测量基础知识对于我贡献水利是多么的重要。所以,我越发不愿放弃不多的大学时光,努力提高自己的实践动手能力,而本学期的毕业设计,为我提供了绝好的机会,我又怎能放弃?
刚刚从老师那里得到毕业设计的题目和任务时,我的心里真的没底。作为毕业设计的主体工作,我们主要运用电子水准仪对某幢建筑物进行变形观测与计算,布设控制点进行平面控制测量和高程控制测量;用全站仪进行了中心多边行角度和距离的测量,并用条件平差原理进行平差,通过控制点的放样来计算土的挖方量,还有圆曲线的计算与测设。而我研究的毕业课题是圆曲线测设。
大学的最后一个学期过得特别快,几乎每天扛着仪器,奔走在校园的每个角落,生活亦很有节奏。今天我提笔写毕业论文,我的毕业设计也接近尾声。不管成果如何,毕竟心里不再是没底了,挑着两个多月的辛苦换来的数据和成果,并不断的完善他们,心里感觉踏实多了。
在本次毕业设计论文的设计中要感谢水利系为我们的工作提供了测量仪器,还有各指导老师的教导和同学的帮助。
开 题 报 告
一、研究课题:《微分曲线的应用》
二、学科地位和研究应用领域
1.学科定义
工程测量学是研究地球空间中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。
2.学科地位
测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。
3.研究应用领域
目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、***事工程测量、三维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。
国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。
工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。
工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。
工程测量仪器的发展工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。
三、工程测量理论方法的发展
1.测量平差理论最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。
2.工程控制网优化设计理论和方法网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是:根据设计资料和地***资料在***上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。值精度,可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。
3.变形观测数据处理工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广,属于多学科的交叉。
(1)变形观测数据处理的几种典型方法根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法,由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算,可得到变形与显著性因子间的函数关系,除作物理解释外,也可用于变形预报。
(2)变形的几何分析与物理解释传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性,主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下,参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。
(3)变形分析与预报的系统论方法用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统,它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构,是非线性的,开放性(耗散)的,它还具有随机性,这种随机性除包括外界干扰的不确定性外,还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外,还具有自相似性、突变性、自组织性和动态性等特征。
四、工程测量学的发展展望展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展:
1.测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、***形和数据处理方面的能力进一步增强;
2.在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。
3.工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微***像处理;
4.多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。
5.GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。
6.大型和复杂结构建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。
7.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。综上所述,工程测量学的发展,主要表现在从一维、二维到三维、四维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。
工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。 文 献 综 述
一、圆曲线的详细测设
在各类线路工程弯道处施工,常常会遇到圆曲线的测设工作。目前,圆曲线测设的方法已有多种,如偏角法、切线支距法、弦线支距法等。然而,在实际工作中测设方法的选用要视现场条件、测设数据求算的繁简、测设工作量的大小,以及测设时仪器和工具情况等因素而定。另外,上述的几种测设方法,都是先根据辅点的桩号(里程)来计算测设数据,然后再到实地放样。因此,在实际工作中利用上述传统测设方法,有时会因地形条件的限制而无法放样出辅点(如不通视或量距不便等),或放样出的辅点处无法设置标桩。
在本次毕业设计的论文课题中介绍的几种圆曲线测设的新方法,不仅计算简单、测设便捷,而且可在不需要知道曲线上某点里程的情况下进行,从而避免了按预先给定的曲线点反算的测设数据放样不通视而转站的麻烦。同时,利用本文介绍的新方法,还可以根据线路工程施工进度的要求,灵活地选择性地放样出部分曲线;也可以用于快速地确定曲线上某一加桩的位置;若用于线路验收测量,则更加方便,验测结果更具有代表性、更可靠。
二、全站仪在任意站测设圆曲线及方法交点偏角法测设方法
用全站仪任意站测设圆曲线,安置一次仪器就能完成全部工作。虽然外业计算麻烦,但对于不能设站的转点,可谓方便灵活。但它的不足之处仍然是计算烦锁,对于不熟悉内业的外业工作者,很难实际操作。如果利用一些程序计算器,编制输入:AB 的四组坐标和半径、九个数据的程序,可迅速得出放样数据,简化了外业工作。
为了放样工作的便利,可在平面控制网中纳入一些放样点,构成GPS同级全面网。由于放样点间距离较近,在进行同步环和闭合环检验时可仅考虑各分量的较差,而不考虑相对闭合差。因为,用相对闭合差来衡量是不合理的。由于GPS接收机的固定误差,相位中心偏差以及观测时的对中误差均在1mm~5mm之间,对于几十米的短边,其相对闭合差值势必较大。3)平面控制网的设计主要考虑***基线的选择以及异步闭合环的设计,要考虑构成尽可能多的闭合***形,并将网中处于边缘的观测点用***基线连接起来,形成封闭***形。
同理,采用上述思路,也可测设缓和曲线。
在道路、渠道、管线等工程建设中,受地形、地质等条件的限制,线路总是不断转向。为使车辆、水流等平稳运行或减缓冲击,常用圆曲线连接,因而圆曲线测设是线路测设的重要内容。在公路、铁路的路线圆曲线测设中,一般是在测设出曲线各主点后,随之在直圆点或圆直点进行圆曲线详细测设。其测设的方法很多,诸如偏角法、切线支距法、弦线支距法、延弦法等。这些方法有一个共同点:均是在定测阶段放样出的线路交点处设站,以路线后视方向定向,在实地定出曲线主点,然后将仪器置于曲线主点(一般是在曲线起点)处,以路线交点为后视方向定向,进行圆曲线详细测设。这些方法在实际施测过程中,由于各种地形条件的限制以及施测方法的特点,可能会出现以下三种情况:
(1) 在曲线主点处无法设站。
(2) 后视方向太近,定向不准。
(3) 误差积累较大。
为此,在交点可以设站的情况下,可以采用一种新的测设方法—交点偏角法。
地形测量论文篇(4)
中***分类号:TD17 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0006-01
1 地形测量和测绘自动化技术的概述
1.1 地形测量和地形测绘
地形测量工作主要以研究测绘工作理论和测绘工作方法以及测绘地形***的应用性技术学科。地形测量能够为不同的矿区和不同的城市提供不同比例尺的地形***,从而满足矿山开采工作和城市建设规划工作需要。地形测绘主要是研究地球局部表面的大小与形状,并将研究的结果测绘成地形***的技术和理论,通过对小范围地表的高低起伏形态特征点平面位置的测定,地面物体(如道路、建筑物、耕地等)特征点高程的测定,经过采用一定的测量符和相应的数据处理按一定的比例绘在***纸上,并获得与地面几何***形相应的地形***,提供给国家经济建设相关的施工和设计的***纸资料。传统的测绘主要包括五个部分:(1)控制测量;(2)地形测量;(3)施工测量;(4)竣工测量;(5)变形监测。
1.2 测绘自动化技术
随着现代测绘技术的快速发展,进一步提高了测绘自动化技术水平,同时也更加严格测绘的精度要求。现代测绘技术无论是在技术体系上还是学科理论上都得到了突飞猛进的发展,彻底了传统的测绘方式。我国的现代测绘自动化技术主要以3S技术来研究生态环境以及地球地表,现代测绘自动化技术中的核心技术是地理信息系统技术、卫星导航定位技术、遥感技术。卫星导航定位技术和遥感技术是我国现代通信技术、计算机技术、航天技术等高新技术的结晶。地理信息系统技术是空间分析和模拟技术、计算机技术的集成。现代测绘自动化技术不仅融合了信息技术和空间技术,它还是国家高新技术重要的组成部分。现代测绘自动化技术具有测***精度高、***形编辑方便、自动化程度高、***形属性信息丰富等优点。
2 测绘自动化技术在地形测量中的应用
2.1 卫星导航定位技术的应用
卫星导航定位系统简称GPS。卫星导航定位系统是由美国***用于国防安保工作而研制、开发出来的。从20世纪70年代开始,美国就专注于卫星导航定位系统的研制工作,最终在1994年建造完成。卫星导航定位系统主要是通过人造卫星发射出来的信号,并采用三角测量的原理及时准确的计算出收到信号的人所处的具置。到目前为止,大约有27颗卫星在运行在地球上空,卫星运行轨道的高达20200公里。自从卫星导航定位技术问世以来,在定位领域和无线导航领域得到了广泛的青睐和应用。
2.2 遥感技术的应用
(1)遥感技术形成了具有分辨率影象序列的金字塔让我国传感器的研制工作向着全方位立体观测能力方面发展,向着更宽广的空间和领域发展;(2)遥感技术的新型传感器在不断的研制成功,包括了多光谱扫描仪、多光谱摄影、彩色摄影、紫外摄影、成象光谱仪、红外扫描仪、微波辐射计、激光测高仪、合成孔径雷达等;(3)遥感技术可以反复获取同一地区的影象信息,具有多时相性,为人们提供了研究地球表面规律和变化的可能性,遥感技术已经得到了广泛的拓展,从静态分析拓展到动态监测,从空间维扩展到时空维。
2.3 地理信息系统技术的应用
地理信息系统技术简称为GIS。地理信息系统技术是集多个应用对象和多门科学为一体的高新技术,它主要利用现代计算机***形和数据库技术来处理地理空间的相关数据。在地理信息系统的实际使用过程中,它最大的优点就是能有机的结合地球表面空间事物的特征和其所处的地理位置,通过计算机屏幕直观形象地显示出来。地理信息系统还具有以下几个基本特征:(1)地理信息系统的结构多维;(2)地理信息系统是公共地理定位的基础;(3)地理信息系统具有丰富的信息;(4)地理信息系统的标准化和数字化。地理信息系统通过对空间地理信息进行及时准确的采集和处理,并对信息进行相应的分析和更新。
3 测绘自动化技术的发展趋势
3.1 进一步发展3G技术及集成技术
在地形测量中,要积极普及3G技术的应用,并在应用中改进3G技术存在的相关问题,及时地更新3G及其集成技术的测量手段和测量方法,加强测量工作的准确性和精确度度,让3G技术的应用进一步扩展到地形测量中测绘自动化技术领域。加强全球数字化摄影测量系统在3S集成技术和卫星导航定位技术、遥感技术、地理信息系统技术中的应用,让地形测量和数码摄影测量工作更加深化和普及,让地形测量中的测绘自动化技术数字化、自动化、电子化化方向进一步发展。
3.2 加强测绘自动化软件及数据库的开发和更新
在地形测量中,加强测绘自动化软件和数字化软件的研发工作,让地形测量的测绘自动化软件系统功能更加齐全,使用起来更加灵活、高效,充分发挥测绘自动化技术在地形测量中的作用。同时还需要不断的完善和更新信息数据库,并将采集到的所有地形测绘数据直接转换进入到信息数据库,以便于数据信息的管理查询和数据共享,实现扩展空间基础信息系统和全球数据更新的动态管理,实现标准化、科学化、信息化管理地形测量数据,实现地形测量数据的社会化、多样化、传输网络化,让地形测绘自动化技术走向数字化和实时化。
3.3 推进专家系统和人工智能的应用
随着地形测绘自动化技术和相关学科的综合、交叉,计算机技术的不断发展,专家系统和人工智能在地形测绘自动化技术中的应用有了广泛的前景。计算机技术可以通过专家知识模拟人脑思维,进行数据推理,从而智能化的处理和管理数据信息,智能化处理***形,极大地提高了地形测量工作的工作效率,让测绘技术不断的向智能化和自动化方向发展。在地形测量工作中,充分结合卫星导航定位技术、遥感技术、数字化摄影测量技术、专家系统和地理信息系统技术。专家系统发挥着非常重要的作用,它控制着整个地形测量工作流程,并及时地执行相应的分析、推理和处理工作,实现数据信息资源的共享,并实时动态监测诊断。
4 结语
综上所述,提高地形测绘工作质量和效率是地形测绘技术实时、智能、自动测量系统的关键所在。随着我国现代科学技术的不断发展带动着我国现代地形测绘技术和手段的发展趋势和整体走向。概括性越来越强的测绘理,综合程度越来越高的测绘技术,各个学科之间的相互交叉渗透,让地形测量学和别的学科之间的联系显更加紧密。在不久的将来地形测量将陆续开拓出新的领域,为我国社会主义建设发挥更大的功用。
参考文献
地形测量论文篇(5)
中***分类号: J4 文献标识码: A
引言
数字工业摄影测量技术是随着摄影测量技术、计算机技术和遥感技术的发展而形成的新兴技术,是指对非地形目标进行摄影并确定其外形、形态和几何位置的技术。数字工业摄影测量技术融合了数字近景摄影测量的基本原理、计算机视觉的相关理论、计算机技术、数字***像处理技术、模式识别等学科的理论和方法,利用数字像机获取被测目标的数字影像来得到物体的形态、位置、姿态和运动从而完成对物体的测量。由于该技术利用计算机处理信息,属于非接触性测量技术。具有危险性低、信息容量高、信息易存储、可重复使用、精度高、速度快等优点。因此广泛应用于国民经济、科技研究和国防建设等领域。随着科技的不断向前发展,研究的进一步深入,数字工业摄影测量将向实时近景摄影测量发展,它将成为对非地形目标进行测量的主要手段,并且实时性、全自动源数据获取及仿真虚拟手段的研究将成为应用研究的趋势。
一、数字工业摄影测量技术的发展历程
(一)国外发展历程
早在上世纪60年代,国外就开始了数字工业摄影测量的研究。将摄影测量的相关理论、算法及软硬件逐步应用到工业测量领域,促进了工业的发展。数字工业摄影测量技术快速发展阶段始于90年代,随着计算机技术的快速发展和日益普及,同时工业对高精度摄影测量技术的要求越来越高,工业摄影测量技术逐步进入数字化时代。目前,数字工业摄影测量理论趋于完善,技术趋于成熟。
国外已经有多家公司推出了自己的数字工业摄影测量系统:美国大地测量公司的“V-STARS系统”、挪威Metronor公司的“Metronor系统”和德国Aicon3D公司的“DPA-Pro系统”等。
(二)国内发展历程
国内对数字工业摄影测量的研究开始于70年代。当时,一些研究机构就开始着力于摄影测量技术在工业领域的应用。由于知识的落后和生产水平的限制,该技术仍处于起步阶段,发展较为缓慢。90年代初,随着高精度摄影测量技术的进步,工业摄影测量技术大量应用在冶金、机械、车辆和采矿等工业领域,并且取得了显著的成效。同时,高校及研究机构对有关工业摄影测量技术的国内外相关理论及工程实践进行了研究,并针对数字工业摄影测量技术如何应用在工业测量领域提出了一系列创新理论,形成了一套新的。该阶段为初步发展阶段。数字工业摄影测量技术在理论和应用方面都有新的发展。目前,数字工业摄影测量技术已经进入快速发展阶段。随着摄影测量技术、计算机技术和遥感技术的快速发展以及国内工业的飞速发展,许多研究机构引进国外的先进摄影测量技术、吸收新的工业摄影测量理念。 在数字工业摄影测量方面进行了很多的研究及应用工作。
目前,国内数字工业摄影测量产品主要有:天津大学研制的“汽车车轮定位参数激光视觉测量系统”、西安交通大学研制的“大型复杂曲面产品的反求和三维快速检测系统”和武汉大学研究的“Lensphoto”等。
二、数字工业摄影测量的关键技术
数字工业摄影测量技术是指对非地形目标进行摄影并确定其外形、形态和几何位置的技术。它属于高精度、大尺度三维坐标测量。为满足以上要求,需要解决以下关键性技术问题。
(一) 高质量影像的获取
获取高质量数字***像是高精度测量的基础之一。数字工业摄影测量技术需要对测量中使用的人工标志及其属性、光源特性、数字像机的设置和与成像质量有关的技术和设备等进行研究。
(二)摄影测量的人工标志
数字工业摄影测量技术使用人工标志作为测量的特征点。工业部件表面通常缺乏丰富、明显的纹理信息,在摄影测量过程中产生的***像,往往缺乏足够的、准确的特征点。为了避免这一不足,数字工业摄影测量中,采用设置人工标志点的方式产生足够数量且对比明显的特征点。发光二极管、投影激光、回光反射标志等均为人工标志点。
(三)圆形人工标志偏心差
在高精度工业摄影测量中,标志中心点定位偏心差是影响测量精度的因素。确定偏心差数学模型以及模型矫正工作有利于提高测量精度。
人工编码标志
使用人工编码标志可以加快测量速度,实现测量的自动化。每个编码标志对应一个唯一的编码,因此能够利用数字***像处理技术进行自动识别。设计编码标志应遵循以下原则:具有足够的编码容量、尺寸不宜过大、有唯一定位点和易于自动、准确识别。在数字工业摄影测量中,常用的编码标志有同心圆环型编码标志和点分布编码标志。同心圆环型编码标志采用二进制编码原理,具有原理简单、易于识别等优点。点分布编码标志由一组圆形标志点按照一定规则排列而成。
数字工业摄影测量技术发展趋势
现阶段,数字工业摄影测量技术在理论研究和工业实践方面都日趋完善。经过几十年的发展,该技术逐步走向产品化、实用化和高效化。从数字工业摄影测量技术的发展历程和现状,可以预测其发展趋势。
相机呈多样化、专业化
数字工业摄影测量常用的传感器主要是数码单反相机、红外相机、工业摄像头等。数码单反相机的价格低廉且成像性能强大,成为摄影测量的常用传感器。研究者也对单反相机进行了专业改进,使其更加适用于摄影测量。
测量精度、自动化程度不断提高
工业部件制造精度、表面复杂程度不断提高,数字工业摄影测量技术也必然向着高精度、超高精度和高度自动化方向发展。
三维数据分析软件专业化、精细化
获取三维坐标信息是数字工业摄影测量的基本功能。获取的三维坐标信息需要处理分析,才可以应用到所需的领域。多样性和复杂性的应用领域需要我们针对不同用户开发各种专用的、精细的数据分析软件。
结语
数字工业摄影测量技术是随着摄影测量技术、计算机技术和遥感技术的发展而形成的新兴技术,是指对非地形目标进行摄影并确定其外形、形态和几何位置的技术。数字工业摄影测量技术随着科技的不断进步、研究的不断深入,数字工业摄影测量将向实时近景摄影测量发展,它将成为对非地形目标进行测量的主要手段。
地形测量论文篇(6)
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***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***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.
地形测量论文篇(7)
中***分类号P231 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)73-0095-02
摄影测量初期应用于实际工程测量中是以模拟测量的形式出现的,后来随着科学技术的发展进步。摄影测量技术也逐步发展为数字摄影测量应用阶段。其中航空摄影测量在实际工程测量应用中不仅具有测量技术灵活,测量速度高、效率快等特点,而且适用范围十分的广泛,在许多工程测量以及领域等都有一定的应用。下文将以低空数码航空摄影在大比例尺山区地向测绘中的应用为例,对航空摄影测量在大比例尺地形测绘中的应用优势以及相关特征等进行论述。
1 航空摄影测量技术的发展以及测量应用优势
随着摄影技术的发展以及进步,在地形测绘应用中,越来越多的引入数码航空摄像机进行地形测量应用。如今,使用航空摄影进行地形测绘应用中,不仅摄像机使用数码摄像机,克服过去胶片摄像机在测量应用中的局限,而且在使用航空摄影进行地形测绘应用中也越来越多的引入一些现代通讯以及定位技术等,一般经常会与GPS差分定位以及惯性导航等现代通讯技术进行结合应用,使航空摄影地形测量的应用具有更大的测量应用优势。现代航空摄影测量技术进行测量应用中不仅可以克服传统航空测量技术受机场以及天气情况的影响与局限作用,而且在进行地形测量应用中具有低成本以及大范围测量的优势。使用低空数码航空摄影测量技术进行地形测绘中,低空数码航空测量技术主要是通过数字摄影为基础进行航空摄影测量的,具有快速、经济以及简单等特征以及优势,而且由于高质量的数码相机还能够实现一些严峻天气条件下的摄影记录,对于地形测量的效率以及周期等都有一定的保障。
2 数码航空摄影测量技术在地形测量中的应用
下文将以数码航空摄影测量技术在实际地形测量中的应用为例,对低空数码航空测量技术的特点以及相关测量应用技术进行分析论述。
2.1 测量地形概况
要进行测量的是某一山区地形,并且该地形区域内气候测量条件较恶劣,多雨雾天气,需要进行测量的地形面积与最终测量成***的比例尺均较大。现需要使用航空摄影测量技术对该地区的地形情况进行测量描述,以方便实际应用对于该地区地形的了解以及掌握。
使用航空摄影测量技术进行该地区地形的测量中,所运用的航空拍摄系统是从国外引进的较为先进的具有较高像素的数码航空摄影器材。在进行该地区地形的测量中需要运用数码航空摄影测量结合卫星定位导航系统以及自动化控制操作进行该地区地形航空拍摄测量工作的协助进行。对于该地区地形测量的要求就是要保证对于该地区地形特征拍摄以及测量结果的准确度,保证测量质量。
2.2 航空摄像测量中像片的控制测量
对于运用航空摄像测量技术进行该地区地形的测量中对于像片的控制测量主要是为了通过将航空拍摄过程中所拍摄的资料和全球定位导航系统的导航定位信息相互结合,从而通过对于航空拍摄资料和地面额测量之间关系换算实现对于该地区地形的真实地形特征以及情况进行反应记录。在进行航空摄像测量过程中通过对于像片控制点进行一定的设置与分布通过全球定位导航系统相关的测量技术对像控点测量区域的地形进行测量,对于像控点测量中的一些外业控制点在进行测量中应注意定位操作,一般情况下对于像控点中的外业控制点要设置在地形道路的拐角或者斑马线等一些具有明显特征与参照物的地方,在进行测量过程中注意对各控制点的位置关系等进行绘***记录,以方便后期测量工作的进行。
2.3 航空摄像测量中空中三角测量
进行航空摄像测量过程中,对于航空摄像测量中的空中三角测量主要是在使用航空数码摄像器材进行地形测量中,对于航空摄像所拍数码影像的内定向设置不需要通过人工操作与干预,可以通过系统设置实现自动化的计算与生成。在使用航空摄像进行地形情况的测量过程中,对于实现空中三角测量需要对人工选择的连接点先完成相对定向以及测量模型的连接、测量航带连接等,再通过对航空摄像测量中的连接点以及像控点位置等的调试,从而达到该地形航空摄像测量的比例绘制等要求,实现对于该地区地形情况的准确测量。
2.4 航空摄像测量中内业立体采编测量
在经过以上的测量操作后,接下来需要对航空摄像测量对地形情况的测绘中内业立体信息的测量采编。一般情况下,使用航空拍摄进行地形测量中对于内业的采编操作是使用GE0wAY与JX4软件来实现的。在进行航空拍摄测量地形中对于内业的立体采集中应准确的采集各线状地形结构以及物体的线节点以提高采集信息的准确度。但对于该地形中的等高线以及水涯线应当通过手绘的方式进行采集。对于地形区域内的房屋结构中的内业信息采集时,使用航空拍摄对地形区域内的房屋结构以及物体进行测量时要切准房屋结构中屋顶的边缘部分,通过外业操作进***檐测量结果的改正,对于房屋测量结果的规则需要通过自动化直角进行改正。另外进行航空拍摄测量地形操作中,应当注意对于地形结构区域内的其它类似于电杆等物体的测量采集,以避免航空拍摄测量中对于内业采编的重复或者返测等麻烦,对于那些不能够通过航空摄像进行自动测量的部分及位置应当做好相关标记以便进行外业测量与采集,保证地形特征测量的完整。
2.5 航空摄像测量中外业补测操作
在使用航空摄像技术进行该地区地形特征的测量中,对于那些不能通过航空摄像测量技术进行测量的地形结构死角或者较隐蔽的地形位置,一般需要进行外业补测操作。在进行外业补测操作中,为了实现对于航空拍摄测量结果准确性的检测会选择一定数量的测量结果以及测量绘***结果进行对比,通过对比查找出测量中的错误改正,或者对地形区域内一些较隐蔽或者有一定的测量难度的区域以及建筑进行补测并对结果进行对照,发现测量错误进行改正,保证测量结果的准确。
3 结论
使用航空摄像测量技术进行大比例尺的地形测绘实施中,不仅可以高效、准确、快速的完成地形测绘操作,与传统的地形测绘技术相比测绘成本也有一定的控制效果,但需要注意的是航空摄像测量技术在进行大比例尺地形测绘中也具有一定的局限性。
参考文献
地形测量论文篇(8)
0 前言
测绘技术在工程测量中扮演着重要的角色,测绘技术在近年来的发展突飞猛进,产生出了多种新技术形式,尤其是数字化测绘技术更是在工程测量中发挥了不可替代的作用。数字化测绘使用了计算机和现代互联网的技术,使用了智能化的测量仪器,帮助工程测量扩宽了服务的范围。当然测绘技术还有很多其它的技术在工程测量中也起到了重要的作用,比如 GPS 定位技术、RS 技术、数字摄影测量技术等。本文着重介绍了数字化测绘技术在工程测量中的应用,从应用范围、自身特点存在的不足进行多方面说明,也简单介绍了广泛应用于工程测量中的其它测绘新技术。
1 测绘技术与工程测量
工程测量的形成由来已久,是一门重要的应用科学。从桥梁隧道到商业建筑,从高耸入云的高层建筑到精准到离子等的通讯卫星设备,处处留下了工程测量的身影。用简单的话语描述,工程测量是起到测试准确信息作用的工程方法,是技术和理论的结合体。在以前工程测量往往是为建筑、交通、水利等工程部门服务的。主要需要进行勘测绘***和放样两大部分工作。现在的工程测量外延已经得到扩展,不局限于传统的服务,而是与信息化技术、新的测绘技术想配合,对地理信息、地学信息进行勘测与设计。可以应用于更多的服务领域。比如城市规划、航天等领域。测绘技术的工作主要是对地形进行定位测试,对地形得出精密的信息。帮助放样测量,对建筑物的具置和工程竣工验收进行测量。最早的测绘往往是技术人员在实地勘测后用手工记录测试结果。并把结果转交给内业人员。内页人员进行进一步的加工,计算、绘制***形等。这样就造成***纸和记录本大量堆积,计算任务繁重、计算的准确度收到限制。对数据的保存需要耗费大量的人力物力。这些问题长期困扰着测量中测绘技术的使用。而测绘技术的新兴技术和网络结合,数字化技术结合。提高了计算的精度,节省了各项资源。下文将具体介绍。通过工程测量和测绘技术的工作领域、具体工作内容就可以看出,工程测量离不开测绘技术,两者关系密不可分。
2 数字化测绘技术在工程测量中的应用介绍
(一)数字化测绘技术的特点
首先数字化测绘技术,使用了计算机的相关技术,可以使用仿真模拟。可以通过地形仿真使得地形地貌在计算机上得到重现。使用者能更加直观的了解了地形信息。即使不是专业的测绘人员也可以看的懂。其次数字化的测绘技术,可以把初次测绘的***纸,进行拓展操作,同时还可以根据勘测信息的改变实时更新修改,而不需要重新绘制,节约了资源提升了效率。再次根据不同使用者对绘***需要的侧重不同,可以对产品的各种要素进行数据再加工,突出重点得到新产片,而且还可以随意对***形进行拼接、缩放用途更广泛。
(二)数字化测绘技术的应用
最为广泛的应用是在工程测量中利用电子经纬仪和全站仪等设备,用数字化的工具进行采集起来,比如用勘测工具采集需要的数据,然后使用计算机存储,再用数控式的绘***仪器得出电子***形文件。来替代以往用手工绘制的比例尺地形***以及传统的工程测绘***。数字化的测绘技术可以把数据信息高效利用,绘制成***形文件,自带编辑工具。在整体完成***形文件时,可以以***纸形式打印出来,也可以以光盘等
模式进行保存。
3 其它测绘技术的应用
GPS 定位技术,GPS 是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统,它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此,GPS 技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用,并在***事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。GIS 技术,GIS 是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。从 20 世纪 60 年代至今只有短短的四十多年的时间,但已经成为多学科集成并应用于各领域的基础平台成为地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不光在于它的集地理数据采集存储、管理。
参考文献:
[1]张启.GPS测绘技术在工程测量中的探析[J].城市建设理论研究(电子版),2011(21).
地形测量论文篇(9)
中***分类号:TU198+.2 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)01-0069-2
1.建筑工程测量的任务
建筑工程测量的任务是把***纸上已设计好的各种工程建(构)筑物,按设计的要求测设到相应的地面上,并设置各种标志作为施工的依据,并和指挥各工序的施工衔接起来,保证建筑工程符合要求。在建筑施工中,测量工作贯穿施工过程的各个阶段。按测量工作的先后顺序和作业性质,建筑工程测量的主要任务有以下几个方面。
1.1 勘测设计阶段的任务
每项建筑工程建设都必须按照自然条件和预期目的进行规划设计。在这个阶段中的测量工作,主要是测绘各种比例尺的地形***,另外还要为工程、水文地质勘探以及水文测验等进行测量。对于重要工程(如某些大型特种工程)或地质条件不良地区(如膨胀土地区)的工程建设,则还要对地层的稳定性进行观测。工程规划设计阶段所用的地形***一般比例尺较小,可直接使用1:1万~1:10万的国家地形***系列。对于一些大型工程,往往需要专门测绘区域性或带状性地形***,一般采用航空摄影测量方法测***。而对于1:1000~1:5000比例尺的局部地形***或带状地形***,大多采用地面测量方法成***。工程测量中的地形测绘还包括水下(含江、河、库、湖、海等)地形测绘和各种纵横断面***测绘。
1.2 施工建设阶段的任务
建筑工程的设计经过论证、审查和批准之后,即进入施工阶段。这时,首先要根据工地的地形、地质情况,工程性质及施工组织计划等,建立施工测量控制网;然后,再按照施工的要求,采用不同的方法,将***纸上所设计的抽象几何实体在现场标定出来,使之成为具体几何实体,这就是常说的施工放样。施工放样的工作量很大,是施工建设阶段最主要的测量工作。施工期间还要进行施工质量控制,对于施工测量来说,主要是几何尺寸的控制,例如高耸建筑物的竖直度、曲线、曲面型建筑的形态、隧道工程的断面等。
1.3 运营管理阶段的任务
在工程建筑物运营期间,为了监视工程的安全和稳定情况,了解设计是否合理,验证设计理论是否正确,需要定期对工程的动态变形,如水平位移、沉陷、倾斜、裂缝以及震动、摆动等进行监测,即通常所说的变形观测。为了保证大型机器设备的安全运行,要进行经常的检测和调校。为了对工程进行有效的维护和管理,要建立变形监测系统和工程管理信息系统。
2.建筑工程测量的内容
建筑工程测量的内容一般包括以下几个方面:
2.1 场地平整测量
在建筑地面工程中,往往要进行土地平整工作。大多数工程要求将地面平整为水平面或斜面,使改造后的地貌适于布置和修建建(构)筑物、便于组织排水、满通和敷设地下管线的需要。在改造地貌的过程中,既要顾及土石方工程量的大小,又要遵循填方与挖方基本平衡的原则。计算土石方量通常是方格网法、断面法、三角网法等。
2.2 建筑工程施工测量
对于工业建设来说,由于建筑场地上工程建筑物的种类很多,施工的精度要求也各不相同,有的要求很低,有的则要求很高。如果按照工程建筑物的局部精度来确定施工控制网的精度,势必将整个施工控制网的精度要求提高。厂区控制网的主要任务是用来放样厂区内各系统工程的中心线和各系统工程之间的连接建筑物的,厂区控制网的建立主要是将这些系统进行整体定位。所以厂区控制网的精度应能保证这些工程之间相对位置误差不超过连接建筑物的允许误差。至于各系统工程内部精度要求很高的大量中心线的放样工作,可单独建立各系统工程内部的控制网。厂区控制网不存在各系统工程内部控制网的关系。所以,在布设建筑工地上施工控制网时,宜采用分级布网方案。即首先建立布满整个工地的厂区控制网,目的是放样各个建筑物的主要轴线。然后,为了进行厂房或主要生产设备的细部放样,在厂区控制网所定出的各主要轴线的基础上,建立厂房矩形控制网或设备安装控制网。
2.3 圆形建筑物的施工测量
圆形建筑物是工业场地上一种特殊的建筑物,其一般特点是基础面积小,主体高,地基负荷大,垂直度要求高。因此不论是砖石结构还是钢筋混凝土结构的建筑物,在施工时要求都很严格。圆形建筑物的施工测量要严格控制其中心位置,保证主体竖直。
2.4 高层建筑在我国的划分
高层建筑在我国一般是这样划分的:4 层以下为一般建筑;5至9层为多层建筑;10至16层为小高层建筑;17至40层为高层建筑;40层以上为超高层建筑。高层建筑的施工过程复杂,作业的难度大,施工空间有限,且多工种交叉,施工测量的各阶段测量工作必须与施工同步且要服从整个施工计划的进程。为了保证高层建筑垂直度、几何形状和截面尺寸达到设计要求,必须根据工程实际情况建立较高精度的控制网。
2.5 民用建筑施工测量
民用建筑是指住宅、办公楼、食堂、俱乐部、医院和学校等建筑物。民用建筑施工测量要将建筑物的外廓轴线交点放样到地面上,包括建筑物的定位和放线、基础工程施工测量、墙体工程施工测量及高层建筑施工测量等,为建筑物的放线及细部放样提供依据。总之,现代工业建设规模一般都很大,各种建筑物种类繁多,分布很广,因而建筑物场地的占地面积较大,建筑工程测量的任务十分繁重
2.6 建筑工程竣工测量
竣工测量是规划管理竣工验收的一项重要程序,竣工测量既有工程测量的普遍性要求,也有着规划管理的特殊性要求。建(构)筑物竣工测量除应按《城市测量规范》相应条款进行测绘外,还应包括以下内容: 1)主体建(构)筑物相关地形要素的测量; 2)高程、高度测量; 3)规划要素测量、计算等等。
3.结语
综上所述,建设工程测量工作对我国建筑工程项目有着重要的指导意义,为了保证施工质量,必须做好此项工作,提高企业的市场竞争力和经济效益。
参考文献
[1] 赵福林.建筑工程测量质量的探讨[J].中国新技术新产品.2010(20)
[2] 芦君成.工程测量新技术的应用[J].民营科技.2008(09)
地形测量论文篇(10)
中***分类号:TU713文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2011)0011(C)-0162-01
引言:工程测量是指在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、方法和技术。工程测量是综合性的应用测绘科学与技术,它直接为工程建设服务的,它的服务和应用范围包括矿业、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。
一、工程测量理论
1、最小二乘法测量平差理论
最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。现在,许多测量作业单位喜欢依据目前规范中有关一、二、三级导线和***根导线的规定,采用附合导线进行逐级加密。但由于多余观测少,发现和抵抗粗差的能力较弱,不宜滥用。建立一个区域的控制,首级网点采用GPS测量,下面最好用一个等级的导线网作全面加密。从测量平差理论来看,全面布设的导线网具有更好的***形强度,精密较均匀,可靠性也较高。
2、工程控制网优化设计理论
解析法优化设计是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用,对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。模拟法优化设计是根据设计资料和地***资料在***上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。模拟观测方案,根据仪器确定观测值精度,可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。将计算出的各质量指标与设计要求的指标比较,通过改变观测值的精度或改变观测方案(增加或减少观测值)或局部改变网形(增加或减少网点)等方法重新作上述设计计算,直到获取一个较好的结果。
用模拟法可获得一个相对较优且切实可行的方案,可进一步用模拟观测值作网的平差计算,同时可模拟观测值粗差并计算对结果的影响。对于一个精度、可靠性以及灵敏度要求极高的监测网或精密控制网,作上述优化设计和精细计算是十分必要的。
二、工程测量技术的发展
1、地***数字化技术
在建立各种GIS系统时,对于已有纸制地***,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可利用数字化仪将其输入计算机,经编辑、修补后生成相应的数字地***。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器,针对大比例尺地形***,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地***进行数字化处理。目前,数字化成***技术有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法,主要设备是全站仪、电子手簿等,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高成***效率。
2、全球卫星定位技术(GPS)
GPS是美国开始研制与1970年,全面建成于1994年,具有海、陆、空全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS接收机的改进,广域差分技术、载波相位差分技术的发展,加之美国SA技术的解除,使得GPS技术在导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量等领域有了更为广泛的应用。
实时动态(RTK)技术是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度的一种新GPS定位测量方式,是GPS应用的重大里程碑。RTK测量可不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点,便可以高精度、快速地测定***根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标,利用测***软件可以在野外一次生成电子地***。
3、地理信息技术(GIS)
GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。采用GIS、数据库、内外一体化测***、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,实现管理的科学化、标准化、信息化。
结语:随着矿业工程的不断发展,工程测量理论和测量技术也会不断进步,测量作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化已经成为现代矿业工程测量的大势所趋。
作者单位:国投新集能源股份有限公司口孜东矿测量队
参考文献:
地形测量论文篇(11)
Abstract: Because GPS can continuously provide high precision 3D coordinates, to any user global all-weather three-dimensional velocity and time information and other technical parameters, present in all kinds of deformation monitoring has been widely used. This paper briefly introduces the concept and significance of GPS deformation monitoring technology, summarizes the application status and development trend of GPS deformation monitoring.
Key words: GPS; deformation monitoring; application status; trend
中***分类号:P228.4文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
一、GPS概述
全球定位系统(GPS)作为20世纪一项高新技术,具有速度快、全天候、自动化、测站间无需通视、可同时测定点的三位坐标及精度高等优点,因而获得了广泛应用。目前GPS精密定位技术已经广泛地渗透到经济建设和科学技术的许多领域,对经典大地测量学的各个方面产生了极其深的影响。它在大地测量学及其相关学科领域,如地球动力学、海洋大地测量、地球物理探测、资源勘探、航空与卫星感、工程变形监测、运动目标的测速以及精密时间传递等方面的广泛应用,充分显示了卫星定位技术的高精度与高效益。随着社会和生产的飞速发展,各种大型的工程建筑越来越多,所以其变形监测的工作也变得越来越重要。若用传统的测量方法不仅工作量大,而且其精度也很达到,而GPS定位技术此时在变形监测中以其显示出传监测技术所无法取代的重要作用。
二、变形监测的基本概念
变形是自然界普遍存在的现象,它是指变形体在各种荷载作用下,其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。变形体的变形在一定范围内被认为是允许的,如果超出允许值,则可能引发灾害。自然界的变形危害现象很普遍,如地层、滑坡、岩崩、地表沉陷、火山爆发、溃坝、桥梁与建筑物的倒塌等。
所谓变形监测,就是利用测量仪器及其他专用仪器和方法对变形体进行监视、观测的工作。变形监测又称变形测量或变形观测,其任务是确定在各种荷载和外力作用下,变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识、检验理论和假设的必要手段,是工程测量学的重要内容。
三、变形监测的目的与意义
由于大型建(构)筑物在国民经济建设中的重要性,其安全问题受到普遍关注。各种工程规模越来越大,造价越来越高,工程要求也越来越精密,而一旦由于某种原因引起工程灾害,其后果将不堪设想。因此,准确地掌握各类工程的变形状态,实现预测和防治工程灾害的目的,显得十分重要。对重要建(构)筑物实施变形监测的主要目的及意义体现在以下几个方面。
1.分析和评价建筑物的安全状态
由于工程的地质条件、内部结构、使用中的荷载及振动等内外因素的影响,建(构)筑物及其设备在施工及运营过程中都会产生一定的变形,如建(构)筑物的整体或局部发生沉陷、倾斜、扭曲、裂缝等。这种变形如果超过了一定的限度,就会影响建(构)筑物的正常使用,可能危及其安全。因此,在各类工程在施工及运营期间,尤其是大型工程,一般都要进行变形监测,以监视建(构)筑物的安全状态。
2.验证设计原理,反馈施工质量
在国内外,存在不少因设计或施工质量问题而造成的工程事故。变形监测不仅能监视建(构)筑物的安全状态,而且其结果也是对设计数据的验证,同时起到反馈施工质量的重要作用,为改进设计和科学研究提供重要的资料和依据。
3.研究变形规律,进行合理分析和预报
通过大量的监测数据对变形体的变形规律进行系统的分析研究,更好的掌握变形机理,给出合理的物理解释,建立有效的变形预报模型,是变形监测的中心任务。
总而言之,变形监测有实用上和科学上两方面的意义。首先是实用上的意义,掌握各种建筑物和地质构造的稳定性,为安全性诊断提供必要的信息,以便及时发现问题并采取措施;其次是科学上的意义,包括更好地理解变形的机理,验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说,进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型等。
四、GPS在变形监测应用的现状
工程变形监测方法主要有常规大地测量方法、特殊大地测量方法、摄影测量方法、智能全站仪(测量机器人)、空间测量技术(如GPS技术、合成孔径雷达干技术(INSAR))等。近年来,合成孔径雷达干涉技术(INSAR)、GPS技术、激光扫描技术、布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)、计算机层析成像(CT)技术等变形监测新技术成为国内外研究热点,并得到了广泛应用.基于GPS技术的变形监测理论与方法,是当前广泛采用的变形监测新方法、新技术之一。GPS卫星定位技术相比于传统的测绘作业方法与模式有着显著的特点和优越性,其优越的性能及广泛的适用性,是常规测量作业难以比拟的。GPS以其全天候、高精度、高效率、实时动态等优点,成为当今极为重要的监测手段之一。如今,GPS技术已广泛应用与地壳运动观测,区域地面沉降监测,矿区、坝区边坡稳定性监测,桥梁大坝及其他大型工程形变监测等诸多方面并取得了一系列成果,在实践中逐步发展、完善,积累了丰富的经验。将GPS技术应用于桥梁工程的变形监测方面,国内外开展了广泛的研究和试验。
80年代中期,我国引进GPS接收机,并应用于各个领域。同时着手研究建立我国自己的卫星导航系统。至今十多年来,据有关人士估计,目前我国的GPS接收机拥有量约有10万台左右,其中测量类约800-1200台,航空类约几百台,航海类约6万多台,车载类约2万多台。而且以每年2万台地速度增加。足以说明GPS技术在我国各行业中应用的广泛性。
在大地测量方面,利用GPS技术开展国际联测,建立全球性大地控制网,提供高精度的地心坐标,测定和精化大地水准面。组织个部门参加1992年全国GPS定位大会战。经过数据处理,GPS网点地心坐标精度优于0.2m,点间位置精度优于10-8。在我国建成了平均边长约100km的GPS A级网,提供了亚米级精度地心坐标基准。此后,在A级网的基础上,我国又布设了边长约30-100km的B级网,全国约2500个点。A、B级GPS网点都联测了几何水准。这样,就为我国各部门的测绘工作,建立各级测量控制网,提供了高精度的平面和高程三维基准。我国已完成西沙、南沙群岛个岛屿与大陆的GPS联测,使海岛与全国大地网联结成一个整体。
在工程测量方面,应用GPS静态相对定位技术,布设精密工程控制网,用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程。加密测***控制点,应用GPS实时动态定位技术(简称RTK)测绘各种比例尺地形***和用于工程建设中的施工放样。
在我国,也有许多将GPS技术成功运用于桥梁变形监测的案例。2000年,香港高速公路管理局的Kai.Yue Wong等人利用GPS实时动态载波相位差分(RTK)技术建立了香港青马大桥监测系统1141,在桥面、桥柱和桥塔上布有27个测站,另外还设有两个基准站。GPS接收机与其它监测传感器一起组成了监测系统对青马大桥的安全进行监测,数据采样率为10Hz,通过通信光纤把数据从各个监测站传输到数据处理中心。该系统通过对桥梁位移和变形的高精度实时监测和分析,为桥梁的管理和维护提供了科学的依据。
五、GPS变形监测的发展趋势
1.建立GPS变形监控***实时分析系统对于大坝、大型桥梁、高层建(构)筑物、滑坡和地区性地壳变形监测,研究建立技术先进而又实用的GPS变形监控***实时分析系统是一个重要的发展趋势。这 种系统由数据采集、数据传输和数据处理与分析等几个主要部分组成,可以使监测数据得到及时地分析和处理,从而实时地评价变形的现状和预测其发展趋势,为灾害发生的可能性分析与预报提供科学依据,这对处于活跃阶段的滑坡体变形及断层的相对运动监测具有特别重要的意义。由于建立连续运行的GPS网络系统进行大坝和滑坡等变形监测,成本较为昂贵,因此,研究低成本的GPS一机多天线变形***实时监测分析系统也一个颇有实际意义的研究方向。
2.建立“3S”(GPS、GIS、RS)集成变形监测系统随着计算机技术、无线电通讯技术、空间技术及地球科学的迅猛发展,“3S”(GPS、GIS、RS)技术已从各自***发展进入相互集成融合的阶段[20,21]。“3S”技术集成,可为分析、研究包括变形信息在内的各种灾变信息之间的相互关系提供技术支撑,特别是时态GIS(Temporal GIS,简称TGIS)技术的应用,它可以描述四维空间的地质现象,除具有一般GIS的功能外,还能够记载研究区域内各种地质现象随时间的演绎过程,这对滑坡等地质灾害的监测预报具有非常重要的作用。因此,研究“3S”集成变形监测系统,也是变形监测技术的重要发展趋势之一。
3.建立GPS与其他变形监测技术集成组合的综合变形监测系统为克服GPS技术用于变形监测的不足和局限性,根据变形监测的对象和目的,将GPS与其他变形监测技术(如IN2SAR、摄影测量和特殊变形测量技术等)集成组合形成综合变形监测系统,可实现不同监测技术之间的优势互补。例如,将GPS与INSAR集成组合成GPS/INS变形监测系统,可从离散点位测定进入到四维形变场(x,y,z,t)的整体动态精确测定,使GPS变形监测技术应用范围更加广阔。现在 GPS等空间测地技术不仅可以应用于水库大坝及各种滑坡的精密外观形变监测,而且已经用于研究板块运动、亚板块运动等问题,这在过去是不敢想象的。GPS等空间测地技术集成组合应用于大范围、整体性的地壳运动监测,将使地壳形变观测在空间域的控制能力和分辨能力方面得到极大地提高,这也为GPS等空间测地技术用于大型工程的变形监测带来了新的机遇,为推进高精度变形监测的研究注入新的活力。
4.将小波分析理论用于GPS动态变形分析为了克服经典Fourier分析不能描述信号时频特征的缺陷,可将小波变换用于GPS动态变形分析,即利用小波变换的多分辨率特性,实现GPS动态监测数据的滤 波、变形特征信息的提取以及不同变形频率的分离。通过小波变换提取变形特征的研究工作已经起步,但尚未取得实质性的研究成果。在第21届国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)大会上,国际大地测量协会(IAG)将“小波理论及其应用”确定为大地测量新理论的研究方向之一。在1999年召开的第22届IUGG大会上,“小波理论及其在大地测量和地球动力学中的应用”再次被IAG确定为GIV分会(大地测量理论与方法)的新的研究课题。由此可见开展小波理论及其应用研究的重要性。小波分析为高精度变形特征提取提供了一种数学工具,可解决其他方法无法解决的难题,对非平稳信号消噪有着其他方法无法比拟的优点。因此,小波分析理论在GPS动态变形监测的数据处理与分析方面将可发挥重要作用。
参考文献: