内容发布更新时间 : 2024/7/4 4:30:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

新论测绘新技术及其在土木工程中的应用

摘要：以“3S”为代表的测绘技术在土木工程各阶段中广泛地应用。充分有效地应用测绘新技术，可以大大地提高土木工程的自动化程度，可以很好控制施工质量。

关键词：现代测量仪器；测绘新技术；土木工程

一切土木工程，从勘测、设计、施工 、竣工，到质量管理、安全监护．都离不开测绘。测绘技术先进与否，能否合理地应用测绘技术，直接影响土木工程的进展速度。本文在总结现代测量仪器和测绘新技术的基础上，探讨测绘新技术在现代土木工程各阶段的应用。 一、现代测绘新技术

现代测绘技术向高科技和数字化方向发展，其中“3S”技术是现代测绘技术的代表。“3S”是全球卫星定位系统（GPS）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）的合称。

GPS是美困研制的精密卫星导航定位系统。该系统可向全球任何用户全天候地提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息．遥感（RS）是一种远距离，大面积几何形态、位置以及相关物理特性的传感手段。广义的遥感包含航空摄影测量。现代航天遥感技术（RS）可提供分辨率的影像资料，航空遥感技术即全数字摄影测量（DPS）可提供分米级甚至厘米级的影像资料。地理信息系统（GIS）是地球空间信息的集成表达、统计分析、管理的信息系统。前两者是当代最先进的能实时快速获取数据和信息的采集工具，后者是数据和地球空间信息处理、分析乃至决策的平台。利用当代多种先进的数据通信技术，实现数据从采集工具到分析管理决策平台之间的自动交换，就可形成一个从信息获取到信息处理、分析决策，到最后实现反馈控制的自动控制综合平台。

“3S”集成技术提供了对地球系统进行长期的立体的监测能力，为收集、处理和分析地球系统变化的海量数据提供了工具。在大型土木工程中，如三峡工程、南水北调、西气东送、青藏铁路等，都具有施工范围大、战线长、物流量大、施工周期长、土方工程大等特点。“3S”技术为大型土木工程提供了最有效的数据和信息采集、分析处理、表达决策的工具。“3S”集成技术将在大型土木工程中贯穿从勘测、设计、质量监控、安全监控、竣工验收到运行监控管理的一切阶段。

在现代测绘中，内外业一体化数字测图（亦称野外数字测图，简称数字测图）也是一项重要的测绘新技术。野外数字测图就是利用全站仪在野外采集数据，经过计算机处理得到工程设计、施上及管理用图。该技术在城市测量和中小范围工程测量中有广泛的应用。以前数字测图一般分为“数字测记式”和“电子平板式”两种测图模式，现己发展为用掌上电脑（DPA ）现场采集数据与成图。数字测图可实现工程勘测设计一体化和实现数据采集、更新、管理一体化和自动化。野外数字测图现已成为GIS 数据采集的一种手段。

野外数字测图的一个发展趋势是多种传感器组合全站仪、GPS接收机、数字相机、激光扫描仪等集成应用，从而实现大比例尺测图的自动化和向三维测图方向发展，构成三维模型和立体景观，供设计、规划、虚拟现实和电广商务等领域服务。

二、现代测绘技术在土木工程中的应用

充分应用测绘新技术，可以大大地缩短仁期，提高工程的自动化程度，可很好地控制施工质量，有效地保护施工人员的安全健康。

（1）在土木工程勘测阶段的应用。勘测施工的坐标框架即控制网的建立，已由GPS定位代替传统的三角测量。目前除人范围（400km^2以上）控制测量以外，GPS定位从静态定位后处理向实时动态定位方向发展；从单纯的精密定位处理向特定勘测施工坐标系建立方向发展。为了减少重复，施工控制网还要求满足未来精密监控的要求。在大型的土木工程中，如南水北调工程，地形图的测绘己完全采用全数字摄影测量技术和野外数字测图技术。在中、小型土木工程中，主要用野外数字测图技术测绘数字地形图。目前，勘测技术开始向机载激光测量和CCD航摄集成技术过渡．以获取三维数字地图。

（2）在土木工程设计阶段的应用。利用数字地形图可以实现三维虚拟现实，在三维可视化可量测景观上呈现多种工程设计方案，实现各种工程设计仿真，并及时计算出相应的土石方工程量．做出环境协调评估，以提供最优化设计方案。

（3）在上木工程施工阶段的应用。土木工程施工阶段一方面是施工建设和现场管理，如土石方验收、线路施测、工程放样等采取了大量的现代数字测绘手段。目前除大量采用全站仪数字测量外，还有三维近地激光影像扫描、ATK GPS实时测图与工程放样、航空摄影和卫星摄影测量等方法可进行实时的工程进程管理，还可以辅以移动通信和网络通信等手段．实现远程实时监控。另一方面，利用智能全站仪或GPS与GIS集成技术可实现工程机械的自动化运行和工程安全及质量监控。智能全站仪可以控制机械掘进（隧道）的位置和方向，GPS可以实时定出施工车辆的位置和姿态，从而实现开挖和掘进的自动化。例如挖土机、推土机和压土机，装上精密实时GPS定位设备，配上装有工程管理GIS的机载计算机，可实现现场土方自动填挖控制和工程量精密计算，科学、可靠、节约工程成本。如果这类机器安装了相关工作控制器件和CCD摄像机，可像“自动控制玩具车”一样实现远程无人驾驶和工程量自动计算，大大提高了危险或有环境污染地区工程机械施工效率，有效保护了施工人员的安全健康。

（4）在工程竣工阶段中的应用。按照国家规范，所有大型建设项目竣工之后都要进行竣工测绘，同时还要提供多种工程运行期间的测试文档、图表资料。现代测绘技术能够快速地获取这些数据和信息，并实现数字化管理。例如，利用野外数字测图、GPS测图和DPS测图技术进行竣工图的测绘，并按数字工程的要求进入三维可视化、网络化GIS工程管理信息系统，以作为工程验收评估和今后长期安全运行的原始依据。

（5）在工程运行阶段中的应用。在公路、铁路、水电站、大桥、摩天大楼等工程竣工后，稳定、高效、安全的运行是第一位的。现代测绘技术提供了连续、实时的运行安全监控和工程病害监控手段。例如，公路、铁路的“3S”集成技术道路病害诊断车是当前世界上正在兴起的快速监测技术。桥梁、高层建筑物、大坝、山体滑坡等的连续、实时变形监测已开始采用GPS、智能全站仪（测量机器人）和数字垂线仪等技术，它们都具有全自动、全天候、无人值守的特点，综合其他工业传感器，可实现全自动、无人或少人值守的工程运行方式。