李 鑫
石家莊鐵道大學四方學院(05113 2)
作為測繪科學體系中最為活躍的分支學科,工程測量學具有較為顯著的應用性,在許多工程建設項目中發(fā)揮了重要作用。工程測量學科的應用領域極其廣泛,滿足了城市建設、水利樞紐建設、廠礦建筑、公路鐵路建設及農田水利建設等許多領域的勘測設計、工程監(jiān)測、施工放樣及竣工驗收等方面的測繪需要,這些都是工程測量學科的重要內容。隨著科學技術的不斷更新與發(fā)展,現代工程測量學科也在不斷創(chuàng)新與變革,計算機技術、通訊技術、微電子技術及激光技術等先進的現代化技術不斷引入測繪科學,為工程測量學科的更新與發(fā)展創(chuàng)造了良好的基礎條件。這里就是基于此,對現代工程測量學科的發(fā)展現狀進行分析與探討。
隨著科學技術的不斷發(fā)展與進步,計算技術、通訊技術等先進的現代化技術越來越普及,測繪科學引進許多適用的相關技術與先進理論,如微電子技術、空間技術及激光技術等。這些先進技術的引用都推動著工程測量學科的革新與發(fā)展。另外,現代工程建設項目不僅建設規(guī)模在不斷擴大,而且工程建設也更趨于現代化,這些都為工程測量學科提出了新的要求與新的研究課題?,F代工程測量學科在不斷完善與發(fā)展的同時,其定義也在不斷完善與改進,雖然在文字表述方面的差距并不明顯,但定義中的服務與研究領域及基本任務有一定的改進。筆者認為,就目前來說張正祿在其工程測量學的發(fā)展評述中對現代工程測量學科的定義是較為合適的,不僅擴展整個學科研究領域至所有地球空間,而其研究對象也擴展開來,將機器設備等精密儀器等也納入研究范圍中。
現代工程測量學科的發(fā)展現狀主要可以從工程測量理論、工程測量儀器、大型精密工程測量及變形觀測數據處理等幾個方面來探討:
工程測量理論方面的發(fā)展主要體現在兩個方面,即測量平差理論與工程控制網的優(yōu)化設計。在測量平差理論方面,擬穩(wěn)平差及自由網平差是基于最小二乘平差發(fā)展起來的。此外,基于觀測值粗差而出現了抗差估計,也就是穩(wěn)健估計。而相對于存在病態(tài)可能的法方程系數陣又出現了有偏估計等。工程控制網的優(yōu)化設計方面主要有兩種設計方法:基于相關可靠資料選點布網并進行模擬觀測和質量指標計算的模擬法;基于優(yōu)化設計理論來構造約束條件與目標函數的解析法。
工程測量儀器分為兩種,即專用儀器與通用儀器。用于精密工程測量領域的專用儀器的發(fā)展較為活躍,具有自動化、高精度及遠程遙測等特點,主要用于建立基準線或基準面的激光準直儀、垂線觀測儀及金屬絲準直測量系統(tǒng),用于距離測量的精密測量儀器,以及用于高程測量方面的液體靜力水準測量系統(tǒng)等。而通用儀器方面,電子水準儀及全站儀已漸漸取締傳統(tǒng)用的電磁波測距儀、光學水準儀及光學經緯儀等。
工程測量學科發(fā)展的一大動力就是大型精密工程對測繪科學的更高要求,國內外對于這方面的研究已有一定成就。美國直徑27 km的超導超級對撞機,其精度要比1×10-6D還具優(yōu)勢。德國用于露天煤礦的自重8 000噸的大型挖煤機,具有17.8 m直徑的挖斗輪,挖煤量可高達每天10多萬噸,并且安置GPS接收機,能夠與參考站無線電進行實時數據傳輸與差分動態(tài)定位,實現挖煤機采煤量的實時動態(tài)接收。
工程項目的變形觀測數據處理方面,通過綜合應用先進技術與交叉學科領域知識理論,變形觀測數據處理方法不斷創(chuàng)新與改進,變形的物理解釋與幾何分析不斷發(fā)展,而變形分析及預報的系統(tǒng)理論方法不斷優(yōu)化更新,這些都是變形觀測數據處理方面的重要發(fā)展。
綜上所述,工程測量學科以其突出而顯著的應用性與獨特優(yōu)勢,在許多工程建設與開發(fā)項目中發(fā)揮了重要作用。在現代化先進技術與理論的不斷更新與發(fā)展支持下,現代工程測量學科也在持續(xù)快速地革新與改進,為工程項目建設與改進提供更加完善、全面的應用性指導依據。人們對現代工程測量學科的發(fā)展現狀進行研究與分析,有利于全面了解工程測量學科的發(fā)展趨勢,為其在實際工程建設應用中發(fā)揮更大的作用奠定良好的基礎。
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