工程測(cè)量學(xué)論文

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工程測(cè)量學(xué)論文:工程測(cè)量學(xué)發(fā)展管理論文

摘要：本文對(duì)工程測(cè)量學(xué)重新進(jìn)行了定義，指出了該學(xué)科的地位和研究應(yīng)用領(lǐng)域；闡述了工程測(cè)量學(xué)領(lǐng)域通用和專用儀器的發(fā)展；在理論方法發(fā)展方面，重點(diǎn)對(duì)平差理論、工程網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了歸納和總結(jié)。扼要地?cái)⑹隽舜笮吞胤N精密工程測(cè)量在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況。結(jié)合科研和開發(fā)實(shí)踐，簡(jiǎn)介了地面控制與施工測(cè)量工程內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化自動(dòng)化系統(tǒng)——科傻系統(tǒng)。最后展望了21世紀(jì)工程測(cè)量學(xué)若干發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量工業(yè)測(cè)量精密工程測(cè)量測(cè)量機(jī)器人工程網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、學(xué)科地位和研究應(yīng)用領(lǐng)域

1.學(xué)科定義

工程測(cè)量學(xué)是研究地球空間(地面、地下、水下、空中)中具體幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和抽象幾何實(shí)體的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科。它主要以建筑工程、機(jī)器和設(shè)備為研究服務(wù)對(duì)象。

2.學(xué)科地位

測(cè)繪科學(xué)和技術(shù)(或稱測(cè)繪學(xué))是一門具有悠久歷史和現(xiàn)展的一級(jí)學(xué)科。該學(xué)科無論怎樣發(fā)展，服務(wù)領(lǐng)域無論怎樣拓寬，與其他學(xué)科的交叉無論怎樣增多或加強(qiáng)，學(xué)科無論出現(xiàn)怎樣的綜合和細(xì)分，學(xué)科名稱無論怎樣改變，學(xué)科的本質(zhì)和特點(diǎn)都不會(huì)改變?？偟膩碚f，整個(gè)學(xué)科的二級(jí)學(xué)科仍應(yīng)作如下劃分：

——大地測(cè)量學(xué)(包括天文、幾何、物理、衛(wèi)星和海洋大地測(cè)量)；

——工程測(cè)量學(xué)(含近景攝影測(cè)量和礦山測(cè)量)；

——航空攝影測(cè)量與遙感學(xué)；

——地圖制圖學(xué)；

——不動(dòng)產(chǎn)地籍與土地整理。

3.研究應(yīng)用領(lǐng)域

目前國(guó)內(nèi)把工程建設(shè)有關(guān)的工程測(cè)量按勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)行管理三個(gè)階段劃分；也有按行業(yè)劃分成：線路(鐵路、公路等)工程測(cè)量、水利工程測(cè)量、橋隧工程測(cè)量、建筑工程測(cè)量、礦山測(cè)量、海洋工程測(cè)量、軍事工程測(cè)量、3維工業(yè)測(cè)量等，幾乎每一行業(yè)和工程測(cè)量都有相應(yīng)的著書或教材。

由Hennecke,Mueller,Werner3個(gè)德國(guó)人所編著的工程測(cè)量學(xué)，主要按下述內(nèi)容進(jìn)行劃分和編寫：①測(cè)量?jī)x器和方法；②線路、鐵路、公路建設(shè)測(cè)量；③高層建筑測(cè)量；④地下建筑測(cè)量；⑤安全監(jiān)測(cè)；⑥機(jī)器和設(shè)備測(cè)量。

由于工程測(cè)量的研究應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，發(fā)展變化也很快，因此寫書十分困難。目前國(guó)內(nèi)外沒有一本全面涉及工程測(cè)量學(xué)理論、技術(shù)、方法和實(shí)際應(yīng)用的現(xiàn)代專著或教材。

國(guó)際測(cè)量師聯(lián)合會(huì)(FIG)的第六委員會(huì)稱作工程測(cè)量委員會(huì)，過去它下設(shè)4個(gè)工作組：測(cè)量方法和限差；土石方計(jì)算；變形測(cè)量；地下工程測(cè)量。此外還設(shè)了一個(gè)特別組：變形分析與解釋。現(xiàn)在，下設(shè)了6個(gè)工作組和2個(gè)專題組。6個(gè)工作組是：大型科學(xué)設(shè)備的高精度測(cè)量技術(shù)與方法；線路工程測(cè)量與優(yōu)化；變形測(cè)量；工程測(cè)量信息系統(tǒng)；激光技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用；電子科技文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)。2個(gè)專題組是：工程和工業(yè)中的特殊測(cè)量?jī)x器；工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

德國(guó)、瑞士、奧地利3個(gè)德語語系國(guó)家自50年起組織每3～4年舉行一次的“工程測(cè)量國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)”。過去把工程測(cè)量劃分為以下幾個(gè)專題：測(cè)量?jī)x器和數(shù)據(jù)獲??；數(shù)據(jù)解釋、處理和應(yīng)用；高層建筑和設(shè)備安裝測(cè)量；地下和深層建筑測(cè)量；環(huán)境和工程建筑物變形監(jiān)測(cè)。

1992年第11屆討論會(huì)的專題是：測(cè)量理論與測(cè)量方案；測(cè)量技術(shù)和測(cè)量系統(tǒng)；信息系統(tǒng)和CAD；在建筑工程和工業(yè)中的應(yīng)用。

1996年的第12屆討論會(huì)的專題是：測(cè)量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；監(jiān)測(cè)和控制；在工業(yè)和建筑工程中的質(zhì)量問題；數(shù)據(jù)模型和信息系統(tǒng)；交叉學(xué)科的大型工程項(xiàng)目。

從以上可見，工程測(cè)量學(xué)的研究領(lǐng)域既有相對(duì)的固定性，又是不斷發(fā)展變化的。筆者認(rèn)為，工程測(cè)量學(xué)主要包括以工程建筑為對(duì)象的工程測(cè)量和以設(shè)備與機(jī)器安裝為對(duì)象的工業(yè)測(cè)量?jī)纱蟛糠帧Ｔ趯W(xué)科上可劃分為普通工程測(cè)量和精密工程測(cè)量。工程測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供測(cè)繪保障，滿足工程所提出的要求。精密工程測(cè)量代表著工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展方向，大型特種精密工程建設(shè)是促進(jìn)工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。

二、工程測(cè)量?jī)x器的發(fā)展

工程測(cè)量?jī)x器可分通用儀器和專用儀器。通用儀器中常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀和電磁波測(cè)距儀將逐漸被電子全測(cè)儀、電子水準(zhǔn)儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的軟件，向全能型和智能化方向發(fā)展。帶電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和程序控制的全站儀結(jié)合激光、通訊及CCD技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量的全自動(dòng)化，被稱作測(cè)量機(jī)器人。測(cè)量機(jī)器人可自動(dòng)尋找并精確照準(zhǔn)目標(biāo)，在1s內(nèi)完成一目標(biāo)點(diǎn)的觀測(cè)，像機(jī)器人一樣對(duì)成百上千個(gè)目標(biāo)作持續(xù)和重復(fù)觀測(cè)，可廣泛用于變形監(jiān)測(cè)和施工測(cè)量。GPS接收機(jī)已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。將GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人連接在一起，稱超全站儀或超測(cè)量機(jī)器人。它將GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)與全站儀靈活的3維極坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)完美結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)無控制網(wǎng)的各種工程測(cè)量。

專用儀器是工程測(cè)量學(xué)儀器發(fā)展最活躍的，主要應(yīng)用在精密工程測(cè)量領(lǐng)域。其中，包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電(子)結(jié)合式的儀器或測(cè)量系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是：高精度、自動(dòng)化、遙測(cè)和持續(xù)觀測(cè)。

用于建立水平的或豎直的基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面，測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(或基準(zhǔn)面)的偏距(垂距)，稱為基準(zhǔn)線測(cè)量或準(zhǔn)直測(cè)量。這方面的儀器有正、倒錘與垂線觀測(cè)儀，金屬絲引張線，各種激光準(zhǔn)直儀、鉛直儀(向下、向上)、自準(zhǔn)直儀，以及尼龍絲或金屬絲準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)等。

在距離測(cè)量方面，包括中長(zhǎng)距離(數(shù)十米至數(shù)公里)、短距離(數(shù)米至數(shù)十米)和微距離(毫米至數(shù)米)及其變化量的精密測(cè)量。以ME5000為代表的精密激光測(cè)距儀和TERRAMETERLDM2雙頻激光測(cè)距儀，中長(zhǎng)距離測(cè)量精度可達(dá)亞毫米級(jí)；可喜的是，許多短距離、微距離測(cè)量都實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化，其中最典型的代表是銦瓦線尺測(cè)距儀DISTINVAR，應(yīng)變儀DISTERMETERISETH，石英伸縮儀，各種光學(xué)應(yīng)變計(jì)，位移與振動(dòng)激光快速遙測(cè)儀等。采用多譜勒效應(yīng)的雙頻激光干涉儀，能在數(shù)十米范圍內(nèi)達(dá)到0.01μm的計(jì)量精度，成為重要的長(zhǎng)度檢校和精密測(cè)量設(shè)備；采用CCD線列傳感器測(cè)量微距離可達(dá)到百分之幾微米的精度，它們使距離測(cè)量精度從毫米、微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)世界。

高程測(cè)量方面，最顯著的發(fā)展應(yīng)數(shù)液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通過各種類型的傳感器測(cè)量容器的液面高度，可同時(shí)獲取數(shù)十乃至數(shù)百個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，具有高精度、遙測(cè)、自動(dòng)化、可移動(dòng)和持續(xù)測(cè)量等特點(diǎn)。兩容器間的距離可達(dá)數(shù)十公里，如用于跨河與跨海峽的水準(zhǔn)測(cè)量；通過一種壓力傳感器，允許兩容器之間的高差從過去的數(shù)厘米達(dá)到數(shù)米。

與高程測(cè)量有關(guān)的是傾斜測(cè)量(又稱撓度曲線測(cè)量)，即確定被測(cè)對(duì)象(如橋、塔)在豎直平面內(nèi)相對(duì)于水平或鉛直基準(zhǔn)線的撓度曲線。各種機(jī)械式測(cè)斜(傾)儀、電子測(cè)傾儀都向著數(shù)字顯示、自動(dòng)記錄和靈活移動(dòng)等方向發(fā)展，其精度達(dá)微米級(jí)。

具有多種功能的混合測(cè)量系統(tǒng)是工程測(cè)量專用儀器發(fā)展的顯著特點(diǎn)，采用多傳感器的高速鐵路軌道測(cè)量系統(tǒng)，用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)跟蹤沿鐵路軌道前進(jìn)的測(cè)量車，測(cè)量車上裝有棱鏡、斜傾傳感器、長(zhǎng)度傳感器和微機(jī)，可用于測(cè)量軌道的3維坐標(biāo)、軌道的寬度和傾角。液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量與金屬絲準(zhǔn)直集成的混合測(cè)量系統(tǒng)在數(shù)百米長(zhǎng)的基準(zhǔn)線上可精確測(cè)量測(cè)點(diǎn)的高程和偏距。

綜上所述，工程測(cè)量專用儀器具有高精度(亞毫米、微米乃至納米)、快速、遙測(cè)、無接觸、可移動(dòng)、連續(xù)、自動(dòng)記錄、微機(jī)控制等特點(diǎn)，可作精密定位和準(zhǔn)直測(cè)量，可測(cè)量?jī)A斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，還可測(cè)振動(dòng)頻率以及物體的動(dòng)態(tài)行為。

三、工程測(cè)量理論方法的發(fā)展

1.測(cè)量平差理論

最小二乘法廣泛應(yīng)用于測(cè)量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型，它是各種經(jīng)典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型。測(cè)量誤差理論主要表現(xiàn)在對(duì)模型誤差的研究上，主要包括：平差中函數(shù)模型誤差、隨機(jī)模型誤差的鑒別或診斷；模型誤差對(duì)參數(shù)估計(jì)的影響，對(duì)參數(shù)和殘差統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的影響；病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測(cè)方案設(shè)計(jì)的關(guān)系。由于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)參考點(diǎn)穩(wěn)定性檢驗(yàn)的需要，導(dǎo)致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測(cè)值粗差的研究促進(jìn)了控制網(wǎng)可靠性理論，以及變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)變形和觀測(cè)值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展。針對(duì)觀測(cè)值存在粗差的客觀實(shí)際，出現(xiàn)了穩(wěn)健估計(jì)(或稱抗差估計(jì))；針對(duì)法方程系數(shù)陣存在病態(tài)的可能，發(fā)展了有偏估計(jì)。與最小二乘估計(jì)相區(qū)別，穩(wěn)健估計(jì)和有偏估計(jì)稱為非最小二乘估計(jì)。

巴爾達(dá)的數(shù)據(jù)探測(cè)法對(duì)觀測(cè)值中只存在一個(gè)粗差時(shí)有效，穩(wěn)健估計(jì)法具有抵抗多個(gè)粗差影響的優(yōu)點(diǎn)。建立改正數(shù)向量與觀測(cè)值真誤差向量之間的函數(shù)關(guān)系，可對(duì)多個(gè)粗差同時(shí)進(jìn)行定位和定值，這種方法已在通用平差軟件包中得到算法實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。

方差和協(xié)方差分量估計(jì)實(shí)質(zhì)上是精化平差的隨機(jī)模型，過去一直僅停留在理論的研究上。實(shí)際中，要求對(duì)多種觀測(cè)量進(jìn)行綜合處理，因此，方差分量估計(jì)已成為測(cè)量平差的必備內(nèi)容了。目前，通用平差軟件包中已增加了該功能，但還需要在測(cè)量規(guī)范中明確提出來。

需要指出的是：許多測(cè)量作業(yè)單位喜歡采用附合導(dǎo)線進(jìn)行逐級(jí)加密，主要依據(jù)目前規(guī)范中有關(guān)一、二、三級(jí)導(dǎo)線和圖根導(dǎo)線的規(guī)定。無疑附合導(dǎo)線具有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于多余觀測(cè)少，發(fā)現(xiàn)和抵抗粗差的能力較弱，不宜濫用。建立一個(gè)區(qū)域的控制，首級(jí)網(wǎng)點(diǎn)采用GPS測(cè)量，下面最好用一個(gè)等級(jí)的導(dǎo)線網(wǎng)作全面加密。從測(cè)量平差理論來看，全面布設(shè)的導(dǎo)線網(wǎng)具有更好的圖形強(qiáng)度，精密較均勻，可靠性也較高。

2.工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法

網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件，解求目標(biāo)函數(shù)的極大值或極小值。一般將網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件。網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)主要有精度、可靠性和建網(wǎng)費(fèi)用，對(duì)于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)還包括網(wǎng)的靈敏度或可區(qū)分性。對(duì)于網(wǎng)的平差模型而言，按固定參數(shù)和待定參數(shù)的不同，網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)又分為零類、一類、二類和三類優(yōu)化設(shè)計(jì)，涉及到網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，網(wǎng)形、觀測(cè)值精度以及觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)。在工程測(cè)量中，施工控制網(wǎng)、安裝控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)都需要作優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于采用GPS定位技術(shù)和電磁波測(cè)距，網(wǎng)的幾何圖形概念與傳統(tǒng)的測(cè)角網(wǎng)有很大的區(qū)別。除特別的精密控制網(wǎng)可考慮用專門編寫的解析法優(yōu)化設(shè)計(jì)程序作網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)外，其他的網(wǎng)都可用模擬法進(jìn)行設(shè)計(jì)。模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件功能和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟主要是：根據(jù)設(shè)計(jì)資料和地圖資料在圖上選點(diǎn)布網(wǎng)，獲取網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)(最好將資料作數(shù)字化掃描并在微機(jī)上進(jìn)行)。模擬觀測(cè)方案，根據(jù)儀器確定觀測(cè)值精度，可進(jìn)一步模擬觀測(cè)值。計(jì)算網(wǎng)的各種質(zhì)量指標(biāo)如精度、可靠性、靈敏度。精度應(yīng)包括點(diǎn)位精度、相鄰點(diǎn)位精度、任意兩點(diǎn)間的相對(duì)精度、最弱點(diǎn)和最弱邊精度、邊長(zhǎng)和方位角精度。進(jìn)一步可計(jì)算坐標(biāo)未知數(shù)的協(xié)方差陣或部分點(diǎn)坐標(biāo)的協(xié)方差陣，協(xié)方差陣的主成份計(jì)算，特征值計(jì)算，點(diǎn)位誤差橢圓、置信橢圓的計(jì)算等。可靠性包括每個(gè)觀測(cè)值的多余觀測(cè)分量(內(nèi)部可靠性)和某一觀測(cè)值的粗差界限值對(duì)平差坐標(biāo)的影響(外部可靠性)。靈敏度包括靈敏度橢圓、在給定變形向量下的靈敏度指標(biāo)以及觀測(cè)值的靈敏度影響系數(shù)。將計(jì)算出的各質(zhì)量指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)比較，使之既滿足設(shè)計(jì)要求，又不致于有太大的富余。通過改變觀測(cè)值的精度或改變觀測(cè)方案(增加或減少觀測(cè)值)或局部改變網(wǎng)形(增加或減少網(wǎng)點(diǎn))等方法重新作上述設(shè)計(jì)計(jì)算，直到獲取一個(gè)較好的結(jié)果。

在實(shí)踐中，總結(jié)出了下述優(yōu)化設(shè)計(jì)策略：先固定觀測(cè)值的精度，對(duì)選取的網(wǎng)點(diǎn)，觀測(cè)所有可能的邊和方向，計(jì)算網(wǎng)的質(zhì)量的指標(biāo)，若質(zhì)量偏低，則必須提高觀測(cè)值的精度。在某一組先驗(yàn)精度下，若網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)偏高了，這時(shí)可按觀測(cè)值的內(nèi)部可靠性指標(biāo)ri，刪減觀測(cè)值。ri太大，說明該觀測(cè)值顯得多余，應(yīng)刪去；若ri很小，則該觀測(cè)值的精度不宜增加。這種根據(jù)ri大小來刪除觀測(cè)值的方法稱為從“密”到“疏”，從“肥”到“瘦”的優(yōu)化策略。

從模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)的整個(gè)過程來看，它是一種試算法，需要有一個(gè)好的軟件。該軟件除具有通用平差軟件的功能外，在成果輸出的多樣性、直觀性，在可視化以及人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)方面都有更高要求。同時(shí)也要求設(shè)計(jì)者具有堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。

用模擬法可獲得一個(gè)相對(duì)較優(yōu)且切實(shí)可行的方案，可進(jìn)一步用模擬觀測(cè)值作網(wǎng)的平差計(jì)算，同時(shí)可模擬觀測(cè)值粗差并計(jì)算對(duì)結(jié)果的影響。這種方法稱為數(shù)學(xué)扭曲法或蒙特卡洛法。對(duì)于一個(gè)精度、可靠性以及靈敏度要求極高的監(jiān)測(cè)網(wǎng)或精密控制網(wǎng)，作上述優(yōu)化設(shè)計(jì)和精細(xì)計(jì)算是十分必要的。國(guó)內(nèi)在這方面的應(yīng)用報(bào)道較少。多是為了安全起見，有較大的質(zhì)量富余，建網(wǎng)費(fèi)用偏高。網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)費(fèi)用很少，所帶來的效益較大，凡是較重要的工程控制網(wǎng)，都應(yīng)作優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理

工程建筑物及與工程有關(guān)的變形的監(jiān)測(cè)、分析及預(yù)報(bào)是工程測(cè)量學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容。其中的變形分析和預(yù)報(bào)涉及到變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理。但變形分析和預(yù)報(bào)的范疇更廣，屬于多學(xué)科的交叉。

(1)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的幾種典型方法

根據(jù)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制變形過程曲線是一種最簡(jiǎn)單而有效的數(shù)據(jù)處理方法，由過程曲線可作趨勢(shì)分析。如果將變形觀測(cè)數(shù)據(jù)與影響因子進(jìn)行多元回歸分析和逐步回歸計(jì)算，可得到變形與顯著性因子間的函數(shù)關(guān)系，除作物理解釋外，也可用于變形預(yù)報(bào)。多元回歸分析需要較長(zhǎng)的一致性好的多組時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

若僅對(duì)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)，可采用灰色系統(tǒng)理論或時(shí)間序列分析理論建模，前者可針對(duì)小數(shù)據(jù)量的時(shí)間序列，對(duì)原始數(shù)列采用累加生成法變?yōu)樯蓴?shù)列，因此有減弱隨機(jī)性、增加規(guī)律性的作用。如果對(duì)一個(gè)變形觀測(cè)量(如位移)的時(shí)間序列，通過建立一階或二階灰微分方程提取變形的趨勢(shì)項(xiàng)，然后再采用時(shí)序分析中的自回歸滑動(dòng)平均模型ARMA，這種組合建模的方法，可分性好且具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：將非平穩(wěn)相關(guān)時(shí)序轉(zhuǎn)化為獨(dú)立的平衡時(shí)序；具有同時(shí)進(jìn)行平滑、濾波和推估的作用；模型參數(shù)聚集了系統(tǒng)輸出的特征和狀態(tài)；這種組合模型是基于輸出的等價(jià)系統(tǒng)的理想動(dòng)態(tài)模型。

把變形體視為一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，將一組觀測(cè)值作為系統(tǒng)的輸出，可以用卡爾曼濾波模型來描述系統(tǒng)的狀態(tài)。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)由狀態(tài)方程和觀測(cè)方程描述，以監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置、速率和加速率參數(shù)為狀態(tài)向量，可構(gòu)造一個(gè)典型的運(yùn)動(dòng)模型。狀態(tài)方程中要加進(jìn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)噪聲?？柭鼮V波的優(yōu)點(diǎn)是勿需保留用過的觀測(cè)值序列，按照一套遞推算法，把參數(shù)估計(jì)和預(yù)報(bào)有機(jī)地結(jié)合起來。除觀測(cè)值的隨機(jī)模型外，動(dòng)態(tài)噪聲向量的協(xié)方差陣估計(jì)和初始周期狀態(tài)向量及其協(xié)方差陣的確定值得注意。采用自適應(yīng)卡爾曼濾波可較好地解決動(dòng)態(tài)噪聲協(xié)方差的實(shí)時(shí)估計(jì)問題?？柭鼮V波特別適合滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理；也可用于靜態(tài)點(diǎn)場(chǎng)、似靜態(tài)點(diǎn)場(chǎng)在周期的觀測(cè)中顯著性變化點(diǎn)的檢驗(yàn)識(shí)別。

對(duì)于具有周期性變化的變形觀測(cè)時(shí)間序列，通過Fourier變換，可將時(shí)域內(nèi)的信息轉(zhuǎn)變到頻域內(nèi)分析，例如大壩的水平位移、橋梁的垂直位移都具有明顯的周期性。在某一觀測(cè)時(shí)刻的觀測(cè)值數(shù)字信號(hào)可表示為許多個(gè)不同頻率的諧波分量之和，通過計(jì)算各諧波頻率的振幅，最大振幅以及所對(duì)應(yīng)的主頻率等，可揭示變形的周期變化規(guī)律。若將變形體視為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，變形視為輸出，各種影響因子視為輸入，并假設(shè)系統(tǒng)是線性的，輸入輸出信號(hào)是平穩(wěn)的，則通過頻譜分析中的相干函數(shù)、頻響函數(shù)和響應(yīng)譜函數(shù)估計(jì)，可以分析輸入輸出信號(hào)之間的相干性，輸入對(duì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)(即影響變形的主要因素及其頻譜特性)。

(2)變形的幾何分析與物理解釋

傳統(tǒng)的方法將變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理分為變形的幾何分析和物理解釋。幾何分析在于描述變形的空間及時(shí)間特性，主要包括模型初步鑒別、模型參數(shù)估計(jì)和模擬統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)及最佳模型選取3個(gè)步驟。變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的參考網(wǎng)、相對(duì)網(wǎng)在周期觀測(cè)下，參考點(diǎn)的穩(wěn)定性檢驗(yàn)和目標(biāo)點(diǎn)和位移值計(jì)算是建立變形模型的基礎(chǔ)。變形模型既可根據(jù)變形體的物理力學(xué)性質(zhì)和地質(zhì)信息選取，也可根據(jù)點(diǎn)場(chǎng)的位移矢量和變形過程曲線選取。此外，前述的時(shí)間序列分析，灰色理論建模、卡爾曼濾波以及時(shí)間序列頻域法分析中的主頻率和振幅計(jì)算等也可看作變形的幾何分析。

變形的物理解釋在于確定變形與引起變形的原因之間的關(guān)系，通常采用統(tǒng)計(jì)分析法和確定函數(shù)法。統(tǒng)計(jì)分析法包括多元回歸分析、灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)度分析以及時(shí)間序列頻域法分析中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析等。統(tǒng)計(jì)分析法以實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ)，觀測(cè)資料愈豐富、質(zhì)量愈高，其結(jié)果愈可靠，且具有“后驗(yàn)”性質(zhì)，它與變形的幾何分析具有密切的關(guān)系，是測(cè)量工作者最熟悉和樂于采用的方法。確定函數(shù)法是根據(jù)變形體的物理力學(xué)參數(shù)，建立力(荷載)和變形之間的函數(shù)關(guān)系如位移場(chǎng)的微分方程，在邊界條件已知時(shí)，采用有限元法解微分方程，可得到變形體有限元結(jié)點(diǎn)上的變形。采用有限元法，可以計(jì)算混凝土大壩、礦山地表以及滑坡在外力(表面力和體力)作用下的位移值。這種方法不需要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)僅作檢驗(yàn)用)，具有“先驗(yàn)”性質(zhì)。只要有限元?jiǎng)澐值卯?dāng)，變形體的物理力學(xué)參數(shù)(如楊氏彈性模量，泊松比，內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力以及容重等)選取得較好，該法無疑是一種多快好省的方法，目前有許多有限元計(jì)算軟件如COSMOS/M供用。但變形體的物理力學(xué)參數(shù)的確定和所建立的微分方程都帶有一定的假設(shè)，有時(shí)用有限元法計(jì)算的值與實(shí)測(cè)值有較大的差異，這就導(dǎo)致了將兩種方法相結(jié)合的綜合分析法，以及根據(jù)實(shí)測(cè)值按一定理論反求變形體物理力學(xué)參數(shù)的反演分析法，通過反演解算，重新用有限元法作修正計(jì)算。相對(duì)于有限元法，條分法用于邊坡穩(wěn)定性分析、計(jì)算和評(píng)價(jià)更為簡(jiǎn)單，其中薩爾碼(SARMA)法應(yīng)用最普遍，根據(jù)力學(xué)模型、幾何條件和靜力平衡方程，對(duì)平衡條件作迭代計(jì)算，可定量的得到邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)——穩(wěn)定安全系統(tǒng)。一般要求對(duì)條分法和有限元法同時(shí)使用。上述方法對(duì)大多數(shù)測(cè)量工作者來說較為陌生，用確定函數(shù)法進(jìn)行地變形的物理解釋和預(yù)測(cè)屬于學(xué)科交叉領(lǐng)域，需要與地質(zhì)和工程結(jié)構(gòu)方面的人員合作。

(3)變形分析與預(yù)報(bào)的系統(tǒng)論方法

用現(xiàn)代系統(tǒng)論為指導(dǎo)進(jìn)行變形分析與預(yù)報(bào)是目前研究的一個(gè)方向。變形體是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，它具有多層次高維的灰箱或黑箱式結(jié)構(gòu)，是非線性的，開放性(耗散)的，它還具有隨機(jī)性，這種隨機(jī)性除包括外界干擾的不確定性外，還表現(xiàn)在對(duì)初始狀態(tài)的敏感性和系統(tǒng)長(zhǎng)期行為的混沌性。此外，還具有自相似性、突變性、自組織性和動(dòng)態(tài)性等特征。

按系統(tǒng)論方法，對(duì)變形體系統(tǒng)一般采用輸入—輸出模型和動(dòng)力學(xué)方程兩種建模方法進(jìn)行研究，前者系針對(duì)黑箱或灰箱系統(tǒng)建模，前述的時(shí)序分析、卡爾曼濾波、灰色系統(tǒng)建模、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型乃至多元回歸分析法都可以視為輸入—輸出建模法。采用動(dòng)力學(xué)方程建模與變形物理解釋中的確定函數(shù)法相似，系根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的物理規(guī)律建立確定的微分方程來描述系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)演化。但對(duì)動(dòng)力學(xué)方程不是通過有限元法求解，而是在對(duì)系統(tǒng)受力和變形認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，用低階的簡(jiǎn)化的在數(shù)學(xué)上可解和可分析的模型來模擬變形過程，模型解算的結(jié)果基本符合客觀事實(shí)。例如用彈簧滑塊模型模擬地震過程的混沌狀態(tài)和高邊坡的粘滑過程，用單滑塊模型模擬大壩的變形過程，用尖點(diǎn)突變模型解釋大壩失穩(wěn)的機(jī)理。對(duì)動(dòng)力學(xué)方程的解的研究是系統(tǒng)論分析方法的核心，為此引入了許多與動(dòng)力系統(tǒng)有關(guān)的基本概念，這些概念與變形分析和預(yù)報(bào)密切相關(guān)，它們是：狀態(tài)空間或相空間(稱解空間)、相軌線、吸引子、相體積、李亞普諾夫指數(shù)和柯爾莫哥洛夫熵等。例如相軌線代表相點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的跡線，每一個(gè)相點(diǎn)代表狀態(tài)向量(變形、速率或影響因子)在某一時(shí)刻的解；吸引子代表系統(tǒng)的一種穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它可以是一個(gè)穩(wěn)定的相點(diǎn)位，環(huán)或環(huán)面，也可以是相空間的一個(gè)有限區(qū)域，對(duì)于局部不穩(wěn)定的非線性系統(tǒng)，將出現(xiàn)分?jǐn)?shù)維的奇怪吸引子，表示系統(tǒng)將出現(xiàn)混沌狀態(tài)。李亞普諾夫指數(shù)描述系統(tǒng)對(duì)于初始條件的敏感特征，根據(jù)其符號(hào)可以判斷吸引子的類型以及軌線是發(fā)散的還是吸引(收斂)的。柯爾莫哥洛夫熵則是系統(tǒng)不確定性的量度，由它可導(dǎo)出系統(tǒng)變形平均可預(yù)報(bào)的時(shí)間尺度。對(duì)變形觀測(cè)的時(shí)間序列(如位移量)進(jìn)行相空間重構(gòu)，并按一定的算法計(jì)算吸引子的關(guān)聯(lián)維數(shù)，柯爾莫哥洛夫熵和李亞普諾夫指數(shù)等，可在整體上定性地認(rèn)識(shí)變形的規(guī)律。另外，也可根據(jù)監(jiān)測(cè)資料，反演變形體系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)方程。

系統(tǒng)論方法還涉及變形體運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究，這種穩(wěn)定性在數(shù)學(xué)上可轉(zhuǎn)化為微分方程穩(wěn)定性的研究，主要采用李亞普諾夫提出的判別方法。

系統(tǒng)論方法涉及到許多非線性科學(xué)學(xué)科的知識(shí)，如系統(tǒng)論、控制論、信息論、突變論、協(xié)同論、分形、混沌理論、耗散結(jié)構(gòu)等。上述理論遠(yuǎn)不是工程測(cè)量工作者所能掌握的，將系統(tǒng)論方法與變形分析與預(yù)報(bào)相結(jié)合的研究只是初步的，希望有更多的青年學(xué)者加入到這一研究領(lǐng)域來。

四、大型特種精密工程測(cè)量

大型特種精密工程建設(shè)和對(duì)測(cè)繪的要求是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的動(dòng)力。這里僅簡(jiǎn)單介紹國(guó)內(nèi)外有關(guān)情況。

1.國(guó)內(nèi)覽勝

三峽水利樞紐工程變形監(jiān)測(cè)和庫(kù)區(qū)地殼形變、滑坡、巖崩以及水庫(kù)誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)，其規(guī)模之大，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之多，都堪稱世界之最。不僅采用目前國(guó)內(nèi)外最成熟最先進(jìn)的儀器、技術(shù)，在實(shí)踐中也在不斷發(fā)展新的技術(shù)和方法，如對(duì)滑坡體變形與失穩(wěn)研究的計(jì)算機(jī)智能仿真系統(tǒng)；擬進(jìn)行研究的三峽庫(kù)區(qū)滑坡泥石流預(yù)報(bào)的3S工程等，都涉及到精密工程測(cè)量。隔河巖大壩外部變形觀測(cè)的GPS實(shí)時(shí)持續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置精度達(dá)到了亞毫米。該工程用地面方法建立的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)，其最弱點(diǎn)精度優(yōu)于±1.5mm。

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的精密控制網(wǎng)，精度達(dá)±0.3mm。設(shè)備定位精度優(yōu)于±0.2mm，200m直線段漂移管直線精度達(dá)±0.1mm。大亞灣核電站控制網(wǎng)精度達(dá)±2mm，秦山核電站的環(huán)型安裝測(cè)量控制網(wǎng)精度達(dá)±0.1mm。

上海楊浦大橋控制網(wǎng)的最弱點(diǎn)精度達(dá)±0.2mm，橋墩點(diǎn)位標(biāo)定精度達(dá)±0.1mm；武漢長(zhǎng)江二橋全橋的貫通精度(跨距和墩中心偏差)達(dá)毫米級(jí)。高454m的東方明珠電視塔對(duì)于長(zhǎng)114m、重300t的鋼桅桿天線，安裝的垂準(zhǔn)誤差僅±9mm。

長(zhǎng)18.4km的秦嶺隧道，洞外GPS網(wǎng)的平均點(diǎn)位精度優(yōu)于±3mm，一等精密水準(zhǔn)線路長(zhǎng)120多公里。目前輔助隧道已貫通，僅一個(gè)貫通面的情況下，橫向貫通誤差為12mm，高程方向的貫通誤差只有3mm。

2.國(guó)外簡(jiǎn)述

國(guó)外的大型特種精密工程更不勝枚舉。以大型粒子加速器為例，德國(guó)漢堡的粒子加速器研究中心，堪稱特種精密工程測(cè)量的歷史博物館。1959年建的同步加速器，直徑僅100m，1978年的正負(fù)電子儲(chǔ)存環(huán)，直徑743m，1990年的電子質(zhì)子儲(chǔ)存環(huán)，直徑2000m。為了減少能量損失，改用直線加速器代替環(huán)形加速器，正在建的直線加速器長(zhǎng)達(dá)30km，100～300m的磁件相鄰精度要求優(yōu)于±0.1mm,磁件的精密定位精度僅幾個(gè)微米，并能以納米級(jí)的精度確定直線度。整個(gè)測(cè)量過程都是無接觸自動(dòng)化的。用精密激光測(cè)距儀TC2002K距離測(cè)量，其測(cè)距精度與ME5000相當(dāng)，對(duì)平均邊長(zhǎng)為50m的3800條邊，改正數(shù)小于0.1mm的占95%。美國(guó)的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)，其直徑達(dá)27km，為保證橢圓軌道上的投影變形最小且位于一平面上，利用了一種雙重正形投影。所作的各種精密測(cè)量，均考慮了重力和潮汐的影響。主網(wǎng)和加密網(wǎng)采用GPS測(cè)量，精度優(yōu)于1×10-6D。

露天煤礦的大型挖煤機(jī)開挖量的動(dòng)態(tài)測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)(德國(guó))。大型挖煤機(jī)長(zhǎng)140m，高65m,自重8000t，其挖斗輪的直徑17.8m，每天挖煤量可達(dá)10多萬噸。為了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地得到挖煤機(jī)的采煤量，在其上安置了3臺(tái)GPS接收機(jī)，與參考站無線電實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和差分動(dòng)態(tài)定位，挖煤機(jī)上兩點(diǎn)間距離的精度可達(dá)±1.5cm。根據(jù)3臺(tái)接收機(jī)的坐標(biāo)，按一定幾何模型可計(jì)算出挖煤機(jī)挖斗輪的位置及采煤層截曲面，可計(jì)算出采煤量，經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)，其精度達(dá)7%～4%。這是GPS，GIS技術(shù)相結(jié)合在大型特種工程中應(yīng)用的一個(gè)典型例子。

核電站冷卻塔的施工測(cè)量系統(tǒng)。南非某一核電站的冷卻塔高165m，直徑163m。在整個(gè)施工過程中，要求每一高程面上塔壁中心線與設(shè)計(jì)的限差小于±50mm，在塔高方向上每10m的相鄰精度優(yōu)于10mm。由于在建造過程中發(fā)現(xiàn)地基地質(zhì)構(gòu)造不良，出現(xiàn)不均勻沉陷，使塔身產(chǎn)生變形。為此，要根據(jù)精密測(cè)量資料擬合出實(shí)際的塔壁中心線作為修改設(shè)計(jì)的依據(jù)。采用測(cè)量機(jī)器人用極坐標(biāo)法作3維測(cè)量，對(duì)每一施工層，沿塔外壁設(shè)置了1600多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，在夜間可完成全部測(cè)量工作。對(duì)大量的測(cè)量資料通過恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理模型使精度提高了一至數(shù)倍，所達(dá)到的相鄰精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)計(jì)要求。精密測(cè)量不僅是施工的質(zhì)量保證，也為整治工程病害提供了可靠的資料，同時(shí)也能對(duì)整治效果作出精確評(píng)價(jià)。

瑞士阿爾卑斯山的特長(zhǎng)雙線鐵路隧道哥特哈德長(zhǎng)達(dá)57km，為該工程特地重新作了國(guó)家大地測(cè)量(LV95)，采用GPS技術(shù)施測(cè)的控制網(wǎng)，平面精度達(dá)±7mm，高程精度約±2cm。以厘米級(jí)的精度確定出了整個(gè)地區(qū)的大地水準(zhǔn)面。為加快進(jìn)度和避開不良地質(zhì)段，中間設(shè)了3個(gè)豎井，共4個(gè)貫通面，橫向貫通誤差允許值為69～92mm(較只設(shè)一個(gè)貫通面可縮短工期11年)。整個(gè)隧道的工程投資預(yù)計(jì)約15億瑞士法朗，計(jì)劃于2004年全線貫通。

高聳建筑物方面，有人設(shè)想，在21世紀(jì)將建造2000m乃至4000m的摩天大廈，這不僅是建筑師的夢(mèng)想，也是對(duì)測(cè)量工程師的挑戰(zhàn)。

五、科技研究開發(fā)實(shí)踐

將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力是科研的最終目的，作為一門應(yīng)用性學(xué)科，這種轉(zhuǎn)化尤為重要。它主要表現(xiàn)在軟硬件的開發(fā)研制上。

基于掌上電腦的地面控制與施工測(cè)量工程內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化自動(dòng)化系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱科傻系統(tǒng))是我們近年來所作的一項(xiàng)科技研究開發(fā)實(shí)踐。科傻系統(tǒng)是對(duì)電子全站儀實(shí)現(xiàn)在線控制數(shù)據(jù)采集。掌上電腦上可固化兩個(gè)軟件包，一個(gè)用于地面控制測(cè)量數(shù)據(jù)采集、檢查、預(yù)處理、概算以及網(wǎng)平差等(稱科傻一)；一個(gè)用于工程放樣、道路測(cè)量以及碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集(稱科傻三)。另外，在微機(jī)上研制了一個(gè)“現(xiàn)代測(cè)量控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理通用軟件包”(稱科傻二)。上述3個(gè)軟件包既可獨(dú)立使用，又有密切的聯(lián)系(特別是科傻一與科傻二之間)?？粕狄豢捎糜谌我?、3維工程控制網(wǎng)，國(guó)家及城市等級(jí)網(wǎng)，一、二、三級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)以及圖根加密網(wǎng)的在線或離線數(shù)據(jù)采集到網(wǎng)平差，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理的一體化。同時(shí)也可作一、二、三、四等和等外水準(zhǔn)測(cè)量從數(shù)據(jù)采集到網(wǎng)平差的數(shù)據(jù)處理?？粕刀哂腥我饩W(wǎng)形、任意規(guī)模的地面平面、高程控制網(wǎng)的平差功能外，還包含近似坐標(biāo)計(jì)算，稀疏矩陣壓縮存貯，網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化排序，閉合差自動(dòng)計(jì)算，概算，粗差定值計(jì)算和改正，方差分量估計(jì)，貫通誤差影響值估算，工程控制網(wǎng)模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)，控制網(wǎng)數(shù)據(jù)管理，網(wǎng)圖顯繪，成果報(bào)表輸出，以及與掌上電腦、全站儀的數(shù)據(jù)通訊等功能。

科傻系統(tǒng)集成了測(cè)量學(xué)、控制測(cè)量學(xué)、工程測(cè)量學(xué)、測(cè)量平差等課程的有關(guān)專業(yè)知識(shí)和長(zhǎng)期科研成果，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、教學(xué)及科技開發(fā)活動(dòng)。

基于科傻系統(tǒng)的主要功能，在索佳Powerset2000電腦型全站儀上，已成功地開發(fā)了全中文版軟件包，這種全站儀通過軟件開發(fā)，功能得到大大增強(qiáng)，故稱為全能型全站儀。結(jié)合專業(yè)測(cè)量特點(diǎn)，我們?cè)诳粕迪到y(tǒng)的基礎(chǔ)上還研制開發(fā)了“鐵路施工測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理系統(tǒng)”。該軟件包也通過了鐵道部的鑒定，將在整個(gè)鐵路系統(tǒng)的測(cè)量單位推廣應(yīng)用。對(duì)于城市工程測(cè)量、地籍測(cè)量、水利工程測(cè)量等各種測(cè)量，只要對(duì)科傻系統(tǒng)稍加修改，都可以滿足測(cè)量工程數(shù)據(jù)采集和處理的一體化自動(dòng)化要求。同時(shí)，可將科傻系統(tǒng)移植應(yīng)用到不同型號(hào)的電腦型全站儀上和商品化掌上電腦上，進(jìn)一步擴(kuò)大用戶。如果移植到測(cè)量機(jī)器人上，并進(jìn)一步開發(fā)各種智能化應(yīng)用程序，可應(yīng)用到滑坡監(jiān)測(cè)、施工測(cè)量中以及工業(yè)測(cè)量。若再開發(fā)與GPS網(wǎng)平差和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位軟件的集成軟件包，并研制開發(fā)相應(yīng)的軟件，可望大大改變目前工程測(cè)量領(lǐng)域的面貌。

通過科技研究開發(fā)實(shí)踐，我們深刻體會(huì)到科技是第一生產(chǎn)力的科學(xué)論斷，感受到了為社會(huì)作貢獻(xiàn)的人生價(jià)值的樂趣。科技開發(fā)和成果轉(zhuǎn)化必須有具備以下特點(diǎn)：是真正的轉(zhuǎn)化而不是抄襲，必須有自己的研究成果；有一定特色；既要有通用性也要專業(yè)化；易于擴(kuò)展和維護(hù)，要不斷完善并推陳出新；要有市場(chǎng)觀念、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和為用戶服務(wù)的態(tài)度。

六、工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展展望

展望21世紀(jì)，工程測(cè)量學(xué)在以下方面將得到顯著發(fā)展：

1.測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)；

2.在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中，將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)，并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問題。

3.工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、3維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量，如人體各器官或部位的顯微測(cè)量和顯微圖像處理；

4.多傳感器的混合測(cè)量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，如GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人集成，可在大區(qū)域乃至國(guó)家范圍內(nèi)進(jìn)行無控制網(wǎng)的各種測(cè)量工作。

5.GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目，在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。

6.大型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的3維測(cè)量、幾何重構(gòu)以及質(zhì)量控制將是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)。

7.數(shù)據(jù)處理中數(shù)學(xué)物理模型的建立、分析和辨識(shí)將成為工程測(cè)量學(xué)專業(yè)教育的重要內(nèi)容。

綜上所述，工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在從1維、2維到3維、4維，從點(diǎn)信息到面信息獲取，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，從后處理到實(shí)時(shí)處理，從人眼觀測(cè)操作到機(jī)器人自動(dòng)尋標(biāo)觀測(cè)，從大型特種工程到人體測(cè)量工程，從高空到地面、地下以及水下，從人工量測(cè)到無接觸遙測(cè)，從周期觀測(cè)到持續(xù)測(cè)量。測(cè)量精度從毫米級(jí)到微米乃至納米級(jí)。工程測(cè)量學(xué)的上述發(fā)展將直接對(duì)改善人們的生活環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量起重要作用。

工程測(cè)量學(xué)論文:民辦應(yīng)用型高校非測(cè)繪專業(yè)《工程測(cè)量學(xué)》教學(xué)改革探索

【摘要】隨著測(cè)繪學(xué)科的發(fā)展，非測(cè)繪專業(yè)原有的知識(shí)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代測(cè)繪的需要，作者通過分析測(cè)量教學(xué)中所存在的問題，提出了有針對(duì)性的改進(jìn)措施，并通過教學(xué)實(shí)踐的驗(yàn)證，得出其可行性與必要性，為今后測(cè)量學(xué)教學(xué)的改革提供了依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】工程測(cè)量；教學(xué)改革；課程建設(shè)

1.引言

《工程測(cè)量學(xué)》是土木工程、建筑工程技術(shù)、工程概預(yù)算等專業(yè)的技術(shù)性、專業(yè)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。一方面，隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，老的知識(shí)體系和教學(xué)方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工程建設(shè)對(duì)測(cè)量人員"懂測(cè)繪、會(huì)應(yīng)用、能測(cè)繪"的要求；另一方面隨著高等學(xué)校教學(xué)改革的進(jìn)行，課時(shí)壓縮得越來越少[1]，如何在有限的課時(shí)內(nèi)保證教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)兼顧教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性，成為每一名測(cè)量教師急需解決的問題。目前市面上幾乎所有非測(cè)繪類《工程測(cè)量學(xué)》教材的安排都按照：緒論、水準(zhǔn)測(cè)量、角度測(cè)量、距離測(cè)量、小區(qū)域控制測(cè)量、地形圖的測(cè)繪與應(yīng)用、施工測(cè)量的基本工作、民用建筑工程測(cè)量、工業(yè)建筑施工測(cè)量、線路測(cè)量與橋梁施工測(cè)量、建筑物變形監(jiān)測(cè)和竣工圖的編繪等來編排。

畢業(yè)生就業(yè)崗位分析表明，80% 以上學(xué)生在施工企業(yè)從事施工技術(shù)工作，它要求學(xué)生具有 "放線""抄平"及地形測(cè)量等職業(yè)能力[2-3]。但是由于課時(shí)量的壓縮導(dǎo)致與土建類專業(yè)結(jié)合緊密的測(cè)設(shè)（放樣）部分，只有極少課時(shí)甚至課時(shí)為零，造成"學(xué)"與"用"的脫節(jié)。因此，對(duì)工程測(cè)量學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革，勢(shì)在必行。

2.非測(cè)繪專業(yè)《工程測(cè)量學(xué)》教學(xué)實(shí)踐過程中存在的問題

2.1 測(cè)繪知識(shí)增加而課時(shí)減少的矛盾

工程測(cè)量課程教學(xué)一般包括理論課教學(xué)（含課內(nèi)實(shí)驗(yàn)）與測(cè)量實(shí)習(xí)兩部分，課程內(nèi)容基本兼顧了傳統(tǒng)與現(xiàn)代測(cè)繪的基本原理和方法。隨著測(cè)繪"新理論""新儀器"、"新技術(shù)"的不斷發(fā)展，工程測(cè)量的信息量也越來越大，但是隨著高等學(xué)校課程的改革，在非測(cè)繪專業(yè)工程測(cè)量教學(xué)的教學(xué)課時(shí)不斷被壓縮，比如按照學(xué)科設(shè)置工程測(cè)量學(xué)的理論課時(shí)應(yīng)該安排在60個(gè)學(xué)時(shí)才算合理[4]，但是多數(shù)高校在課程改革后課時(shí)數(shù)都減少了不少，以WF科技學(xué)院為例，目前建筑工技術(shù)和工程概預(yù)算專業(yè)課時(shí)只有48個(gè)，刨除因法定節(jié)假日而減少的課時(shí)，實(shí)際上課時(shí)長(zhǎng)還達(dá)不到48學(xué)時(shí)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容陳舊，與生產(chǎn)脫節(jié)

在工程測(cè)量學(xué)的理論教學(xué)中，部分教學(xué)內(nèi)容陳舊，嚴(yán)重滯后于實(shí)際測(cè)量工作的需要：如在生產(chǎn)中已普遍采用全站儀進(jìn)行角度測(cè)量、距離測(cè)量和測(cè)設(shè)工作，而在教學(xué)中仍以介紹光學(xué)經(jīng)緯儀、鋼尺量距等內(nèi)容，明顯滯后于生產(chǎn)實(shí)際，導(dǎo)致工程測(cè)量課程的"學(xué)"與"用"之間存在一定的脫節(jié)。此外，測(cè)量實(shí)習(xí)內(nèi)容以測(cè)繪地形圖為主，而實(shí)際上，非測(cè)繪專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后大部分接觸到的是施工測(cè)設(shè)工作，很少專門從事測(cè)圖工作，而在校學(xué)習(xí)過程中對(duì)測(cè)設(shè)和施工測(cè)量的鍛煉則明顯不足！

2.3儀器設(shè)備老化，跟不上科技的進(jìn)步

測(cè)量?jī)x器是工程測(cè)量學(xué)教學(xué)必不可少的設(shè)備，它的數(shù)量和先進(jìn)性直接影響《工程測(cè)量學(xué)》實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)效果，此外工程測(cè)量教學(xué)中許多儀器比較貴重如陀螺全站儀、超站儀、三維激光掃描儀等，許多學(xué)校經(jīng)費(fèi)投入不足，尤其是民辦院校甚至不愿意投入這么多資金，造成儀器落后，品種不全，教師上課時(shí)只能簡(jiǎn)單地用圖片介紹，從而影響到實(shí)踐教學(xué)效果。

另外，隨著高考擴(kuò)招，班級(jí)逐年增多，儀器由于常年使用經(jīng)常損壞，卻得不到及時(shí)修理，存在誤差較大的嚴(yán)重問題，有些甚至已經(jīng)沒法使用，造成學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，以至于迷惑不解，甚至對(duì)測(cè)量方法產(chǎn)生懷疑。以WF為例：13級(jí)土木有18個(gè)本科班，建筑工程技術(shù)專業(yè)21個(gè)專科班，都需要用到測(cè)量?jī)x器，儀器的使用率較高，維修效率跟不上。

2.4考核形式單一，不能完全反映出學(xué)生的水平

傳統(tǒng)的工程測(cè)量考核方案是平時(shí)成績(jī)+課內(nèi)實(shí)驗(yàn)成績(jī)+期末考試成績(jī)，這樣的考核方法不利于考查學(xué)生的實(shí)踐技能，比如實(shí)習(xí)過程中同組的6-8個(gè)人有些同學(xué)能夠按照課前要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還有部分同學(xué)沒有實(shí)訓(xùn)只是借用同組其他人的測(cè)量成果，不能反映出實(shí)習(xí)的真實(shí)效果，同組實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)都是一樣的，這會(huì)造成吃大鍋飯的情況，成績(jī)好壞與學(xué)生在操作過程中的表現(xiàn)影響不大，打擊了好學(xué)生的積極性。

3.《工程測(cè)量學(xué)》教學(xué)實(shí)踐改革的措施

為了解決以上矛盾，擬從以下各方面著手，采取措施：

3.1整合教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)體系

為了解決內(nèi)容多課時(shí)少和教學(xué)內(nèi)容陳舊，與生產(chǎn)脫節(jié)的矛盾，專業(yè)教師應(yīng)結(jié)合各專業(yè)的特點(diǎn)合理取舍有關(guān)內(nèi)容，確定授課的重點(diǎn)、次重點(diǎn)、選學(xué)內(nèi)容，對(duì)教材上已經(jīng)過時(shí)的內(nèi)容，予以刪減。對(duì)于新的測(cè)量理論和測(cè)量技術(shù)屬于了解和選學(xué)的內(nèi)容，比如GPS測(cè)量技術(shù)、遙感技術(shù)、攝影測(cè)量技術(shù)等采取專題講座的形式進(jìn)行，這樣不僅可以讓非測(cè)繪專業(yè)同學(xué)對(duì)測(cè)量的前沿知識(shí)有一定的認(rèn)知，也可以節(jié)省課時(shí)學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密的知識(shí)。

3.2加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，加強(qiáng)校企合作力度

對(duì)于儀器不足的問題，學(xué)校層面上要加大資金的投入力度，通過深入生產(chǎn)企業(yè)調(diào)研，準(zhǔn)確定位生產(chǎn)中常用儀器的型號(hào)和種類，充分利用有限資金購(gòu)置與生產(chǎn)對(duì)接急需的儀器。對(duì)于部分特別貴重的儀器，比如超站儀、測(cè)量機(jī)器人、垂準(zhǔn)儀等，可以同儀器的生產(chǎn)企業(yè)合作，采取展銷會(huì)的形式，由校方提供場(chǎng)地，儀器生產(chǎn)商展擺儀器，并委派技術(shù)人員，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解。這對(duì)雙方來講都是一個(gè)雙贏的事情，儀器生產(chǎn)商通過展銷調(diào)高了自己的知名度，學(xué)校不僅節(jié)省了資金，同時(shí)也達(dá)到了讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)了解先進(jìn)儀器的目的。

3.3多途徑考核，避免一考定"生死"

鑒于傳統(tǒng)考核采用平時(shí)+實(shí)習(xí)+期末成績(jī)的局限性，對(duì)此進(jìn)行細(xì)化：平時(shí)成績(jī)以課堂出勤情況作為考核指標(biāo)；實(shí)習(xí)成績(jī)?yōu)楸苊馔M人員吃大鍋飯的現(xiàn)象，采取教師與組內(nèi)成員打分相結(jié)合的方法，即專業(yè)老師針對(duì)實(shí)習(xí)的結(jié)果的正確性給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)，同組人員根據(jù)操作過程付出工作量的大小，給出一個(gè)階梯化的分?jǐn)?shù)，二者所占權(quán)重各占50%；對(duì)于期末成績(jī)可以采用試卷的形式，或者其他能反映專業(yè)能力的方法。例如，WF科技學(xué)院，鼓勵(lì)在校專科生報(bào)名參加測(cè)量員考試，凡是取得測(cè)量員證書者，提出申請(qǐng)可以不參加最終的結(jié)課考試，期末成績(jī)按照優(yōu)秀對(duì)待。此外還鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)習(xí)舉行的測(cè)繪技能大賽，凡是能夠取得三等獎(jiǎng)以上者，同樣可以不進(jìn)行期末考試，成績(jī)依然按照優(yōu)秀處理。

4.教學(xué)改革的成果

從2013年開始進(jìn)行的教學(xué)實(shí)驗(yàn)以來，共經(jīng)歷了12級(jí)建筑工程技術(shù)，12級(jí)工程概預(yù)算，12級(jí)工程測(cè)量與監(jiān)理及12級(jí)土木工程（還未畢業(yè)），這幾個(gè)專業(yè)學(xué)生已經(jīng)參加工作或者正在工作單位進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)，從用人單位反饋的情況來講看，現(xiàn)在的學(xué)生要比改革之前從事測(cè)量工作時(shí)，上手更快，經(jīng)過簡(jiǎn)單的培訓(xùn)即可獨(dú)立從事測(cè)量工作。由于實(shí)行以證代考，多數(shù)的專科學(xué)生在畢業(yè)之前已經(jīng)拿到測(cè)量員證書，通過頂崗實(shí)習(xí)，使所學(xué)知識(shí)有一更大的提升。部分同學(xué)因?yàn)樵陧攳忂^程中的優(yōu)異表現(xiàn)，同用人單位達(dá)成協(xié)議，畢業(yè)之后只要愿意就可以到單位上班，稱為一名正式員工。

5.結(jié)束語

實(shí)踐證明，WF科技學(xué)院根據(jù)自身實(shí)際，進(jìn)行的非測(cè)繪專業(yè)《工程測(cè)量學(xué)》教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)的改革，是成功的。在改革后的教學(xué)體系下，能使學(xué)生更容易接受測(cè)繪理論，增加測(cè)繪技能，培養(yǎng)的學(xué)生更符合生產(chǎn)實(shí)際的需要，適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)人才的要求。同時(shí)也符合WF科技學(xué)院"素質(zhì)教育五項(xiàng)工程"----思想品德提升工程、書香校園工程、應(yīng)用文寫作與口才鍛煉工程、社會(huì)實(shí)踐工程、身心素質(zhì)訓(xùn)練工程中，要培養(yǎng)"坐下來能寫，站起來能講，走出去能干"的"三能人才"的要求。

工程測(cè)量學(xué)論文:“工程測(cè)量學(xué)”課程教學(xué)方法

[摘 要]本文主要針對(duì)當(dāng)前工程測(cè)量學(xué)課程已經(jīng)不能適應(yīng)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)象所進(jìn)行了“工程測(cè)量學(xué)”這門課程的教學(xué)方法的改革探究，從而對(duì)“工程測(cè)量學(xué)”課程的教材編寫、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法上的改革提出了研究對(duì)策，希望工程測(cè)量學(xué)課程教法能適應(yīng)實(shí)際工程建設(shè)需求，提升學(xué)生的專業(yè)技能與綜合能力。

[關(guān)鍵詞]工程測(cè)量學(xué) 教材 事例型教學(xué)方法

引言

對(duì)于測(cè)繪工程專業(yè)的學(xué)生來講，工程測(cè)量學(xué)是一門必修的專業(yè)主課。當(dāng)前測(cè)繪技術(shù)得到了發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)及其實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備都已經(jīng)得到了改變，使得工程測(cè)量學(xué)這門教學(xué)滯后于現(xiàn)代測(cè)繪，需要測(cè)繪專業(yè)教學(xué)進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革，通過教學(xué)內(nèi)容和方法上的革新來適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，從而培養(yǎng)出優(yōu)秀的適應(yīng)社會(huì)需求的測(cè)繪專業(yè)人才。改革“測(cè)量工程學(xué)”這門課程，就需要對(duì)其教材、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法等都進(jìn)行改革，補(bǔ)充先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)，適當(dāng)增加測(cè)量工程學(xué)的教學(xué)課時(shí)，這是“測(cè)量工程學(xué)”改革的必然趨勢(shì)。

一、教材編寫改革

工程方面的教材種類不多，很多高校所用的工程教材基本是《工程測(cè)量學(xué)》（武漢大學(xué)出版），這是由于這本教材具有全面、科學(xué)、先進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)，具有編排特色;然而這本教材內(nèi)容上有一些重疊的地方，整體內(nèi)容篇幅過大。由此，需要在此基礎(chǔ)上編訂新的工程測(cè)量學(xué)的教材。

在編訂新的工程測(cè)量學(xué)教材時(shí)，必須要根據(jù)時(shí)代要求將新的測(cè)繪技術(shù)與測(cè)量?jī)x器編入教材中，并作為重點(diǎn)的教材內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)紹，對(duì)那些過時(shí)的測(cè)繪技術(shù)與儀器，只作概略介紹就可以。其次，對(duì)于測(cè)繪設(shè)備和方法的編制必須要符合實(shí)際工作，是實(shí)際工作中用到的，要從基本原理、工作步驟、方法、注意問題、適用場(chǎng)合等都進(jìn)行詳細(xì)的介紹，要求學(xué)生能夠通過學(xué)習(xí)達(dá)到會(huì)用、管用和夠用的目的。第三，針對(duì)前面教材篇幅過大問題，新教材的編訂要求精簡(jiǎn)，要讓學(xué)生容易掌握到教材中的重難點(diǎn)知識(shí)和技術(shù)，適當(dāng)縮減重疊的篇幅內(nèi)容，并上調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的學(xué)分。第四，教材內(nèi)容編訂要體現(xiàn)出綜合性，反應(yīng)出工程領(lǐng)域中普遍的測(cè)繪技術(shù)，并能對(duì)特殊的測(cè)繪理論技術(shù)進(jìn)行介紹，將工程主要類型得到全面覆蓋。第五，對(duì)于應(yīng)用性極強(qiáng)的工程測(cè)量學(xué)課程來講，必須要使得教材內(nèi)容要以實(shí)踐為基礎(chǔ)，描寫總結(jié)實(shí)踐，并提升為理論、原理以及工作流程。第六，對(duì)于內(nèi)容編排上要顯示教材的特色，以凸顯出教材的鮮明個(gè)性。

二、教學(xué)內(nèi)容分析

“工程測(cè)量學(xué)”這門課程根據(jù)工程建設(shè)過程主要分為三部分的教學(xué)內(nèi)容，分別是規(guī)劃設(shè)計(jì)中的測(cè)量工作、施工中的測(cè)量工作和運(yùn)營(yíng)管理中的測(cè)量工作。以工程進(jìn)度作為工程測(cè)量學(xué)教材的編排內(nèi)容，其出發(fā)點(diǎn)在于考慮到將工程過程中所有的測(cè)量?jī)?nèi)容都能全面、有條理地反應(yīng)出來。然而這就使得教材內(nèi)容不能突出工程測(cè)量的重點(diǎn)和要點(diǎn)，并且對(duì)于這三個(gè)過程中的工作內(nèi)在聯(lián)系沒有得到明顯的闡述。

規(guī)劃設(shè)計(jì)階段。由于其他課程已經(jīng)專門介紹了數(shù)字化測(cè)圖知識(shí)點(diǎn)，該階段的測(cè)量工作重點(diǎn)則只是對(duì)各種比例尺的地形圖進(jìn)行測(cè)繪，由此，只需簡(jiǎn)要介紹此階段的測(cè)量?jī)?nèi)容與方法，對(duì)另外的測(cè)量要求做好概述即可。

施工階段。此階段的測(cè)量重點(diǎn)是施工放樣，由此，需要對(duì)施工控制網(wǎng)的建立理論和方法、放樣原理和方法、特殊測(cè)量方法進(jìn)行介紹?；诋?dāng)前測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，有一部分過時(shí)的內(nèi)容可以省去，只作大概介紹，但要補(bǔ)充一些新工程類型的相關(guān)內(nèi)容。

運(yùn)營(yíng)管理階段。變形監(jiān)測(cè)是該階段的重點(diǎn)內(nèi)容，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在不同版本的教材中有不同的詳略介紹，這主要是基于學(xué)時(shí)設(shè)置考慮的，學(xué)時(shí)較少，那么教材將重點(diǎn)集中在施工測(cè)量?jī)?nèi)容的講解介紹上。運(yùn)營(yíng)管理中的變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容與施工測(cè)量有著同等重要的作用，由此，必須要加強(qiáng)該教學(xué)內(nèi)容的詳細(xì)講解學(xué)習(xí)，這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)有助于增強(qiáng)學(xué)生的工作適應(yīng)能力。然而事實(shí)是過去的教材對(duì)這部分內(nèi)容的介紹比重較小，所闡述的知識(shí)點(diǎn)不夠全面完整。

在工程建設(shè)中，必須要對(duì)工程的各個(gè)環(huán)節(jié)都做好建設(shè)服務(wù)，即從勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建設(shè)到運(yùn)營(yíng)管理等階段都需要做好相關(guān)準(zhǔn)備接洽的工作，使得每一個(gè)階段的工作都能得到有機(jī)聯(lián)系，從而服務(wù)好工程建設(shè)，做到一致的工作內(nèi)容和工作標(biāo)準(zhǔn)，能夠在工程始終都能將資料進(jìn)行共享利用，加強(qiáng)工程測(cè)量的信息化管理，教材內(nèi)容與授課需要體現(xiàn)出這樣的內(nèi)容。同時(shí)，還需要注意學(xué)生在測(cè)量中的責(zé)任心的培養(yǎng)，確保其在施工放樣中做到數(shù)據(jù)結(jié)果的正確性和準(zhǔn)確性。

三、教學(xué)方法探討

（一）專業(yè)素質(zhì)和生活理念的并重教育

在校大學(xué)生一般是年輕的90后甚至00后，他們有自己的個(gè)性特征，優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)并存，例如較為靈活、變通，但缺乏吃苦精神。所以測(cè)量工程學(xué)的授課需要采取一些特殊的教學(xué)方法，根據(jù)該課程的內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)程以及實(shí)際工作特征來進(jìn)行介紹，讓這些學(xué)生們做好對(duì)學(xué)習(xí)本專業(yè)課程和未來本專業(yè)工作的心理準(zhǔn)備。該課程的應(yīng)用性極強(qiáng)，要求教師要多對(duì)測(cè)繪工作的特點(diǎn)、勝任本專業(yè)工作的業(yè)務(wù)能力和必備的素質(zhì)進(jìn)行介紹，使得學(xué)生能夠了解現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)人員必備的專業(yè)技能和其它綜合能力，讓學(xué)生能有有一個(gè)明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和現(xiàn)代生活理念。

（二）創(chuàng)建輕松活潑的課堂教學(xué)氛圍

針對(duì)實(shí)踐性極強(qiáng)的技術(shù)學(xué)科而言，采用傳統(tǒng)教法來教授學(xué)生工程測(cè)量學(xué)很難讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)共鳴意識(shí)，由此，必須采取啟發(fā)式教法來吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力，讓學(xué)生能夠有一個(gè)自由發(fā)揮的空間，制造課堂教學(xué)氣氛，促進(jìn)教學(xué)效果的提升。

（三）發(fā)揮事例型教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)

在工程建設(shè)過程中所應(yīng)用到的工程測(cè)量技術(shù)，實(shí)踐性極強(qiáng)，對(duì)工程建設(shè)的作用非常重要，由此，必須要緊密聯(lián)系工程實(shí)際，在教學(xué)中充分利用工程實(shí)際中的測(cè)量學(xué)的例子，進(jìn)行典型的案例教學(xué)，通過案例教學(xué)的分析來加深對(duì)工程實(shí)例中的相關(guān)工程測(cè)量原理、方法、注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理技巧等，使得學(xué)生能對(duì)工程測(cè)量有一種直觀的感知和理解，從而升華測(cè)繪相關(guān)知識(shí)理論。這可以在某個(gè)工程建設(shè)階段中的特殊類型工程實(shí)例進(jìn)行介紹，使得學(xué)生能夠全面了解和掌握測(cè)繪專業(yè)基本知識(shí)。

四、結(jié)束語

綜述，“工程測(cè)量學(xué)”學(xué)科與工程建設(shè)實(shí)際聯(lián)系密切，必須要根據(jù)當(dāng)前已經(jīng)有的先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)與儀器、學(xué)生自身的特征等進(jìn)行該課程教學(xué)方法的改革，適時(shí)更新教材教學(xué)內(nèi)容，舍棄一些重疊的教材內(nèi)容，使得內(nèi)容編排上要合理、有特色、全面，能區(qū)分重難點(diǎn)，在教學(xué)方法上注意采用現(xiàn)代化教學(xué)方式理念，吸引學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)注意力，制造課堂氛圍，充分發(fā)揮實(shí)例型教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)基本知識(shí)的全面了解和掌握。

工程測(cè)量學(xué)論文:“以崗導(dǎo)學(xué)”土木工程測(cè)量學(xué)教學(xué)模式研究與實(shí)踐

摘要：近年來，社會(huì)上“就業(yè)難”與“用工難”的矛盾日益突出，究其主要原因是學(xué)校教學(xué)與工程實(shí)際脫節(jié)，工程測(cè)量學(xué)作為土木工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課也不例外。按照“以崗導(dǎo)學(xué)”人才培養(yǎng)模式，根據(jù)工程施工測(cè)量人員的崗位職責(zé)要求和土木工程測(cè)量學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析，提出基于“以崗導(dǎo)學(xué)”的“三段式”土木工程測(cè)量學(xué)教學(xué)模式，把教學(xué)過程與崗位職責(zé)要求對(duì)應(yīng)，構(gòu)建了工程測(cè)量的“三段式”教學(xué)方案并進(jìn)行了實(shí)踐，使學(xué)生的測(cè)量技能實(shí)現(xiàn)階梯式提升，形成崗位職業(yè)能力，有效縮短了畢業(yè)生的就業(yè)適應(yīng)期。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量；以崗導(dǎo)學(xué)；教學(xué)模式

在工程項(xiàng)目建設(shè)中，最重要、最基礎(chǔ)的工作就是工程測(cè)量，它貫穿于工程項(xiàng)目的始終，從項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)到施工，乃至運(yùn)營(yíng)管理階段都離不開測(cè)量工作。在設(shè)計(jì)階段，場(chǎng)地地形圖、平面圖是設(shè)計(jì)的依據(jù)；在施工階段，將工程設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為工程實(shí)體、測(cè)量放線等都屬于測(cè)量的范疇；在其運(yùn)營(yíng)管理階段，建筑物的變形觀測(cè)離不了測(cè)量。目前，像我們這類二本院校的土木工程專業(yè)學(xué)生，畢業(yè)后直接去現(xiàn)場(chǎng)從事項(xiàng)目施工工作的較多，即使幾年后晉升為工程師甚至高級(jí)工程師，也離不開測(cè)量工作或管理工作。因此，測(cè)量技能就成為了土木類專業(yè)學(xué)生的最實(shí)用、最急需的基本技能。

一、工程施工測(cè)量人員的崗位職責(zé)

所謂“崗”就是指任職崗位，即從事這個(gè)崗位的職責(zé)、最需要具備的知識(shí)、能力和素質(zhì)要求等[1]。對(duì)于建筑行業(yè)的施工測(cè)量崗位，基本可歸納為三類[2]：一是測(cè)量工，他們只負(fù)責(zé)儀器具體操作，是在技術(shù)員、測(cè)量員的詳細(xì)具體操作指令下，應(yīng)用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀或RTK等測(cè)繪儀器設(shè)備來完成具體測(cè)量任務(wù)，而自己并不具備獨(dú)立完成工程測(cè)量任務(wù)的能力，在工程中往往只是作為測(cè)量輔助人員來使用的。二是測(cè)量員，既掌握測(cè)量?jī)x器操作技巧，也具備獨(dú)立完成一定的工程測(cè)量任務(wù)的能力。在工作中，他們只需技術(shù)員發(fā)出簡(jiǎn)單總體的任務(wù)指令，而無需詳細(xì)的具體操作指令，便可完成一定的測(cè)量任務(wù)。在工程測(cè)量實(shí)際中，他們是可以獨(dú)當(dāng)一面的。三是測(cè)量工程師，他們既具備儀器操作技能，可以完成一定的工程測(cè)量任務(wù)，也具備完成一定的工程技術(shù)管理工作能力。在實(shí)際工程中，他們無需別人發(fā)出工作指令，自己可以根據(jù)工程進(jìn)展來安排相關(guān)的測(cè)量具體事項(xiàng)，可以獨(dú)立完成單項(xiàng)工程的測(cè)量工作。在具體工程實(shí)踐中，具有雙重身份，即測(cè)量員和技術(shù)員或施工員。目前，土木工程專業(yè)本科畢業(yè)生（特別是一線施工人員）步入工作崗位后，一般都需經(jīng)歷從低到高的崗位轉(zhuǎn)變工程。第一階段，就是一般的“測(cè)量工”，這個(gè)階段所經(jīng)歷時(shí)間的長(zhǎng)短與畢業(yè)生掌握的儀器操作技能的熟練程度和所接觸的工程項(xiàng)目難易程度有關(guān)，有半年、一年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的，當(dāng)然也有1～2個(gè)月的?？邕^這個(gè)階段，就進(jìn)入了“測(cè)量員”階段，這時(shí)他們就成為技術(shù)部的一員，與技術(shù)員一起工作，其所需時(shí)間長(zhǎng)短同樣由個(gè)人的工程素養(yǎng)及工程項(xiàng)目的具體情況決定。最后階段，即成為“測(cè)量工程師”=“技術(shù)員+測(cè)量員”，也成為了技術(shù)部的主要成員、骨干甚至負(fù)責(zé)人，開始指導(dǎo)其他技術(shù)員、測(cè)量員開展工作，這個(gè)階段時(shí)間的長(zhǎng)短主要與個(gè)人的具體崗位升遷有關(guān)。

二、工程測(cè)量教學(xué)的現(xiàn)狀

工程測(cè)量是土木工程專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課程，內(nèi)容包括測(cè)量學(xué)基本理論、基本方法、基本技能和各種測(cè)量?jī)x器工具的技術(shù)性能、操作方法及其使用技術(shù)等，具有覆蓋面廣、實(shí)踐性強(qiáng)、更新速度快的特點(diǎn)。課程教學(xué)目的就是要通過課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等各個(gè)環(huán)節(jié)使學(xué)生掌握測(cè)量和放樣的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力，并能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，正確分析和處理工程中出現(xiàn)的各種測(cè)量技術(shù)問題，使其畢業(yè)之后達(dá)到就業(yè)“零適應(yīng)期”。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，測(cè)繪科學(xué)領(lǐng)域的理論、技術(shù)也發(fā)生了根本性的變化。在土木工程測(cè)量工作中電子全站儀、測(cè)量機(jī)器人、數(shù)字水準(zhǔn)儀、GPS測(cè)量、激光三維掃描技術(shù)等已被廣泛使用。這些技術(shù)的應(yīng)用，使得控制測(cè)量、地形圖測(cè)繪、施工放樣、高程傳遞等技術(shù)已經(jīng)與傳統(tǒng)方法截然不同，而目前工程測(cè)量課程教學(xué)大多數(shù)仍然使用傳統(tǒng)模式，以測(cè)量的基本理論為基礎(chǔ)、以傳統(tǒng)的水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀等儀器為根據(jù)、以高差、角度、距離測(cè)量為內(nèi)容開展教學(xué)，對(duì)新興的工程測(cè)量?jī)x器、技術(shù)等內(nèi)容介紹甚少，即使有些院校已經(jīng)購(gòu)置了全站儀、電子水準(zhǔn)儀等現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器，單由于課時(shí)、場(chǎng)地等原因，只是在實(shí)驗(yàn)課上以觀摩的形式進(jìn)行，學(xué)生對(duì)這些儀器的了解往往僅限于簡(jiǎn)單的使用，對(duì)一些深層次的原因甚至不知，更談不上結(jié)合崗位、部位、階段的具體要求來制定測(cè)量方案并實(shí)施，致使很多畢業(yè)生工作后遇到工程實(shí)踐時(shí)無從下手。針對(duì)這些問題，結(jié)合多年教學(xué)工作的體會(huì)、土木工程專業(yè)學(xué)生就業(yè)和行業(yè)崗位的需求，構(gòu)建了“以崗導(dǎo)學(xué)”的“三段式”工程測(cè)量教學(xué)模式并進(jìn)行實(shí)踐。

三、“以崗導(dǎo)學(xué)”的“三段式”土木工程測(cè)量學(xué)教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)踐

1.“以崗導(dǎo)學(xué)”的“三段式”教學(xué)模式。為了達(dá)到教學(xué)為實(shí)際工作服務(wù)的目的，我們根據(jù)課程特點(diǎn)和崗位要求，從崗位職業(yè)能力要求出發(fā)，以崗位執(zhí)業(yè)能力為核心，構(gòu)建了遞進(jìn)的“三段式”土木工程測(cè)量學(xué)教學(xué)模式。將他們工程測(cè)量學(xué)課程教學(xué)與工程測(cè)量的三個(gè)不同層次崗位要求對(duì)應(yīng)，將其劃分為三個(gè)時(shí)間階段，即基礎(chǔ)理論教學(xué)、基本操作技能訓(xùn)練（課程實(shí)習(xí)）、綜合任務(wù)實(shí)訓(xùn)（專業(yè)實(shí)習(xí)）三個(gè)階段，以項(xiàng)目作為任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，實(shí)施全過程考核，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)生動(dòng)、嚴(yán)謹(jǐn)有序的訓(xùn)練中提升測(cè)量綜合技能，加快學(xué)生在工作中不斷實(shí)現(xiàn)崗位提升。

2.“以崗導(dǎo)學(xué)”的“三段式”教學(xué)模式的實(shí)施。以工程測(cè)量崗位職業(yè)能力為核心，將工程測(cè)量課程教學(xué)內(nèi)容與崗位職責(zé)要求相對(duì)應(yīng)，開展工程測(cè)量課程教學(xué)改革研究。①根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)和土木工程專業(yè)教學(xué)的具體情況，依據(jù)國(guó)家相關(guān)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將崗位技能需求與教學(xué)內(nèi)容對(duì)照，設(shè)定土木工程測(cè)量學(xué)課程教學(xué)的目標(biāo)、內(nèi)容、方法和要求。②通過對(duì)同類院校和企業(yè)調(diào)研，對(duì)測(cè)量工作各層次崗位和一些典型測(cè)量工作任務(wù)進(jìn)行分析，針對(duì)職業(yè)能力需求不斷優(yōu)化項(xiàng)目式教學(xué)內(nèi)容。③結(jié)合畢業(yè)生就業(yè)去向，按照不同層次崗位技能需求，選擇對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建了“三段式”的模塊化課程。④組織編寫“三段式”教學(xué)方案并在土木工程專業(yè)學(xué)生中開展實(shí)踐，同時(shí)，不斷總結(jié)優(yōu)化，與企業(yè)技術(shù)骨干、相關(guān)院校專家一起編寫“三段式”教學(xué)的配套教材，共同使用。

四、結(jié)語

以崗位需求為導(dǎo)向，以職業(yè)能力訓(xùn)練與職業(yè)能力培養(yǎng)為主線，以工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)所需要的知識(shí)、能力為內(nèi)容[8]，堅(jiān)持理論與實(shí)踐結(jié)合的原則，將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員的不同層次崗位要求與教學(xué)各階段相對(duì)應(yīng)，構(gòu)建了特色鮮明、與國(guó)家（乃至國(guó)際）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)緊密接軌的“三段式”土木工程測(cè)量學(xué)課程教學(xué)模式。自2001年以來，我們按照“三段式”教學(xué)模式在99-13級(jí)土木工程專業(yè)學(xué)生中開展課堂、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等各個(gè)環(huán)節(jié)教學(xué)，使學(xué)生的測(cè)量技能實(shí)現(xiàn)階梯式提升，逐步形成崗位職業(yè)能力，使其畢業(yè)之后達(dá)到就業(yè)“零適應(yīng)期”，直接步入第二層次（測(cè)量員）開展工作。

工程測(cè)量學(xué)論文:工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展探析

摘要： 本文對(duì)工程測(cè)量學(xué)進(jìn)行了定義，指出了該學(xué)科的地位及研究應(yīng)用領(lǐng)域，闡述了工程測(cè)量學(xué)領(lǐng)域通用和專用儀器的發(fā)展。結(jié)合科研和開發(fā)實(shí)踐，簡(jiǎn)單介紹了地面控制與施工測(cè)量工程內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化自動(dòng)化系統(tǒng)―――科傻系統(tǒng)。最后展望了 21 世紀(jì)工程測(cè)量學(xué)若干發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞： 測(cè)量學(xué);工程測(cè)量;測(cè)量機(jī)器人

1 學(xué)科地位和研究應(yīng)用領(lǐng)域

1.1 學(xué)科定義工程測(cè)量學(xué)是研究地球空間（地面、地下、水下、空中）中具體幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和抽象幾何實(shí)體的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科。它主要以建筑工程、機(jī)器和設(shè)備為研究服務(wù)對(duì)象。

1.2 學(xué)科地位測(cè)繪科學(xué)和技術(shù)（或稱測(cè)繪學(xué)）是一門具有悠久歷史和現(xiàn)展的一級(jí)學(xué)科。總的來說，整個(gè)學(xué)科的二級(jí)學(xué)科應(yīng)作如下劃分：

①大地測(cè)量學(xué)（包括天文、幾何、物理、衛(wèi)星和海洋大地測(cè)量）;

②工程測(cè)量學(xué)（含近景攝影測(cè)量和礦山測(cè)量）;

③航空攝影測(cè)量與遙感學(xué);

④地圖制圖學(xué);

⑤不動(dòng)產(chǎn)地籍與土地整理。

1.3 研究應(yīng)用領(lǐng)域工程測(cè)量遍布我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)方面，按照工程建設(shè)的對(duì)象可分為：建筑工程測(cè)量、水利工程測(cè)量、橋梁工程測(cè)量、礦山測(cè)量、軍事工程測(cè)量等;按照工作順序可分為：勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的工程測(cè)量;施工過程中的工程測(cè)量和竣工結(jié)束后的工程測(cè)量這三個(gè)階段。

工程測(cè)量在不同的建筑工程施工階段有著不同的職責(zé)，它是工程建設(shè)中最基本的工作之一，它為建筑工程的其他相關(guān)工作提供服務(wù)，同時(shí)也是保障施工建筑工程質(zhì)量的最基本工作。由于工程測(cè)量學(xué)的研究應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，很多的學(xué)者就工程測(cè)量的某一行業(yè)進(jìn)行著書立說的比較常見，而全面涉及工程測(cè)量學(xué)理論、技術(shù)、方法和實(shí)際應(yīng)用的現(xiàn)代專著或教材則尚未出現(xiàn)。

工程測(cè)量學(xué)的研究領(lǐng)域既有相對(duì)的固定性，又是不斷發(fā)展變化的。筆者認(rèn)為，工程測(cè)量學(xué)主要包括以工程建筑為對(duì)象的工程測(cè)量和以設(shè)備與機(jī)器安裝為對(duì)象的工業(yè)測(cè)量?jī)纱蟛糠?。在學(xué)科上可劃分為普通工程測(cè)量和精密工程測(cè)量。工程測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供測(cè)繪保障，滿足工程所提出的要求。精密工程測(cè)量代表著工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展方向，大型特種精密工程建設(shè)是促進(jìn)工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。

2 工程測(cè)量?jī)x器的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用

測(cè)量?jī)x器伴隨著測(cè)繪科學(xué)發(fā)展而不斷發(fā)展，工程測(cè)量?jī)x器可分通用儀器和專用儀器。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，通用儀器中常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀和電磁波測(cè)距儀將逐漸被電子全測(cè)儀、電子水準(zhǔn)儀所替代。專用儀器主要包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電（子）結(jié)合式的儀器或測(cè)量系統(tǒng)，具有高精度、自動(dòng)化、遙測(cè)和持續(xù)觀測(cè)的特點(diǎn)。

2.1 GPS 系統(tǒng)的應(yīng)用在工程測(cè)量的工作中，GPS 技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，它具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。RTK 技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)逐級(jí)布網(wǎng)的理念進(jìn)行了更新，具有點(diǎn)位選擇限制少，作業(yè)時(shí)光短，結(jié)果精度高，工程費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)。過去測(cè)地形圖時(shí)，都需要通過在測(cè)站上測(cè)出四周地貌的碎部點(diǎn)來完成，最少需要2-3 人才能完成該項(xiàng)工作。RTK 技術(shù)只需要一人背著儀器在要測(cè)的地貌碎部點(diǎn)呆上兩秒鐘左右，并同時(shí)輸入特性編碼，通過手簿能實(shí)時(shí)知道點(diǎn)位精度，把一個(gè)區(qū)域測(cè)完后回到室內(nèi)，由專業(yè)的軟件接口就能輸出所要求的地形圖，省時(shí)省力，工作效率大大提高。

2.2 地圖數(shù)字化技術(shù)早期的紙質(zhì)地圖不利于保存和使用，信息技術(shù)的發(fā)展使得各工程測(cè)繪部門開始對(duì)早期的紙質(zhì)地圖進(jìn)行數(shù)字化的處理工作，方便存取、傳輸、修改和排版。利用掃描矢量化技術(shù)進(jìn)行地圖數(shù)字化是提高數(shù)字化質(zhì)量與速度的必由之路，針對(duì)大比例尺地形圖，大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動(dòng)提取多邊形信息，高效、便捷、保真地對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。

2.3 數(shù)字化成圖技術(shù)傳統(tǒng)的成圖方法難以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。測(cè)繪向自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化方向發(fā)展。數(shù)字測(cè)圖取代模擬測(cè)圖將成為必然。數(shù)字化成圖技術(shù)以其精度高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、便于保存和管理的特性受到了工程測(cè)繪人員的青睞。目前數(shù)字測(cè)圖有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式，主要設(shè)備為全站儀、電子手簿等，操作方便，成圖效率高，現(xiàn)場(chǎng)可以方便、及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正出現(xiàn)的錯(cuò)誤和遺漏的信息，這是傳統(tǒng)測(cè)圖方法所無法比擬的，是一種理想數(shù)字測(cè)圖模式。

2.4科傻系統(tǒng)科傻系統(tǒng)（COSA）是“地面測(cè)量工程控制與施工測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化和數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱，它使工程測(cè)量行業(yè)發(fā)生了革命性變化。該系統(tǒng)由兩個(gè)子系統(tǒng)組成：“基于掌上型電腦的測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)”（簡(jiǎn)稱COSA-HC），該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，通用性強(qiáng)，處理速度快，解算容量大。該子系統(tǒng)具有水準(zhǔn)測(cè)量、二、三維控制、碎部測(cè)量、道路測(cè)設(shè)、工程放樣等測(cè)量作業(yè)模塊;具有小規(guī)模水準(zhǔn)網(wǎng)、二、三維工程網(wǎng)的平差功能;具有文件管理和數(shù)據(jù)通信功能;該系統(tǒng)靈活方便，適合外業(yè)環(huán)境。其自動(dòng)化表現(xiàn)在通過和COSA 子系統(tǒng)COSAHC相配合，可以做到由外業(yè)數(shù)據(jù)采集、檢查到內(nèi)業(yè)概算、平差和成果報(bào)表輸出的自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理流程;其通用性表現(xiàn)在對(duì)控制網(wǎng)的網(wǎng)形、等級(jí)和網(wǎng)點(diǎn)編號(hào)沒有任何限制，可以處理任意結(jié)構(gòu)的水準(zhǔn)網(wǎng)和平面網(wǎng)，無須給出冗余的附加信息;其解算速度快，解算容量大表現(xiàn)在采用稀疏矩陣壓縮存儲(chǔ)、網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化排序和虛擬內(nèi)存等技術(shù)，在主頻166MHz 的586 微機(jī)上，解算500 個(gè)點(diǎn)的平面和水準(zhǔn)控制網(wǎng)不到1 分鐘;在具有20MB 剩余硬盤空間的微機(jī)上，可以解算多達(dá)5000 個(gè)點(diǎn)的平面控制網(wǎng)。

3 工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展展望

①全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)、RTK、CORS 測(cè)量技術(shù)的廣泛應(yīng)用。隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新帶來了現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的不斷推陳出新，工程測(cè)量領(lǐng)域廣泛應(yīng)用GPS、RTK、CORS 等現(xiàn)代的數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，不但加大了工程測(cè)量的精確度，而且降低了在野外進(jìn)行工程測(cè)量的難度。②測(cè)量機(jī)器人的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。③工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、三維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量，如人體各器官或部位的顯微測(cè)量和顯微圖像處理。④大型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的三維測(cè)量、幾何重構(gòu)以及質(zhì)量控制將是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)。⑤數(shù)據(jù)處理中數(shù)學(xué)物理模型的建立、分析和辨識(shí)將成為工程測(cè)量學(xué)專業(yè)教育的重要內(nèi)容。

工程測(cè)量對(duì)于工程施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都起著至關(guān)重要的作用。如果沒有工程測(cè)量人員的參與，工程的施工人員也將無法開展施工工作。在信息社會(huì)里，工程測(cè)量學(xué)的作用日益重要。因此，對(duì)測(cè)量工作要高度予以重視，大力提高我國(guó)測(cè)量的技術(shù)水平。

工程測(cè)量學(xué)論文:創(chuàng)造性思維模式在《工程測(cè)量學(xué)》課程中的應(yīng)用

【摘要】《工程測(cè)量學(xué)》是一門工程性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。以宿州學(xué)院“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)技能、高素質(zhì)”應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)為基準(zhǔn)，基于創(chuàng)造性思維模式展開了《工程測(cè)量學(xué)》教學(xué)改革研究，通過師生角色轉(zhuǎn)換、創(chuàng)造性思維教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)來改善課堂教學(xué)效果，對(duì)課程改革提出建設(shè)性策略。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)造性思維模式，工程測(cè)量學(xué)，應(yīng)用

一、引言

目前，高等教育的人才有創(chuàng)新型人才、應(yīng)用型人才和高素質(zhì)勞動(dòng)者三個(gè)層次。第一類主要由國(guó)家所屬的研究型大學(xué)和省屬研究型大學(xué)培養(yǎng)，第二類由普通本科院校培養(yǎng)，第三類由高職、中職院校培養(yǎng)。新建本科院校一般應(yīng)定位于研究型大學(xué)與職業(yè)院校之間，屬于應(yīng)用型大學(xué)。宿州學(xué)院作為新建本科院校，以就業(yè)為導(dǎo)向，以服務(wù)社會(huì)為目的，確立了“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)技能、高素質(zhì)”的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)。

面對(duì)日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，測(cè)繪用人單位傾向于聘用具有創(chuàng)新能力的學(xué)生。鑒于此，本文基于創(chuàng)造性思維教學(xué)模式對(duì)《工程測(cè)量學(xué)》展開課程教學(xué)改革，以學(xué)生為中心，從師生角色轉(zhuǎn)變、課程教學(xué)設(shè)計(jì)入手，注重理論聯(lián)系實(shí)際、創(chuàng)新能力的養(yǎng)成，使其掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和過硬的實(shí)踐技能，培養(yǎng)基礎(chǔ)廣、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的應(yīng)用型創(chuàng)新測(cè)繪人才，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，滿足社會(huì)和用人單位所需。

二、社會(huì)對(duì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的需求

學(xué)生是否掌握測(cè)繪相關(guān)崗位所需的理論知識(shí)、測(cè)繪技能及創(chuàng)新思維能力，解決實(shí)際工程中所遇問題，是培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才關(guān)鍵所在。應(yīng)用型創(chuàng)新人才必須具備以下幾方面的基本能力：

1.扎實(shí)的理論功底。只有具備深厚的基礎(chǔ)知識(shí)，才能多渠道汲取知識(shí)，綜合運(yùn)用知識(shí)思考問題、敏銳地發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)，找到問題的解決辦法。在大學(xué)四年本科學(xué)習(xí)生涯中，不僅要一如既往重視英語、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等課程的學(xué)習(xí)，打好公共基礎(chǔ)關(guān)，擴(kuò)大人文社會(huì)科學(xué)知識(shí)，還要打好專業(yè)基礎(chǔ)課，積極關(guān)注學(xué)科領(lǐng)域前沿知識(shí)，才能激發(fā)創(chuàng)造思維，不斷豐富、更新自身的知識(shí)架構(gòu)。

2.過硬的實(shí)踐技能。理論與實(shí)踐相結(jié)合，是培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的重要方式。《工程測(cè)量學(xué)》課程從根本上說，其主要任務(wù)是運(yùn)用測(cè)繪儀器解決工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理三階段的測(cè)量工作，具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性。實(shí)踐出真知，注重社會(huì)需求調(diào)查和崗位分析對(duì)人才知識(shí)、能力、素質(zhì)的需求，面向市場(chǎng)，以應(yīng)用為主旨，把好實(shí)踐環(huán)節(jié)項(xiàng)目設(shè)置關(guān)，狠抓實(shí)踐技能訓(xùn)練，使學(xué)生在有深厚的理論知識(shí)下，具有過硬的實(shí)踐技能。

3.樹立創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生不僅要掌握一定的理論知識(shí)和實(shí)踐技能，還要具備創(chuàng)新觀念，能夠生產(chǎn)新知識(shí)。通過積極關(guān)注國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)研究動(dòng)態(tài)，擴(kuò)大知識(shí)面，關(guān)注面對(duì)一些工程實(shí)際問題，能大膽提出新思想、新方法。顯然，只有那些具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和過硬的實(shí)踐技能的人才，能正確地把理論研究應(yīng)用到實(shí)際工程中，才能有效表達(dá)創(chuàng)新意圖，將書本知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際工作能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。

三、創(chuàng)造性思維模式概述

人類根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從某些事實(shí)中進(jìn)一步找出新關(guān)系、尋求新答案，這樣的思維活動(dòng)屬于人類思維的高級(jí)階段，即創(chuàng)造性思維。創(chuàng)造性思維概況起來主要具有新穎性、綜合性、突躍性、變通性、獨(dú)創(chuàng)性和價(jià)值性等特征。

創(chuàng)造性思維教學(xué)是為培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力的教學(xué)。其存在創(chuàng)造問題性解決的教學(xué)模式、問題解決型教學(xué)模式、多元才能發(fā)展教學(xué)模式、創(chuàng)造性思維教學(xué)三段模式四種形式。ATDE創(chuàng)造性思維教學(xué)模式在學(xué)生原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過“問（Asking）”“想（Thinking）”“做（Doing）”“評(píng)（Evaluation）”四步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力（包括敏銳力、流暢力、變通力、獨(dú)創(chuàng)力及周密的思維能力等“五力”）。

四、《工程測(cè)量學(xué)》課程教學(xué)中創(chuàng)造性思維的應(yīng)用

工程測(cè)量學(xué)是測(cè)繪學(xué)的重要分支。它是繼《測(cè)量學(xué)》、《數(shù)字測(cè)圖原理與方法》、《誤差理論與方法》、《控制測(cè)量》等專業(yè)課程之后的又一門主干課程，其理論與實(shí)踐并重。

1.教學(xué)過程中，師生角色轉(zhuǎn)變

在創(chuàng)造性思維教學(xué)模式下，教學(xué)的中心從過去的“教”轉(zhuǎn)移到“學(xué)”， 學(xué)生則由過去被動(dòng)的接受者，成為問題主動(dòng)探究者。教師在教學(xué)過程中，重在引導(dǎo)，說明思維和推理的過程，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，重視并培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能力，激發(fā)其創(chuàng)新與創(chuàng)作熱情，掌握良好的學(xué)習(xí)方法，發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，進(jìn)而創(chuàng)造性地解決問題，使得教學(xué)達(dá)到理想的成效。

2.創(chuàng)造性思維教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

（1）課程教學(xué)目標(biāo)：按照知識(shí)、能力、素質(zhì)的要求，培養(yǎng)學(xué)生掌握工程測(cè)量的基本理論知識(shí)和基本技能；掌握帶測(cè)繪儀器和相關(guān)專業(yè)軟件的操作技能，獨(dú)立思考和分析解決問題的能力；具備良好的職業(yè)道德素質(zhì)，較強(qiáng)人際交往能力，形成愛崗敬業(yè)、踏實(shí)肯干的專業(yè)素養(yǎng)。

（2） 課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化。教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化是課程教學(xué)改革的核心問題。目前，該課程選用武漢大學(xué)張正祿教授的《工程測(cè)量學(xué)》教材，主要是圍繞工程建設(shè)的三個(gè)階段規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、運(yùn)營(yíng)管理中的測(cè)量工作來編寫?！豆こ虦y(cè)量學(xué)》應(yīng)結(jié)合測(cè)繪發(fā)展方向，以社會(huì)實(shí)際需求為依據(jù)，明確課程線路測(cè)量、建筑工程測(cè)量、橋梁工程測(cè)量等幾條脈絡(luò)主線。并搜集工程案例，將近年來的一些新儀器和測(cè)繪新技術(shù)穿插到教材相應(yīng)章節(jié)，讓學(xué)生了解新測(cè)繪儀器和大型工程案例，貼近社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐，領(lǐng)會(huì)理論的產(chǎn)生是源于對(duì)實(shí)際工程的總結(jié)。

工程測(cè)量的實(shí)踐內(nèi)容要貼合工程實(shí)際情況，側(cè)重于知識(shí)和技術(shù)創(chuàng)新，注重應(yīng)用型測(cè)繪人才能力的開發(fā)與培養(yǎng)，諸如：掌握控制網(wǎng)布設(shè)原則及布置要求，完成測(cè)設(shè)任務(wù)，進(jìn)行場(chǎng)地平整測(cè)量，學(xué)會(huì)土方量計(jì)算，學(xué)會(huì)坡度線測(cè)設(shè)，一般高程法放樣，建立回歸方程對(duì)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等。

（3）教學(xué)方法革新。教學(xué)方法是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。從應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的層面來看，迫切要求改變舊的教學(xué)手段與觀念，在教學(xué)中，以學(xué)生為中心，教師要運(yùn)用多種教學(xué)方法，案例法、講授法、小組教學(xué)法等。針對(duì)典型工程進(jìn)行分析、研究，積極開展體驗(yàn)式教學(xué)，以使學(xué)生在掌握工程測(cè)量學(xué)的基本理論基礎(chǔ)上，緊密聯(lián)系實(shí)際，熟悉將來要工作的環(huán)境，提高學(xué)生的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)。

（4）教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系構(gòu)建。教學(xué)過程是師生雙向互動(dòng)的過程。積極開展教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的評(píng)價(jià)，綜合工程測(cè)量學(xué)課程特點(diǎn)，構(gòu)建學(xué)生評(píng)價(jià)、教師互評(píng)、督察組評(píng)教相結(jié)合的教師評(píng)價(jià)方式與教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)長(zhǎng)效教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中存在的問題并改之，督促教師全面提高個(gè)人業(yè)務(wù)素質(zhì)，學(xué)習(xí)積極投入學(xué)習(xí)，提升教學(xué)質(zhì)量。

基于創(chuàng)造性思維模式，學(xué)生首先帶著疑問如何實(shí)測(cè)高程進(jìn)行土方量計(jì)算，然后借助相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)方案用儀器測(cè)得高差信息，進(jìn)而付諸實(shí)施實(shí)地測(cè)量高程。各小組依據(jù)各自方案比比哪組測(cè)量的更精確，方法更甚一籌，最后對(duì)實(shí)測(cè)的高程基于方格網(wǎng)進(jìn)行土方計(jì)算，對(duì)手工計(jì)算方法和cass軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較看有無差異。教師結(jié)合各小組實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施可行性、實(shí)測(cè)高程時(shí)儀器操作熟練程度、計(jì)算土方過程嚴(yán)謹(jǐn)性及繪圖質(zhì)量等綜合評(píng)價(jià)小組表現(xiàn)，完成“問-想-做-評(píng)”創(chuàng)造性思維活動(dòng)訓(xùn)練。

五、結(jié)論與建議

基于創(chuàng)造性思維模式踐行《工程測(cè)量學(xué)》教學(xué)改革，在教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行師生角色轉(zhuǎn)換、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、革新教學(xué)方法、構(gòu)建教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系來提高教學(xué)質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，提出以下幾點(diǎn)教學(xué)改革建議：

1.制定新的教學(xué)大綱，編寫實(shí)驗(yàn)講義。宿州學(xué)院作為新建本科高校，成立專門的編審組每?jī)赡隇橐恢芷趯?duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂。工程測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目訓(xùn)練，掌握典型工程中測(cè)量工作，為學(xué)生將來從事生產(chǎn)、科研等專業(yè)技術(shù)工作打下了必要的基礎(chǔ)。為了提高實(shí)驗(yàn)教程實(shí)用性，方便教學(xué)，進(jìn)行自主編寫，在確保教材內(nèi)容具較強(qiáng)學(xué)術(shù)性的同時(shí)，也要注意與實(shí)際的聯(lián)系。

2.強(qiáng)化師資隊(duì)伍創(chuàng)新意識(shí)培育。強(qiáng)化教師隊(duì)伍建設(shè)，是新建應(yīng)用型本科高校發(fā)展戰(zhàn)略的必然選擇。教師通過不間斷的學(xué)習(xí)，具備創(chuàng)新意識(shí)，把創(chuàng)新作為組織教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，從教學(xué)理念、教學(xué)方法與手段、教學(xué)內(nèi)容幾方面入手著手研究創(chuàng)新，以適應(yīng)教學(xué)環(huán)境的變化并重新塑造自己，有意識(shí)引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成創(chuàng)新的學(xué)習(xí)方法。

3.建立嚴(yán)格的教學(xué)管理機(jī)制。嚴(yán)格的教學(xué)管理是保證應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生學(xué)了獲取理論知識(shí)和實(shí)踐技能，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)之外，尤為重要的是養(yǎng)成良好的紀(jì)律觀。依據(jù)學(xué)生在教學(xué)過程中學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)紀(jì)律遵守情況、儀器操作熟練程度、完成任務(wù)的實(shí)習(xí)任務(wù)的質(zhì)量、愛護(hù)儀器等情況對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)全過程進(jìn)行合理考核、評(píng)價(jià)，嚴(yán)肅考風(fēng)、考紀(jì)，形成公平競(jìng)爭(zhēng)良性的教學(xué)管理機(jī)制，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的全面提高。

工程測(cè)量學(xué)論文:工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展評(píng)述

摘要：本文對(duì)工程測(cè)量學(xué)重新進(jìn)行了定義，指出了該學(xué)科的地位和研究應(yīng)用領(lǐng)域；闡述了工程測(cè)量學(xué)領(lǐng)域通用和專用儀器的發(fā)展；在理論方法發(fā)展方面，重點(diǎn)對(duì)平差理論、工程網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了歸納和總結(jié)。扼要地?cái)⑹隽舜笮吞胤N精密工程測(cè)量在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況。結(jié)合科研和開發(fā)實(shí)踐，簡(jiǎn)介了地面控制與施工測(cè)量工程內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化自動(dòng)化系統(tǒng)——科傻系統(tǒng)。最后展望了21世紀(jì)工程測(cè)量學(xué)若干發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量；工業(yè)測(cè)量；精密工程測(cè)量；測(cè)量機(jī)器人；工程網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

工程測(cè)量學(xué)是研究地球空間(地面、地下、水下、空中)中具體幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和抽象幾何實(shí)體的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科。它主要以建筑工程、機(jī)器和設(shè)備為研究服務(wù)對(duì)象。

研究應(yīng)用領(lǐng)域

國(guó)際測(cè)量師聯(lián)合會(huì)(FIG)的第六委員會(huì)稱作工程測(cè)量委員會(huì)，過去它下設(shè)4個(gè)工作組：測(cè)量方法和限差；土石方計(jì)算；變形測(cè)量；地下工程測(cè)量。此外還設(shè)了一個(gè)特別組：變形分析與解釋?，F(xiàn)在，下設(shè)了6個(gè)工作組和2個(gè)專題組。6個(gè)工作組是：大型科學(xué)設(shè)備的高精度測(cè)量技術(shù)與方法；線路工程測(cè)量與優(yōu)化；變形測(cè)量；工程測(cè)量信息系統(tǒng)；激光技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用；電子科技文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)。2個(gè)專題組是：工程和工業(yè)中的特殊測(cè)量?jī)x器；工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

德國(guó)、瑞士、奧地利3個(gè)德語語系國(guó)家自50年起組織每3～4年舉行一次的“工程測(cè)量國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)”。過去把工程測(cè)量劃分為以下幾個(gè)專題：測(cè)量?jī)x器和數(shù)據(jù)獲取；數(shù)據(jù)解釋、處理和應(yīng)用；高層建筑和設(shè)備安裝測(cè)量；地下和深層建筑測(cè)量；環(huán)境和工程建筑物變形監(jiān)測(cè)。

從以上可見，工程測(cè)量學(xué)的研究領(lǐng)域既有相對(duì)的固定性，又是不斷發(fā)展變化的。筆者認(rèn)為，工程測(cè)量學(xué)主要包括以工程建筑為對(duì)象的工程測(cè)量和以設(shè)備與機(jī)器安裝為對(duì)象的工業(yè)測(cè)量?jī)纱蟛糠?。在學(xué)科上可劃分為普通工程測(cè)量和精密工程測(cè)量。工程測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供測(cè)繪保障，滿足工程所提出的要求。精密工程測(cè)量代表著工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展方向，大型特種精密工程建設(shè)是促進(jìn)工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。

二、工程測(cè)量?jī)x器的發(fā)展

工程測(cè)量?jī)x器可分通用儀器和專用儀器。通用儀器中常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀和電磁波測(cè)距儀將逐漸被電子全測(cè)儀、電子水準(zhǔn)儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的軟件，向全能型和智能化方向發(fā)展。帶電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和程序控制的全站儀結(jié)合激光、通訊及CCD技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量的全自動(dòng)化，被稱作測(cè)量機(jī)器人。測(cè)量機(jī)器人可自動(dòng)尋找并精確照準(zhǔn)目標(biāo)，在1 s內(nèi)完成一目標(biāo)點(diǎn)的觀測(cè)，像機(jī)器人一樣對(duì)成百上千個(gè)目標(biāo)作持續(xù)和重復(fù)觀測(cè)，可廣泛用于變形監(jiān)測(cè)和施工測(cè)量。GPS接收機(jī)已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。將GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人連接在一起，稱超全站儀或超測(cè)量機(jī)器人。它將GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)與全站儀靈活的3維極坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)完美結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)無控制網(wǎng)的各種工程測(cè)量。

專用儀器是工程測(cè)量學(xué)儀器發(fā)展最活躍的，主要應(yīng)用在精密工程測(cè)量領(lǐng)域。其中，包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電(子)結(jié)合式的儀器或測(cè)量系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是：高精度、自動(dòng)化、遙測(cè)和持續(xù)觀測(cè)。

綜上所述，工程測(cè)量專用儀器具有高精度(亞毫米、微米乃至納米)、快速、遙測(cè)、無接觸、可移動(dòng)、連續(xù)、自動(dòng)記錄、微機(jī)控制等特點(diǎn)，可作精密定位和準(zhǔn)直測(cè)量，可測(cè)量?jī)A斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，還可測(cè)振動(dòng)頻率以及物體的動(dòng)態(tài)行為。

工程測(cè)量理論方法的發(fā)展

1. 測(cè)量平差理論

最小二乘法廣泛應(yīng)用于測(cè)量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型，它是各種經(jīng)典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型。測(cè)量誤差理論主要表現(xiàn)在對(duì)模型誤差的研究上，主要包括：平差中函數(shù)模型誤差、隨機(jī)模型誤差的鑒別或診斷；模型誤差對(duì)參數(shù)估計(jì)的影響，對(duì)參數(shù)和殘差統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的影響；病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測(cè)方案設(shè)計(jì)的關(guān)系。由于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)參考點(diǎn)穩(wěn)定性檢驗(yàn)的需要，導(dǎo)致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測(cè)值粗差的研究促進(jìn)了控制網(wǎng)可靠性理論，以及變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)變形和觀測(cè)值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展。針對(duì)觀測(cè)值存在粗差的客觀實(shí)際，出現(xiàn)了穩(wěn)健估計(jì)(或稱抗差估計(jì))；針對(duì)法方程系數(shù)陣存在病態(tài)的可能，發(fā)展了有偏估計(jì)。與最小二乘估計(jì)相區(qū)別，穩(wěn)健估計(jì)和有偏估計(jì)稱為非最小二乘估計(jì)。

2. 工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法

網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件，解求目標(biāo)函數(shù)的極大值或極小值。一般將網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件。網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)主要有精度、可靠性和建網(wǎng)費(fèi)用，對(duì)于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)還包括網(wǎng)的靈敏度或可區(qū)分性。對(duì)于網(wǎng)的平差模型而言，按固定參數(shù)和待定參數(shù)的不同，網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)又分為零類、一類、二類和三類優(yōu)化設(shè)計(jì)，涉及到網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，網(wǎng)形、觀測(cè)值精度以及觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)。在工程測(cè)量中，施工控制網(wǎng)、安裝控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)都需要作優(yōu)化設(shè)計(jì)。

變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理

工程建筑物及與工程有關(guān)的變形的監(jiān)測(cè)、分析及預(yù)報(bào)是工程測(cè)量學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容。其中的變形分析和預(yù)報(bào)涉及到變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理。但變形分析和預(yù)報(bào)的范疇更廣，屬于多學(xué)科的交叉。

工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展展望

展望21世紀(jì)，工程測(cè)量學(xué)在以下方面將得到顯著發(fā)展：

測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)；

在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中，將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)，并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問題。

工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、3維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量，如人體各器官或部位的顯微測(cè)量和顯微圖像處理 ；

多傳感器的混合測(cè)量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，如GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人集成，可在大區(qū)域乃至國(guó)家范圍內(nèi)進(jìn)行無控制網(wǎng)的各種測(cè)量工作。

GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目，在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。

大型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的3維測(cè)量、幾何重構(gòu)以及質(zhì)量控制將是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)。

數(shù)據(jù)處理中數(shù)學(xué)物理模型的建立、分析和辨識(shí)將成為工程測(cè)量學(xué)專業(yè)教育的重要內(nèi)容。

綜上所述，工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在從1維、2維到3維、4維，從點(diǎn)信息到面信息獲取，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，從后處理到實(shí)時(shí)處理，從人眼觀測(cè)操作到機(jī)器人自動(dòng)尋標(biāo)觀測(cè)，從大型特種工程到人體測(cè)量工程，從高空到地面、地下以及水下，從人工量測(cè)到無接觸遙測(cè)，從周期觀測(cè)到持續(xù)測(cè)量。測(cè)量精度從毫米級(jí)到微米乃至納米級(jí)。工程測(cè)量學(xué)的上述發(fā)展將 直接對(duì)改善人們的生活環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量起重要作用。

工程測(cè)量學(xué)論文:工程測(cè)量學(xué)科進(jìn)展

摘要：工程測(cè)量技術(shù)有著悠遠(yuǎn)的歷史，它的服務(wù)范圍也極其廣闊。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)以及科學(xué)研究領(lǐng)域，都占有很重要的地位，對(duì)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著越來越重要的作用。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量、GPS、GIS、發(fā)展

近十幾年來，隨著信息科學(xué)和空間科學(xué)的快速發(fā)展，全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前工程測(cè)量技術(shù)的核心。并且，隨著工程測(cè)量的數(shù)字化，為測(cè)量服務(wù)的相關(guān)軟件也孕育而生，如：ARCGIS、MAPGIS、AutoCAD等。

一、工程測(cè)量學(xué)定義

工程測(cè)量學(xué)是研究在工程建設(shè)、工業(yè)和城市以及資源開發(fā)中，在規(guī)劃、勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理各個(gè)階段所進(jìn)行的控制測(cè)量、地形和有關(guān)信息的采集和處理（即大比例尺地形圖測(cè)繪）、地籍測(cè)繪、施工放樣、設(shè)備安裝、變形監(jiān)測(cè)及分析和預(yù)報(bào)等的理論、技術(shù)和方法，以及研究對(duì)測(cè)量和工程建設(shè)有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用的學(xué)科。[1]

二、工程測(cè)量學(xué)的研究應(yīng)用領(lǐng)域

從應(yīng)用的角度看，工程測(cè)量是一門服務(wù)性技術(shù)。除了其本身的理論與技術(shù)體系外，主要面向廣泛的工程應(yīng)用，為工程建設(shè)服務(wù)[2]。工程測(cè)量學(xué)的研究領(lǐng)域既有相對(duì)的固定性，又是不斷發(fā)展變化的。工程測(cè)量學(xué)主要包括以工程建筑為對(duì)象的工程測(cè)量和以設(shè)備與機(jī)器安裝為對(duì)象的工業(yè)測(cè)量?jī)纱蟛糠?。在學(xué)科上可劃分為普通工程測(cè)量和精密工程測(cè)量。工程測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供 測(cè)繪 保障，滿足工程所提出的要求。精密工程測(cè)量代表著工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展方向，大型特種精密工程建設(shè)是促進(jìn)工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。

三、工程測(cè)量?jī)x器的發(fā)展

工程測(cè)量?jī)x器可分通用儀器和專用儀器。通用儀器中常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀和電磁波測(cè)距儀將逐漸被電子全測(cè)儀、電子水準(zhǔn)儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的 軟件 ，向全能型和智能化方向發(fā)展。帶電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和程序控制的全站儀結(jié)合激光、通訊及CCD技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量的全自動(dòng)化，被稱作測(cè)量機(jī)器人。測(cè)量機(jī)器人可自動(dòng)尋找并精確照準(zhǔn)目標(biāo)，在1 s內(nèi)完成一目標(biāo)點(diǎn)的觀測(cè)，像機(jī)器人一樣對(duì)成百上千個(gè)目標(biāo)作持續(xù)和重復(fù)觀測(cè)，可廣泛用于變形監(jiān)測(cè)和 施工 測(cè)量。GPS接收機(jī)已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。將GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人連接在一起，稱超全站儀或超測(cè)量機(jī)器人。它將GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)與全站儀靈活的三維極坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)完美結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)無控制網(wǎng)的各種工程測(cè)量。

專用儀器是工程測(cè)量學(xué)儀器發(fā)展最活躍的，主要應(yīng)用在精密工程測(cè)量領(lǐng)域。其中，包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電（子）結(jié)合式的儀器或測(cè)量系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是：高精度、自動(dòng)化、遙測(cè)和持續(xù)觀測(cè)。

用于建立水平的或豎直的基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面，測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線（或基準(zhǔn)面）的偏距（垂距），稱為基準(zhǔn)線測(cè)量或準(zhǔn)直測(cè)量。這方面的儀器有正、倒錘與垂線觀測(cè)儀，金屬絲引張線，各種激光準(zhǔn)直儀、鉛直儀（向下、向上）、自準(zhǔn)直儀，以及尼龍絲或金屬絲準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)等。

在距離測(cè)量方面，包括中長(zhǎng)距離（數(shù)十米至數(shù)公里）、短距離（數(shù)米至數(shù)十米）和微距離（毫米至數(shù)米）及其變化量的精密測(cè)量。以ME5000為代表的精密激光測(cè)距儀和TERRAMETER LDM2雙頻激光測(cè)距儀，中長(zhǎng)距離測(cè)量精度可達(dá)亞毫米級(jí)；可喜的是，許多短距離、微距離測(cè)量都實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化，其中最典型的代表是銦瓦線尺測(cè)距儀DISTINVAR，應(yīng)變儀DISTERMETER ISETH，石英伸縮儀，各種光學(xué)應(yīng)變計(jì)，位移與振動(dòng)激光快速遙測(cè)儀等。采用多譜勒效應(yīng)的雙頻激光干涉儀，能在數(shù)十米范圍內(nèi)達(dá)到0.01μm的計(jì)量精度，成為重要的長(zhǎng)度檢校和精密測(cè)量設(shè)備；采用CCD線列傳感器測(cè)量微距離可達(dá)到百分之幾微米的精度，它們使距離測(cè)量精度從毫米、微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)世界。

四、工程測(cè)量現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r

1、空間技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用與發(fā)展

GPS的出現(xiàn)使定位、導(dǎo)航發(fā)生了革命性的變革。目前GPS偽距單點(diǎn)定位的精度為2～10m；載波相位單點(diǎn)定位為厘米到分米級(jí)；差分GPS（Differential Global Positioning）定位為亞米級(jí)到米級(jí)；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（Real-Time Kinematic，RTK）為亞厘米到厘米級(jí)，而載波靜態(tài)相對(duì)定位為毫米級(jí)。

2、數(shù)字測(cè)繪與空間信息的系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

我國(guó)數(shù)測(cè)繪技術(shù)從20世紀(jì)90年代處開始，經(jīng)歷十幾年的發(fā)展已日漸成熟，形成了自己的方法和多個(gè)具有自主版權(quán)的國(guó)產(chǎn)軟件。現(xiàn)在的數(shù)字測(cè)繪正在從二維向三維發(fā)展，形成三維測(cè)繪技術(shù)。

3、變形檢測(cè)理論和方法的發(fā)展

變形檢測(cè)是一項(xiàng)跨學(xué)科的研究，它是研究變形信息的獲取、分析和解釋，以及預(yù)報(bào)變形的理論和方法。

變形分析包括變形的幾何分析和物理解釋。前者用于模擬時(shí)空的特征，后者用于解釋變形和引起變形原因之間的關(guān)系。

4、工業(yè)測(cè)量

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、仿真、生產(chǎn)的自動(dòng)化流程，生產(chǎn)過程控制，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與監(jiān)控等進(jìn)行快速的、高精度的測(cè)量和定位，并給出復(fù)雜形體的數(shù)字模型或運(yùn)算軌跡等，這對(duì)工程測(cè)量提出了新的任務(wù)，興起了工業(yè)測(cè)量。工業(yè)測(cè)量技術(shù)發(fā)展飛速，技術(shù)設(shè)備向自動(dòng)化、智能化、信息化的方向邁進(jìn)。[3]

五、工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展展望

隨著科學(xué)的進(jìn)步，工程測(cè)量學(xué)必將在以下幾個(gè)方面取得快速的發(fā)展：

1. 測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)；

2. 在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中，將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)，并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問題。

3. 工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、三維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量，如人體各器官或部位的顯微測(cè)量和顯微圖像處理。

4. 多傳感器的混合測(cè)量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，如GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人集成，可在大區(qū)域乃至國(guó)家范圍內(nèi)進(jìn)行無控制網(wǎng)的各種測(cè)量工作。

5. GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目，在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、 施工 管理一體化方面發(fā)揮重大作用。

6. 大型和復(fù)雜 結(jié)構(gòu) 建筑、設(shè)備的三維測(cè)量、幾何重構(gòu)以及質(zhì)量控制將是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)。

7. 數(shù)據(jù)處理中數(shù)學(xué)物理模型的建立、分析和辨識(shí)將成為工程測(cè)量學(xué)專業(yè)教育的重要內(nèi)容。

工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在從一維、二維到三維、四維，從點(diǎn)信息到面信息獲取，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，從后處理到實(shí)時(shí)處理，從人眼觀測(cè)操作到機(jī)器人自動(dòng)尋標(biāo)觀測(cè)，從大型特種工程到人體測(cè)量工程，從高空到地面、地下以及水下，從人工量測(cè)到無接觸遙測(cè)，從周期觀測(cè)到持續(xù)測(cè)量。測(cè)量精度從毫米級(jí)到微米乃至納米級(jí)。工程測(cè)量學(xué)的上述發(fā)展將直接對(duì)改善人們的生活環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量起重要作用。

工程測(cè)量學(xué)論文:精密工程測(cè)量學(xué)在現(xiàn)實(shí)工作中的詳細(xì)運(yùn)用

摘要：我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是很快的，很多的工程上都是會(huì)運(yùn)用測(cè)量的，精確的測(cè)量對(duì)工程的實(shí)施是有很大的幫助的，常用的測(cè)量方法有很多，精密工程測(cè)量在較為科學(xué)的地面測(cè)量?jī)x器、三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)、GPS定位技術(shù)、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與GIS技術(shù)和大型精密精密工程測(cè)量的運(yùn)用。最終提出精密工程測(cè)量科學(xué)的未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞：精密工程測(cè)量學(xué)；運(yùn)用；發(fā)展

中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

精密工程測(cè)量科學(xué)是探索地球空間中詳細(xì)幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和抽象幾何實(shí)體的測(cè)量實(shí)現(xiàn)的理論辦法及科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)運(yùn)用行科學(xué)。它著重對(duì)建筑工程、器械和設(shè)施加以探究服務(wù)對(duì)象。

精密工程測(cè)量科學(xué)關(guān)鍵包含工程建筑為對(duì)象的精密工程測(cè)量和以設(shè)備與機(jī)器裝配為對(duì)象的工業(yè)測(cè)量?jī)蓚€(gè)主要方面。在學(xué)科上可劃分為普通精密工程測(cè)量和精密精密工程測(cè)量。精密工程測(cè)量科學(xué)的重要工作是對(duì)各種工程建設(shè)供應(yīng)測(cè)繪保障，滿足工程所提出的要求。精密精密工程測(cè)量代表著精密工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展方向，大型特種精密工程建設(shè)是促進(jìn)精密工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。

一 精密工程測(cè)量學(xué)在現(xiàn)實(shí)工作中的詳細(xì)運(yùn)用

1、先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器在精密工程測(cè)量中的運(yùn)用

⑴ 電子經(jīng)緯儀和全站儀的運(yùn)用，是地面測(cè)量技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。電子經(jīng)緯儀具有自動(dòng)記錄、自動(dòng)改正儀器軸系統(tǒng)差、自動(dòng)歸化計(jì)算、角度測(cè)量自動(dòng)掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差等優(yōu)點(diǎn)。全站儀測(cè)量可以利用電子手簿把野外測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄下來，通過接口設(shè)備傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，利用“人機(jī)交互”方式進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和圖形編輯，還可以把由微機(jī)控制的跟蹤設(shè)備加到全站儀上，能對(duì)一系列目標(biāo)自動(dòng)測(cè)量，即所謂“測(cè)地機(jī)器人”或“電子平板”野外直接圖形編輯，為測(cè)圖和工程放樣向數(shù)字化發(fā)展開辟了道路。

⑵ 激光水準(zhǔn)儀、全自動(dòng)數(shù)字水準(zhǔn)儀、記錄式精密補(bǔ)償水準(zhǔn)儀等儀器的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了在幾何水準(zhǔn)測(cè)量中自動(dòng)安平、自動(dòng)讀數(shù)和記錄、自動(dòng)檢核測(cè)量數(shù)據(jù)等功能，使幾何水準(zhǔn)測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。激光準(zhǔn)直儀和激光掃描儀在高層建筑施工和大面積混凝土施工中是必不可少的儀器。國(guó)產(chǎn)JDA系列多功能自動(dòng)激光準(zhǔn)直儀，具有6種自動(dòng)保持精度的基準(zhǔn)，可用于高層和高聳建筑的軸線測(cè)控；滑模測(cè)偏、測(cè)扭、水平測(cè)控；構(gòu)筑物與設(shè)備安裝放線控測(cè)；各類工程測(cè)平，結(jié)構(gòu)變形觀測(cè)等。

⑶陀螺經(jīng)緯儀是用于礦山、隧道等精密工程測(cè)量的另一類主要的地面測(cè)量?jī)x器，新一代的陀螺經(jīng)緯儀是由微機(jī)控制，儀器自動(dòng)、連續(xù)地觀測(cè)陀螺的搖動(dòng)并能補(bǔ)償外部的干擾，觀測(cè)時(shí)間短、精度高，如Cromad陀螺經(jīng)緯儀在7min左右的觀測(cè)時(shí)間能獲取3″的精度，比傳統(tǒng)陀螺經(jīng)緯儀精度提高近7倍，作業(yè)效率提高近10倍，標(biāo)志著陀螺經(jīng)緯儀向自動(dòng)化方向邁進(jìn)。

2、三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)的興起和運(yùn)用

80年代以來，隨著高新技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了一個(gè)新的階段，許多新的工業(yè)生產(chǎn)要求對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)化流程、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)等工作進(jìn)行快速、高精度的測(cè)點(diǎn)、定位，并給出運(yùn)行軌道或復(fù)雜形體的數(shù)字模型等，這是傳統(tǒng)的光學(xué)、機(jī)械方法所無法完成的。三維工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)是以電子經(jīng)緯儀或近景攝影儀為傳感器，在電子計(jì)算機(jī)的支持下而形成的三維測(cè)量系統(tǒng)，主要運(yùn)用于以下的工業(yè)領(lǐng)域：汽車、飛機(jī)工業(yè)及空間技術(shù)等方面設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造、組裝過程中的測(cè)量和定位；工業(yè)用機(jī)器人的檢測(cè)；衛(wèi)星接收天線安裝和維護(hù)的精度檢測(cè)；生產(chǎn)自動(dòng)化過程、生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)與檢測(cè)的動(dòng)態(tài)測(cè)量；負(fù)荷試驗(yàn)中變形與應(yīng)變測(cè)定。

三維工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)分為兩大類，以電子經(jīng)緯儀為傳感器的工業(yè)大地測(cè)量系統(tǒng)和以近景攝影機(jī)為傳感器的工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)。

工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)，通常是以近景攝影的方式實(shí)現(xiàn)的，其優(yōu)點(diǎn)是通過像片提供大量信息，施測(cè)周期短，可在瞬間完成測(cè)量全過程，可對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，可以多重?cái)z影，有多余觀測(cè)值，精度可靠。西歐北美一些國(guó)家的高精度工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)，最好的相對(duì)測(cè)量精度已達(dá)到百萬分之一。在我國(guó)的工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)一般精度較低，但也較多地得到運(yùn)用并取得顯著成效。如北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院用于測(cè)繪大型飛機(jī)外型；武漢測(cè)繪科技大學(xué)用于葛洲壩船閘變形監(jiān)測(cè)、龍口及上下游水面流速動(dòng)態(tài)測(cè)量；武鋼“4號(hào)高爐”煤氣管道變形監(jiān)測(cè)等。

3、GPS定位技術(shù)在精密工程測(cè)量中的運(yùn)用

80年代以來，隨著GPS定位技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展完善，使測(cè)繪定位技術(shù)發(fā)生了革命性的變革，為精密工程測(cè)量提供了嶄新的技術(shù)手段和方法。長(zhǎng)期以來用測(cè)角、測(cè)距、測(cè)水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù)，正在逐步被以一次性確定三維坐標(biāo)的、高速度、高效率、高精度的GPS技術(shù)所代替，同時(shí)定位范圍已從陸地和近海擴(kuò)展到海洋和宇宙空間；定位方法已從靜態(tài)擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)；定位服務(wù)領(lǐng)域已從導(dǎo)航和測(cè)繪領(lǐng)域擴(kuò)展到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的廣闊領(lǐng)域。

在我國(guó)GPS定位技術(shù)的運(yùn)用已深入各個(gè)領(lǐng)域，國(guó)家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地運(yùn)用GPS技術(shù)，在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測(cè)、地震的形變監(jiān)測(cè)、海島或海域測(cè)量等也已廣泛的使用GPS技術(shù)。隨著DGPS差分定位技術(shù)和RTK實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國(guó)AS技術(shù)的解除，單點(diǎn)定位精度不斷提高，GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、石油物探點(diǎn)定位、地質(zhì)勘查剖面測(cè)量、碎部點(diǎn)的測(cè)繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的運(yùn)用前景。

4、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在精密工程測(cè)量中的運(yùn)用

大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪，是城市與精密工程測(cè)量的重要內(nèi)容和任務(wù)。常規(guī)的成圖方法是一項(xiàng)腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)結(jié)合的艱苦的野外工作，同時(shí)還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長(zhǎng)，產(chǎn)品單一，難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。

隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的運(yùn)用和GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn)，把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來，形成一個(gè)從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)。系統(tǒng)的開發(fā)研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動(dòng)繪制。系統(tǒng)可直接提供紙圖，也可提供軟盤，為專業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

根據(jù)調(diào)研的不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)有60%城市與精密工程測(cè)量單位已不同程度的運(yùn)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)。目前存在的難題是數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)還不能滿足GIS的要求，所以，要制定一套標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式，使得數(shù)字化測(cè)繪成果既能滿足地形圖和專業(yè)圖的需求，同時(shí)又能通過數(shù)據(jù)交換滿足各類GIS的運(yùn)用，才能更好地推動(dòng)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展。

5、攝影測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用

攝影測(cè)量由于高質(zhì)量的攝影機(jī)，高精度測(cè)量?jī)x器和GPS以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，加上軟件的不斷改進(jìn)和完善，測(cè)量精度和效率顯著提高。攝影測(cè)量技術(shù)由于可以提供實(shí)時(shí)的三維空間信息，無需接觸被測(cè)物體，以及野外工作量少、效率高和成果品種多等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的運(yùn)用前景。

采用的儀器除利用高精度的模擬測(cè)圖儀和解析測(cè)圖儀成圖方法外，還用立體坐標(biāo)測(cè)圖儀與微機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)微機(jī)數(shù)據(jù)處理輸入繪圖機(jī)自動(dòng)繪圖。近幾年由于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的出現(xiàn)，為攝影測(cè)量技術(shù)運(yùn)用提供了嶄新的技術(shù)手段和方法。同時(shí)，由于GPS技術(shù)在攝影測(cè)量中的運(yùn)用，大量減少野外控制點(diǎn)的連測(cè)，大大提高了航測(cè)的效率與效益，開創(chuàng)了攝影測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。在國(guó)際上，如瑞士、美國(guó)、加拿大一些儀器廠商都先后研制和推出全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)，并得到有效的推廣與運(yùn)用。

工程測(cè)量學(xué)論文:數(shù)學(xué)在公路工程測(cè)量學(xué)上的具體應(yīng)用

摘要：數(shù)學(xué)在理工科學(xué)科方面有著舉足輕重的作用。本文主要討論數(shù)學(xué)與測(cè)量學(xué)的關(guān)系，數(shù)學(xué)在測(cè)量上的應(yīng)用，尤其是在公路工程測(cè)量上的具體應(yīng)用。最后說明數(shù)學(xué)思想對(duì)測(cè)量的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)、公路工程測(cè)量、應(yīng)用

1.引言

數(shù)學(xué)，是自然科學(xué)之首，是一門研究數(shù)與量的學(xué)科，同時(shí)也是一門研究空間形式的學(xué)科。作為一門基礎(chǔ)學(xué)科歷史悠久，伴隨著人類文明進(jìn)步不斷發(fā)展完善，至今數(shù)學(xué)這門學(xué)科的內(nèi)容豐富，其下門類分科眾多，與人類生活息息相關(guān)，不可分割。

與其他學(xué)科相比，數(shù)學(xué)是比較抽象的，但其應(yīng)用又是十分廣泛的，其應(yīng)用范圍遍及幾乎所有學(xué)科，幾乎每門學(xué)科都用數(shù)學(xué)解決自身的實(shí)際問題。實(shí)際問題為數(shù)學(xué)提供應(yīng)用背景，數(shù)學(xué)為實(shí)際問題提供理論基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)在研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、空間及變化上有一個(gè)很重要的分支——測(cè)量學(xué)。

2.公路工程測(cè)量學(xué)

工程測(cè)量學(xué)是研究工程建設(shè)和資源開發(fā)中，在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理各階段，進(jìn)行的控制測(cè)量、地形測(cè)繪和施工放樣、變形監(jiān)測(cè)的理論、技術(shù)和方法的學(xué)科。由于建設(shè)工程的不同，工程測(cè)量又可分為礦山工程測(cè)量學(xué)、水利工程測(cè)量學(xué)、公路工程測(cè)量學(xué)以及鐵路工程測(cè)量學(xué)等。

公路工程測(cè)量是一門重要的應(yīng)用學(xué)科，在生活中所有工程建設(shè)項(xiàng)目都必須以社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益為依據(jù)，按照自然條件和預(yù)期目的，進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，測(cè)量工作是工程建設(shè)中的一項(xiàng)最基礎(chǔ)的工作，在道路、橋梁、隧道工程建設(shè)中起著重要的作用，為選取一條最經(jīng)濟(jì)、最合理的路線，首先要進(jìn)行路線勘測(cè)，繪制帶狀地形圖，進(jìn)行縱、橫斷面測(cè)量，進(jìn)行紙上定線和路線設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)好的路線平面位置、縱坡及路基邊坡在地面上標(biāo)定出來，以指導(dǎo)施工，當(dāng)路線跨越河流時(shí)，擬設(shè)置橋梁跨越之前，應(yīng)測(cè)繪河流及兩岸地形圖，測(cè)定橋軸線的長(zhǎng)度及橋位處的河床斷面，橋位處的河流比降，為橋梁方案選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)，當(dāng)路線縱坡受地形限制，采用避讓山嶺繞線平面線形不能滿足規(guī)范要求，而選用隧道方案時(shí)，測(cè)定隧道進(jìn)出口大比例尺地形圖，為隧道洞口布置選擇提供必要的數(shù)據(jù)。

3.數(shù)學(xué)與測(cè)量學(xué)的關(guān)系

數(shù)學(xué)在測(cè)量中的應(yīng)用歷史悠久，數(shù)學(xué)與測(cè)量的關(guān)系源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，數(shù)學(xué)在測(cè)量的各個(gè)方面都得到了廣泛應(yīng)用。其應(yīng)用總體上都是圍繞“數(shù)”和“形”這兩個(gè)數(shù)學(xué)的基本概念進(jìn)行的。而測(cè)量的各個(gè)方面在數(shù)學(xué)的“數(shù)”和“形”的應(yīng)用上又各有側(cè)重。

數(shù)學(xué)與測(cè)量的關(guān)系可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代，人類最早丈量土地就與“數(shù)”和“形”有密不可分的關(guān)系?？茖W(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展是有生產(chǎn)決定的。測(cè)量科學(xué)也不例外，它是人類長(zhǎng)期以來，在生活和生產(chǎn)方面與自然界斗爭(zhēng)的結(jié)晶。由于生活和生產(chǎn)的需要，測(cè)量工作在遠(yuǎn)古時(shí)代的人類社會(huì)中就被用于實(shí)際。早在公元前21世紀(jì)夏禹治水時(shí)，已使用了“準(zhǔn)、繩、規(guī)、矩”四種測(cè)量工具和方法。埃及尼羅河泛濫后在農(nóng)田的整治中也應(yīng)用了原始的測(cè)量技術(shù)，幾何學(xué)應(yīng)用而生。數(shù)學(xué)為測(cè)量的發(fā)展提供了有力的解決問題的工具。長(zhǎng)期以來，像其他學(xué)科一樣，測(cè)量學(xué)就不斷應(yīng)用各種數(shù)學(xué)方法，幾乎所有的數(shù)學(xué)分支都在測(cè)量中取得了重要應(yīng)用。

測(cè)量學(xué)中的大地測(cè)量學(xué)是一門古老而又年輕的學(xué)科，是地球科學(xué)的一個(gè)分支。大地測(cè)量系統(tǒng)包括坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、和重力系統(tǒng)。其中，大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)規(guī)定了大地測(cè)量起算基準(zhǔn)的定義及其相應(yīng)的大地測(cè)量常數(shù)，是大地測(cè)量的尺度標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)現(xiàn)方式。在我國(guó)成立初期，我國(guó)暫時(shí)采用了克拉索夫斯基參考橢球，并與前蘇聯(lián)于1942年坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，通過計(jì)算建立了我國(guó)大地坐標(biāo)系統(tǒng)，稱為“北京1954大地坐標(biāo)系”。由于采用了前蘇聯(lián)的參考橢球使得與我國(guó)的大部地區(qū)產(chǎn)生了偏差。基于測(cè)量工程精確的要求，20世紀(jì)八十年代，我國(guó)采用國(guó)際大地測(cè)量和地球物理聯(lián)合會(huì)的IUGG75橢球作為參考橢球，經(jīng)過大規(guī)模的天文大地測(cè)量網(wǎng)計(jì)算，建立了較為完善的我國(guó)獨(dú)立的參心坐標(biāo)系統(tǒng)，稱“西安1980坐標(biāo)系統(tǒng)”。其克服了前一系統(tǒng)對(duì)我國(guó)大地測(cè)量計(jì)算的某些不利影響。這充分體現(xiàn)出測(cè)量學(xué)對(duì)于準(zhǔn)確、精確客觀的要求，這與數(shù)學(xué)對(duì)于其自身的客觀準(zhǔn)確性的要求是密不可分的。

4.數(shù)學(xué)在公路工程測(cè)量學(xué)上的具體應(yīng)用

水準(zhǔn)測(cè)量是測(cè)量學(xué)的一個(gè)重要組成部分，利用水準(zhǔn)儀測(cè)量高差，用到了數(shù)學(xué)中最基本的幾何關(guān)系，后期對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量成果的處理，如：高差閉合差的計(jì)算，高差閉合的調(diào)整，都是根據(jù)數(shù)學(xué)原理中的求和求差而計(jì)算出來的。

角度測(cè)量也是測(cè)量中非常重要的一個(gè)部分，測(cè)量角度的儀器——經(jīng)緯儀，其本身就與數(shù)學(xué)有著千絲萬縷的聯(lián)系，如儀器架設(shè)，水平度盤、豎直度盤的刻度設(shè)置。另外測(cè)量成果的處理，也有著統(tǒng)計(jì)學(xué)的數(shù)學(xué)思想。

測(cè)量學(xué)上的坐標(biāo)正算和坐標(biāo)反算，跟數(shù)學(xué)上平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)算法可以說是一模一樣。

測(cè)量誤差的處理方面，利用到了數(shù)學(xué)中的算術(shù)平均值、眾數(shù)、相對(duì)數(shù)等。

同樣，導(dǎo)線的測(cè)量，也是測(cè)量學(xué)的一個(gè)重要的組成部分，在導(dǎo)線的測(cè)量過程中，各種復(fù)雜的計(jì)算，各種公式的代換，以及為減小誤差而做的各種計(jì)算，都是以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的。

平面曲線測(cè)設(shè)中，利用數(shù)學(xué)中的回旋線作為緩和曲線，在曲線的計(jì)算中用到了三角函數(shù)、微積分、角度弧度轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換等數(shù)學(xué)知識(shí)。

歸根到底，測(cè)量的很多方法，背后都離不了數(shù)學(xué)的支持。在工程測(cè)量的這門學(xué)科中，從儀器的使用到對(duì)所得數(shù)據(jù)的處理，從對(duì)誤差的減小到對(duì)計(jì)算結(jié)果的最終檢核，始終沒有哪一個(gè)步驟，哪一個(gè)環(huán)節(jié)，能離得開數(shù)學(xué)的支持。未來，隨著工程測(cè)量學(xué)的不斷深入，知識(shí)的不斷增加。相信數(shù)學(xué)和測(cè)量學(xué)的融入會(huì)更加的廣泛。正如德國(guó)大數(shù)學(xué)家，號(hào)稱“數(shù)學(xué)王子”的高斯曾說：“數(shù)學(xué)是科學(xué)的皇后”。從上述可見，就數(shù)學(xué)為人類提供精密的測(cè)量而言，“科學(xué)的皇后”這頂桂冠，數(shù)學(xué)是當(dāng)之無愧的。5.數(shù)學(xué)思想對(duì)測(cè)量的指導(dǎo)

幾乎所有學(xué)科都應(yīng)用到了數(shù)學(xué)，用數(shù)學(xué)來解決自身的實(shí)際問題，而數(shù)學(xué)又以此為背景為實(shí)際問題提供理論基礎(chǔ)?？梢姅?shù)學(xué)在其發(fā)展的同時(shí)促進(jìn)了其他學(xué)科的發(fā)展，而其他學(xué)科的發(fā)展也促進(jìn)了數(shù)學(xué)的進(jìn)步，當(dāng)然測(cè)量也不例外。將數(shù)學(xué)與測(cè)量相結(jié)合，對(duì)數(shù)學(xué)與測(cè)量都有重要的意義，有效的利用數(shù)學(xué)及其新的分支學(xué)科，更有利于測(cè)量的發(fā)展。

相信隨著數(shù)學(xué)思想在測(cè)量應(yīng)用的不斷加深，一定會(huì)使得其有長(zhǎng)足的進(jìn)步與發(fā)展。

工程測(cè)量學(xué)論文:淺析工程測(cè)量學(xué)

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，城市工程測(cè)量正處在從模擬方法測(cè)繪到數(shù)字化測(cè)繪的變革時(shí)期。本文對(duì)工程測(cè)量學(xué)重新進(jìn)行了定義，指出了該學(xué)科的地位和研究應(yīng)用領(lǐng)域；闡述了工程測(cè)量學(xué)領(lǐng)域通用和專用儀器的發(fā)展；結(jié)合科研和開發(fā)實(shí)踐，簡(jiǎn)介了地面控制與施工測(cè)量工程內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化自動(dòng)化系統(tǒng)——科傻系統(tǒng)。對(duì)工程測(cè)量學(xué)發(fā)展作出了展望。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量、工程測(cè)量學(xué)儀器

1、概述

由于工程測(cè)量的研究應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，發(fā)展變化也很快。工程測(cè)量學(xué)的研究領(lǐng)域是相對(duì)的固定性，又是不斷發(fā)展變化的。工程測(cè)量?jī)x器可分通用儀器和專用儀器。在學(xué)科上可劃分為普通工程測(cè)量和精密工程測(cè)量。工程測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供工程保障，滿足工程所提出的要求。

解析法和模擬法是網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的兩種方法。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件，解求目標(biāo)函數(shù)的極大值或極小值。在工程測(cè)量中，施工控制網(wǎng)、安裝控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)都需要作優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于采用GPS定位技術(shù)和電磁波測(cè)距，網(wǎng)的幾何圖形概念與傳統(tǒng)的測(cè)角網(wǎng)有很大的區(qū)別。根據(jù)設(shè)計(jì)資料和地圖資料在圖上選點(diǎn)布網(wǎng)，獲取網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)(最好將資料作數(shù)字化掃描并在微機(jī)上進(jìn)行)。除特別的精密控制網(wǎng)可考慮用專門編寫的解析法優(yōu)化設(shè)計(jì)程序作網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)外，其他的網(wǎng)都可用模擬法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

多元回歸分析需要較長(zhǎng)的一致性好的多組時(shí)間序列數(shù)據(jù)。也可用于變形預(yù)報(bào)。變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的幾種典型方法。變形模型既可根據(jù)變形體的物理力學(xué)性質(zhì)和地質(zhì)信息選取，也可根據(jù)點(diǎn)場(chǎng)的位移矢量和變形過程曲線選取。變形的物理解釋通常采用統(tǒng)計(jì)分析法和確定函數(shù)法。統(tǒng)計(jì)分析法包括多元回歸分析、灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)度分析以及時(shí)間序列頻域法分析中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析等。系統(tǒng)論方法還涉及變形體運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究，這種穩(wěn)定性在數(shù)學(xué)上可轉(zhuǎn)化為微分方程穩(wěn)定性的研究，主要采用李亞普諾夫提出的判別方法。

科傻系統(tǒng)集成了測(cè)量學(xué)、控制測(cè)量學(xué)、工程測(cè)量學(xué)、測(cè)量平差等課程的有關(guān)專業(yè)知識(shí)和長(zhǎng)期科研成果，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、教學(xué)及科技開發(fā)活動(dòng)?？粕迪到y(tǒng)是對(duì)電子全站儀實(shí)現(xiàn)在線控制數(shù)據(jù)采集。掌上電腦上可固化兩個(gè)軟件包，一個(gè)用于地面控制測(cè)量數(shù)據(jù)采集、檢查、預(yù)處理、概算以及網(wǎng)平差等稱科傻一；在微機(jī)上研制了一個(gè)“現(xiàn)代測(cè)量控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理通用軟件包”稱科傻二。一個(gè)用于工程放樣、道路測(cè)量以及碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集稱科傻三。

2、學(xué)科地位和研究應(yīng)用領(lǐng)域

2．1 學(xué)科定義

工程測(cè)量學(xué)是研究地球空間(地面、地下、水下、空中)中具體幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和抽象幾何實(shí)體的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科。它主要以建筑工程、機(jī)器和設(shè)備為研究服務(wù)對(duì)象。

2．2 學(xué)科地位

測(cè)繪科學(xué)和技術(shù)(或稱測(cè)繪學(xué))是一門具有悠久歷史和現(xiàn)展的一級(jí)學(xué)科。該學(xué)科無論怎樣發(fā)展，服務(wù)領(lǐng)域無論怎樣拓寬，與其他學(xué)科的交叉無論怎樣增多或加強(qiáng)，學(xué)科無論出現(xiàn)怎樣的綜合和細(xì)分，學(xué)科名稱無論怎樣改變，學(xué)科的本質(zhì)和特點(diǎn)都不會(huì)改變?？偟膩碚f，整個(gè)學(xué)科的二級(jí)學(xué)科仍應(yīng)作如下劃分：

大地測(cè)量學(xué)(包括天文、幾何、物理、衛(wèi)星和海洋大地測(cè)量)；

工程測(cè)量學(xué)(含近景攝影測(cè)量和礦山測(cè)量)；

航空攝影測(cè)量與遙感學(xué)；

地圖制圖學(xué)；

不動(dòng)產(chǎn)地籍與土地整理。

2．3 研究應(yīng)用領(lǐng)域

目前國(guó)內(nèi)把工程建設(shè)有關(guān)的工程測(cè)量按勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)行管理三個(gè)階段劃分；也有按行業(yè)劃分成：線路(鐵路、公路等)工程測(cè)量、水利工程測(cè)量、橋隧工程測(cè)量、建筑工程測(cè)量、礦山測(cè)量、海洋工程測(cè)量、軍事工程測(cè)量、3維工業(yè)測(cè)量等，幾乎每一行業(yè)和工程測(cè)量都有相應(yīng)的著書或教材。

由Hennecke,Mueller,Werner 3個(gè)德國(guó)人所編著的工程測(cè)量學(xué)，主要按下述內(nèi)容進(jìn)行劃分和編寫：①測(cè)量?jī)x器和方法；②線路、鐵路、公路建設(shè)測(cè)量；③高層建筑測(cè)量；④地下建筑測(cè)量；⑤安全監(jiān)測(cè)；⑥機(jī)器和設(shè)備測(cè)量。

由于工程測(cè)量的研究應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，發(fā)展變化也很快，因此寫書十分困難。目前國(guó)內(nèi)外沒有一本全面涉及工程測(cè)量學(xué)理論、技術(shù)、方法和實(shí)際應(yīng)用的現(xiàn)代專著或教材。

國(guó)際測(cè)量師聯(lián)合會(huì)(FIG)的第六委員會(huì)稱作工程測(cè)量委員會(huì)，過去它下設(shè)4個(gè)工作組：測(cè)量方法和限差；土石方計(jì)算；變形測(cè)量；地下工程測(cè)量。此外還設(shè)了一個(gè)特別組：變形分析與解釋?，F(xiàn)在，下設(shè)了6個(gè)工作組和2個(gè)專題組。6個(gè)工作組是：大型科學(xué)設(shè)備的高精度測(cè)量技術(shù)與方法；線路工程測(cè)量與優(yōu)化；變形測(cè)量；工程測(cè)量信息系統(tǒng)；激光技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用；電子科技文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)。2個(gè)專題組是：工程和工業(yè)中的特殊測(cè)量?jī)x器；工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

德國(guó)、瑞士、奧地利3個(gè)德語語系國(guó)家自50年起組織每3～4年舉行一次的“工程測(cè)量國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)”。過去把工程測(cè)量劃分為以下幾個(gè)專題：測(cè)量?jī)x器和數(shù)據(jù)獲??；數(shù)據(jù)解釋、處理和應(yīng)用；高層建筑和設(shè)備安裝測(cè)量；地下和深層建筑測(cè)量；環(huán)境和工程建筑物變形監(jiān)測(cè)。 1992年第11屆討論會(huì)的專題是：測(cè)量理論與測(cè)量方案；測(cè)量技術(shù)和測(cè)量系統(tǒng)；信息系統(tǒng)和CAD；在建筑工程和工業(yè)中的應(yīng)用。 1996年的第12屆討論會(huì)的專題是：測(cè)量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；監(jiān)測(cè)和控制；在工業(yè)和建筑工程中的質(zhì)量問題；數(shù)據(jù)模型和信息系統(tǒng)；交叉學(xué)科的大型工程項(xiàng)目。 從以上可見，工程測(cè)量學(xué)的研究領(lǐng)域既有相對(duì)的固定性，又是不斷發(fā)展變化的。筆者認(rèn)為，工程測(cè)量學(xué)主要包括以工程建筑為對(duì)象的工程測(cè)量和以設(shè)備與機(jī)器安裝為對(duì)象的工業(yè)測(cè)量?jī)纱蟛糠?。在學(xué)科上可劃分為普通工程測(cè)量和精密工程測(cè)量。工程測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供工程保障，滿足工程所提出的要求。精密工程測(cè)量代表著工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展方向，大型特種精密工程建設(shè)是促進(jìn)工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。

3、 工程測(cè)量?jī)x器的發(fā)展

工程測(cè)量?jī)x器可分通用儀器和專用儀器。通用儀器中常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀和電磁波測(cè)距儀將逐漸被電子全測(cè)儀、電子水準(zhǔn)儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的軟件，向全能型和智能化方向發(fā)展。帶電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和程序控制的全站儀結(jié)合激光、通訊及CCD技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量的全自動(dòng)化，被稱作測(cè)量機(jī)器人。測(cè)量機(jī)器人可自動(dòng)尋找并精確照準(zhǔn)目標(biāo)，在1 s內(nèi)完成一目標(biāo)點(diǎn)的觀測(cè)，像機(jī)器人一樣對(duì)成百上千個(gè)目標(biāo)作持續(xù)和重復(fù)觀測(cè)，可廣泛用于變形監(jiān)測(cè)和施工測(cè)量。GPS接收機(jī)已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。將GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人連接在一起，稱超全站儀或超測(cè)量機(jī)器人。它將GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)與全站儀靈活的3維極坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)完美結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)無控制網(wǎng)的各種工程測(cè)量。 專用儀器是工程測(cè)量學(xué)儀器發(fā)展最活躍的，主要應(yīng)用在精密工程測(cè)量領(lǐng)域。其中，包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電(子)結(jié)合式的儀器或測(cè)量系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是：高精度、自動(dòng)化、遙測(cè)和持續(xù)觀測(cè)。 用于建立水平的或豎直的基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面，測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(或基準(zhǔn)面)的偏距(垂距)，稱為基準(zhǔn)線測(cè)量或準(zhǔn)直測(cè)量。這方面的儀器有正、倒錘與垂線觀測(cè)儀，金屬絲引張線，各種激光準(zhǔn)直儀、鉛直儀(向下、向上)、自準(zhǔn)直儀，以及尼龍絲或金屬絲準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)等。

工程測(cè)量學(xué)論文:《工程測(cè)量學(xué)》實(shí)踐教學(xué)改革研究

摘要： 《工程測(cè)量學(xué)》實(shí)踐環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)過程中占有重要地位，針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)存在的諸多問題和不足，教改團(tuán)隊(duì)提出了多項(xiàng)改革措施并本校學(xué)生中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這是對(duì)商丘師范學(xué)院辦學(xué)定位的有益探索嘗試，不僅鞏固和加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握，教學(xué)效果良好，更激發(fā)了學(xué)生們學(xué)習(xí)技能的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

關(guān)鍵詞： 土木工程測(cè)量；課程改革；實(shí)驗(yàn)改革

0 引言

《工程測(cè)量學(xué)》是土木類專業(yè)必修和專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)，實(shí)踐與理論結(jié)合嚴(yán)密的學(xué)科，因此要求其理論與實(shí)踐教學(xué)并重。商丘師范學(xué)院是一所應(yīng)用型本科院校，其中建筑與土木工程學(xué)院現(xiàn)有專業(yè)土木工程和建筑學(xué)兩個(gè)專業(yè)，培養(yǎng)大量應(yīng)用型人才，由于建院時(shí)間較短，在《工程測(cè)量學(xué)》的教學(xué)上存在很多不足，比如，最初由于設(shè)備有限，只注重理論教學(xué)，學(xué)生實(shí)踐教學(xué)較少，后有所改善，但實(shí)踐教學(xué)方面不足之處仍較多。如實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括課后實(shí)驗(yàn)和課后實(shí)習(xí)，隨著測(cè)繪行業(yè)新技術(shù)、新設(shè)備的出現(xiàn)，校園教學(xué)設(shè)施更新速度遠(yuǎn)不及行業(yè)進(jìn)步，因此實(shí)踐教學(xué)與實(shí)際工程脫節(jié)，教學(xué)目標(biāo)中的要求學(xué)生創(chuàng)新能力的提高也難以實(shí)現(xiàn)。

1 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題

1.1 教材內(nèi)容落后，理論與實(shí)踐脫節(jié) 教材內(nèi)容一成不變，如水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀構(gòu)造部分，仍以微傾式水準(zhǔn)儀和光學(xué)經(jīng)緯儀為主，而在行業(yè)中，這兩種設(shè)備已經(jīng)盡乎淘汰。本校所用的水準(zhǔn)儀也是自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和電子經(jīng)緯儀。這就導(dǎo)致理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，學(xué)生不知所云。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)不足 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少，課后實(shí)踐環(huán)節(jié)僅停留在儀器的基本使用上，并且由于沒有完善的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，學(xué)生僅會(huì)進(jìn)行儀器操作，卻無法在實(shí)際工程中應(yīng)用。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少 由于建院時(shí)間較短，教學(xué)設(shè)備十分短缺。正常情況4-5人一組使用一臺(tái)設(shè)備，而由于我院學(xué)生較多，設(shè)備嚴(yán)重不足，實(shí)際的實(shí)踐環(huán)節(jié)甚至達(dá)到10人一組，又因?qū)嶒?yàn)課時(shí)較少，很多學(xué)生甚至還沒輪到其操作就已經(jīng)下課。兩周的測(cè)量實(shí)習(xí)，由于學(xué)生多，不得不分批次進(jìn)行，一學(xué)年中第一學(xué)期的實(shí)習(xí)時(shí)間，排到后面的學(xué)生不得不推到寒冬臘月，而第二學(xué)期的實(shí)習(xí)時(shí)間則推到酷暑，這兩個(gè)時(shí)間均不利于測(cè)量工作的進(jìn)行。

1.4 實(shí)習(xí)內(nèi)容落后，與行業(yè)脫節(jié) 測(cè)量實(shí)習(xí)還停留在繪制大比例尺地形圖，而在行業(yè)中多采用數(shù)字測(cè)圖，且在建筑行業(yè)中，從事施工放樣的人的比例遠(yuǎn)高于測(cè)繪地形圖，因此實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)與行業(yè)應(yīng)用脫節(jié)。

2 實(shí)踐教學(xué)改革內(nèi)容

針對(duì)我院往年在上述實(shí)踐環(huán)節(jié)中的不足，本教研團(tuán)隊(duì)就如何做好實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)，如何改進(jìn)教學(xué)手段和方法，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，進(jìn)行了探討和實(shí)踐應(yīng)用。

2.1 從思想上重視實(shí)踐環(huán)節(jié) 教師必須首先從思想上重視實(shí)踐教學(xué)，因?yàn)閷?shí)踐教學(xué)是學(xué)生掌握理論知識(shí)的基本途徑和方法，也是反映課堂理論教學(xué)效果好壞的一面鏡子。教師不能把實(shí)踐教學(xué)僅僅當(dāng)作一個(gè)教學(xué)程序，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐過程放任自流，而應(yīng)結(jié)合實(shí)際，思考理論和技能的應(yīng)用問題，真正站在學(xué)生的角度來考慮學(xué)什么、教什么、怎么教和怎么學(xué)的問題；同時(shí)應(yīng)重視新技術(shù)手段的應(yīng)用，從觀念上提高實(shí)踐教學(xué)的自覺性，增強(qiáng)探索改革的意識(shí)。[1]從而幫助學(xué)生了解測(cè)量實(shí)踐的重要性，激發(fā)學(xué)生實(shí)踐興趣，變傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

2.2 教學(xué)設(shè)備革新、實(shí)訓(xùn)基地建立 學(xué)校非常重視測(cè)量學(xué)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，為解決以往測(cè)量設(shè)備少，學(xué)生多的問題，學(xué)校大量采購(gòu)先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，電子水準(zhǔn)儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、激光測(cè)距儀、激光投線儀等一批土建施工中常用先進(jìn)儀器被購(gòu)進(jìn)，一方面解決設(shè)備數(shù)與學(xué)生量不成比例問題，另一方面，使學(xué)生能接觸工地常用儀器，提高上手速度。測(cè)量?jī)x器除學(xué)生上課時(shí)可以使用外，只要有空閑，學(xué)生可隨時(shí)借用。每種儀器都配有內(nèi)容詳盡的功能介紹和操作說明，配有專門的儀器管理老師，即使專業(yè)課老師不在，儀器老師也可進(jìn)行指導(dǎo)。

建立實(shí)訓(xùn)基地。測(cè)量學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)室、校內(nèi)實(shí)習(xí)基地和校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)三個(gè)方面。[2]為了提高實(shí)習(xí)質(zhì)量，我們?cè)谛@內(nèi)建立了一片獨(dú)立的校內(nèi)實(shí)習(xí)場(chǎng)地。并與國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連測(cè)，建立了可長(zhǎng)期使用的標(biāo)準(zhǔn)固定點(diǎn)。實(shí)習(xí)場(chǎng)地模擬土建工地實(shí)際情況建立，使學(xué)生在必做的水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上完全與工地接軌。學(xué)校與多家建筑企業(yè)建立聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生計(jì)劃，校外實(shí)習(xí)與建筑施工相結(jié)合，讓學(xué)生能切身參與到施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，為將來學(xué)生就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.3 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革 傳統(tǒng)實(shí)踐課都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立觀察、思考及分析問題的能力和獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新意識(shí)。因此需要減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，探索開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，注重發(fā)揮學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中的主體作用。在實(shí)踐課中，教師根據(jù)實(shí)際土木工程中所用到的測(cè)量知識(shí)，提出一個(gè)測(cè)量任務(wù)，如一個(gè)建筑物的基礎(chǔ)放樣，某棟新建筑物的變形測(cè)量等，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)自己設(shè)計(jì)測(cè)量計(jì)劃并進(jìn)行實(shí)施，教師對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)行啟發(fā)式指導(dǎo)。這種實(shí)踐教學(xué)方法體現(xiàn)了以人為本的教育思想，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。其打破了實(shí)驗(yàn)依附理論的傳統(tǒng)教學(xué)模式，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)能力的基本方法和有效途徑。[3]另外，根據(jù)對(duì)用人單位調(diào)研后得出的結(jié)果，可以適當(dāng)減少地形圖測(cè)繪方面的實(shí)驗(yàn)課，多增加施工放樣、變形觀測(cè)、竣工觀測(cè)等工地應(yīng)用較多的內(nèi)容。

2.4 實(shí)踐教學(xué)方法改革 多媒體課件多應(yīng)用于理論教學(xué)環(huán)節(jié)，在測(cè)量實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，借助多媒體以三維動(dòng)畫的形式來模擬測(cè)量?jī)x器的構(gòu)造、測(cè)量的原理與過程，從而縮短了實(shí)驗(yàn)課教師的講解時(shí)間，也使得教學(xué)內(nèi)容更直觀，學(xué)生更易接受，從而更好地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。同時(shí)還可向?qū)W生展示新儀器在工程中的應(yīng)用情況，引導(dǎo)學(xué)生將測(cè)量課程與所學(xué)專業(yè)緊密聯(lián)系。[4]另外，將平時(shí)上課情況拍成教學(xué)視頻，放在校園網(wǎng)上，方便學(xué)生學(xué)習(xí)。

3 結(jié)語

以上改革內(nèi)容在我校11級(jí)土木工程專業(yè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：學(xué)生上交的實(shí)習(xí)成果規(guī)范、數(shù)據(jù)可靠。不僅鞏固和加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握，教學(xué)效果良好，更激發(fā)了學(xué)生們學(xué)習(xí)技能的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。工地實(shí)習(xí)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)儀器操作熟練度，解決工地實(shí)際問題的能力明顯高于往屆。另外，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力也得到了很好的提升。

工程測(cè)量學(xué)論文:論工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展及測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用

摘要：工程測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供測(cè)繪保障。滿足工程所提出的要求，精密工程測(cè)量代表著工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展方向，大型特種精密工程建設(shè)是促進(jìn)工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。本文主要對(duì)工程測(cè)量的發(fā)展歷程作了簡(jiǎn)要概述，闡述了在工程測(cè)量中采用的新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量；測(cè)繪技術(shù)；展望

工程測(cè)量學(xué)新定義

工程測(cè)量學(xué)科是一門有著悠久歷史的應(yīng)用學(xué)科，它直接為各項(xiàng)工程建設(shè)服務(wù)，并與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合，是測(cè)繪科學(xué)中最活躍的一個(gè)分支學(xué)科。對(duì)工程測(cè)量學(xué)科的一般定義是：城市建設(shè)、大型廠礦建筑、水利樞紐、農(nóng)田水利及道路修建等在勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工放樣、竣工驗(yàn)收和工程監(jiān)測(cè)保養(yǎng)等方面的測(cè)繪工作，統(tǒng)稱工程測(cè)量學(xué)。為了適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需求，有必要對(duì)工程測(cè)量學(xué)科進(jìn)行新的定義。對(duì)工程測(cè)量學(xué)科的新定義是：工程測(cè)量學(xué)是研究地球空間(地面、地下、水下、空中)中具體幾何實(shí)體的測(cè)量描繪和抽象幾何實(shí)體的測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科，它主要以建筑工程，機(jī)器和設(shè)備為研究服務(wù)對(duì)象，工程測(cè)量學(xué)科的研究服務(wù)領(lǐng)域主要包括以工程建筑為對(duì)象的工程測(cè)量和以設(shè)備與機(jī)器安裝為對(duì)象的工業(yè)測(cè)量?jī)纱蟛糠?，在科學(xué)上可劃分為普通工程測(cè)量和精密工程測(cè)量。

二、工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)介

工程測(cè)量學(xué)是的發(fā)展歷史悠久，它是從人類生產(chǎn)實(shí)踐中逐漸發(fā)展起來的。在很久以前的古代，工程測(cè)量學(xué)與測(cè)量學(xué)并沒有嚴(yán)格的區(qū)分。直到發(fā)展到近現(xiàn)代，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，工程建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，才逐漸形成了我們所謂的工程測(cè)量學(xué)。

從工程測(cè)量學(xué)的歷史來看，它經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從手工操作到測(cè)量自動(dòng)化、從常規(guī)測(cè)量到精密測(cè)量的發(fā)展道路，它的發(fā)展始終與當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)力水平相同步，并且能夠不斷滿足大型精密工程中對(duì)測(cè)量所提出的愈來愈高的需求。

三、工程測(cè)量?jī)x器的發(fā)展簡(jiǎn)介

跟工程測(cè)量學(xué)一樣，工程測(cè)量?jī)x器的發(fā)展，也經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史過程。自80年代以來，已經(jīng)出現(xiàn)許多先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，為工程測(cè)量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段。

在高程測(cè)量方面的發(fā)展，表現(xiàn)最為突出的應(yīng)該是液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)。這種測(cè)量系統(tǒng)通過各種類型的傳感器測(cè)量容器的液面高度，可同時(shí)獲取數(shù)十乃至數(shù)百個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，具有高精度、遙測(cè)、自動(dòng)化、可移動(dòng)和持續(xù)測(cè)量等特點(diǎn)。傳感器測(cè)量容器間的距離最長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十公里，可以用于跨河與跨海峽的水準(zhǔn)測(cè)量；通過一種壓力傳感器，允許兩個(gè)容器之間的高差從過去的數(shù)厘米達(dá)到數(shù)米。

工程測(cè)量專用儀器發(fā)展中最具顯著特點(diǎn)的是多種功能的混合測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)是采用多傳感器的高速鐵路軌道測(cè)量系統(tǒng)，用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)跟蹤沿鐵路軌道前進(jìn)的測(cè)量車，測(cè)量車上裝有棱鏡、斜傾傳感器、長(zhǎng)度傳感器和微機(jī)，可用于測(cè)量軌道的3維坐標(biāo)、軌道的寬度和傾角。

從上面看來，工程測(cè)量專用儀器具有高精度(亞毫米、微米乃至納米)、快速、遙測(cè)、無接觸、可移動(dòng)、連續(xù)、自動(dòng)記錄、微機(jī)控制等特點(diǎn)，可作精密定位和準(zhǔn)直測(cè)量，可測(cè)量?jī)A斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，還可測(cè)振動(dòng)頻率以及物體的動(dòng)態(tài)行為。

工程測(cè)量中的測(cè)繪新技術(shù)

4.1 數(shù)字化成圖

傳統(tǒng)測(cè)繪中最重要的內(nèi)容就是對(duì)大比例尺圖形的測(cè)繪和對(duì)工程圖的測(cè)繪。與傳統(tǒng)的測(cè)繪手段相比，數(shù)字化成圖不需要大規(guī)模的野外作業(yè)，改善了作業(yè)環(huán)境惡劣和出圖周期長(zhǎng)的弊端。數(shù)字化成圖是一種精度高、勞動(dòng)力小、測(cè)繪工作更為便捷的一種新技術(shù)的測(cè)繪方法。目前，數(shù)字化成圖分為兩種模式，他們分別是內(nèi)外業(yè)一體化成圖模式和電子平板成圖模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種精度高、分工明確的數(shù)據(jù)采集方法，與傳統(tǒng)的成圖技術(shù)相比，具有更高的成圖效率。

4.2 工程測(cè)量中的衛(wèi)星定位技術(shù)

衛(wèi)星定位技術(shù)簡(jiǎn)稱GPS技術(shù)，GSP全球定位系統(tǒng)也是由兩大系統(tǒng)組成的，這兩大系統(tǒng)分別是空間衛(wèi)星群和地面的監(jiān)控系統(tǒng)。用戶使用的GPS則是由GPS信號(hào)接收器、數(shù)字處理器、和終端軟件組成。GPS接受器可以有選擇的接收某個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)，并對(duì)接收的不同衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行交換。當(dāng)GPS設(shè)備運(yùn)作以后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)GSP衛(wèi)星觀測(cè)文件，觀測(cè)文件經(jīng)過終端處理軟件的處理，最終形成準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。在使用GSP技術(shù)的過程中應(yīng)該注意到一些問題，有些地方是不適合應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行量測(cè)的，比如短邊測(cè)量。如果一定要用GPS測(cè)量技術(shù)對(duì)短邊進(jìn)行兩側(cè)，為了保證測(cè)量精度，一定要經(jīng)過多次測(cè)量。

RTK是以GPS技術(shù)為基礎(chǔ)的一種能觀測(cè)到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的測(cè)繪新技術(shù)，是GPS技術(shù)發(fā)展的里程碑。RTK測(cè)繪技術(shù)是在一個(gè)點(diǎn)上安裝GPS信號(hào)接收機(jī)，通過定點(diǎn)的GPS信號(hào)接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，當(dāng)GPS接收機(jī)接收到衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)以后在把信號(hào)通過基準(zhǔn)臺(tái)發(fā)射出去；流動(dòng)站在在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)也能接收到基準(zhǔn)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)，從而得到基準(zhǔn)臺(tái)的觀測(cè)量。RTK可以根據(jù)控制一定量的基準(zhǔn)臺(tái)就可以測(cè)得高精度的地形點(diǎn)和相應(yīng)物體的坐標(biāo)等，在利用測(cè)圖軟件的基礎(chǔ)上就可以生成電子版的地圖。近年來RTK測(cè)量技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到地基和房地產(chǎn)測(cè)繪領(lǐng)域。

4.3 工程測(cè)量中的地理信息技術(shù)

地理信息技術(shù)簡(jiǎn)稱GIS，GIS是一種新型的科學(xué)，它具有集計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等學(xué)科于一體的特點(diǎn)。GIS已經(jīng)成為了集多學(xué)科于一體的不可缺少的信息顯示手段。GIS不僅在數(shù)據(jù)采集、分析可視化方面發(fā)揮這巨大的作用，同時(shí)GIS也具有空間提示、預(yù)警預(yù)報(bào)和輔助決策的重要測(cè)繪功能。經(jīng)過近些年的發(fā)展，GIS早已成為一種成熟的技術(shù)在多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。GIS、內(nèi)外一體化測(cè)繪等測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了工程測(cè)繪的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、和信息化。

4.4 工程測(cè)量中的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)是以數(shù)字影像和攝影測(cè)量為基礎(chǔ)，發(fā)展起來的一種新型的測(cè)繪技術(shù)。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)繪的過程應(yīng)用了許多學(xué)科的理論和方法，它廣泛的使用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理技術(shù)的科學(xué)技術(shù)，也是一種集多種技術(shù)于一體的測(cè)量方法。航空攝影測(cè)繪是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)繪中的一種測(cè)繪方法，利用這種方法，可以準(zhǔn)確的測(cè)得比例尺較大的地形測(cè)圖，通過這種測(cè)繪方法可以獲得數(shù)字、影像等多種地圖版本。目前，我國(guó)有100多個(gè)城市或工測(cè)單位利用航測(cè)技術(shù)制大比例尺地形圖和地籍圖，最大比例尺為1/500。全數(shù)字?jǐn)z影工作站和GPS技術(shù)在工程測(cè)繪中的綜合利用，使得攝影測(cè)量技術(shù)更加自動(dòng)化和數(shù)字化。隨著數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)的快速發(fā)展，攝影產(chǎn)品正在向4D（數(shù)字高模型、數(shù)字正射攝影圖、數(shù)字線切圖和數(shù)字柵格圖）攝影產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)為工程測(cè)繪提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

過去我國(guó)只有海圖和陸地地形圖，沒有測(cè)量方法測(cè)繪海岸帶地形圖，對(duì)中越劃分北部聯(lián)合測(cè)繪的難度更是很大，利用傳統(tǒng)的測(cè)繪方法最少也要兩年，現(xiàn)在廣州軍區(qū)某測(cè)繪大隊(duì)里利用航空攝影等高技術(shù)手段，并在測(cè)繪生產(chǎn)中第一次大膽采用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量作業(yè)，作業(yè)效率提高一倍多。他們用時(shí)7個(gè)月就測(cè)繪出了兩種規(guī)范文字的海岸帶地形圖，為我國(guó)海岸帶地形測(cè)繪建立新的規(guī)范和圖示提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。

4.5 工程測(cè)繪中的遙感技術(shù)

遙感技術(shù)簡(jiǎn)稱RS，RS技術(shù)有著自身的優(yōu)點(diǎn)，它依靠著大面積同步觀測(cè)、提供更實(shí)時(shí)有效的數(shù)據(jù)等優(yōu)勢(shì)正在快速發(fā)展，近些年來RS也被廣泛的應(yīng)用到衛(wèi)星技術(shù)上去，利用遙感衛(wèi)星可以獲得到更多的地理信息。小比例尺的地圖也可以應(yīng)用遙感影像技術(shù)來獲取，遙感影像成為了測(cè)量城市地圖以及種大、中、小圖片的重要方法和手段。

國(guó)土資源局利用遙感技術(shù)對(duì)土地進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：利用遙感技術(shù)，對(duì)土地的變更、土地調(diào)查和動(dòng)態(tài)進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)?？梢约皶r(shí)的發(fā)掘違法用地情況，對(duì)違法用地的情況上報(bào)給有關(guān)部門，隨著計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的成熟和完善，利用遙感技術(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)必將帶來更大的方便。

結(jié)束語：

工程測(cè)量技術(shù)是工程施工的前提條件，現(xiàn)代化的工程技術(shù)為工程的施工建設(shè)提供了基礎(chǔ)保障。但是，現(xiàn)代化測(cè)量技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)對(duì)測(cè)量人員的技術(shù)和素質(zhì)要求的更高，這也迫使我國(guó)應(yīng)該加快對(duì)現(xiàn)代化工程測(cè)量技術(shù)人員的培養(yǎng)，通過工程測(cè)量技術(shù)人員技術(shù)培訓(xùn)，能夠使得工程測(cè)量技術(shù)人員正確的使用新的測(cè)量技術(shù)和設(shè)備，為工程建設(shè)提供更加準(zhǔn)確的工程測(cè)量數(shù)據(jù)。

工程測(cè)量學(xué)論文:關(guān)于工程測(cè)量學(xué)的探討

摘要:工程測(cè)量學(xué)主要是研究工程建設(shè)和自然資源開發(fā)中各個(gè)階段進(jìn)行的控制和地形測(cè)繪、施工放樣、變形監(jiān)測(cè)的理論和技術(shù)。本文主要對(duì)工程測(cè)量的發(fā)展歷程作了簡(jiǎn)要概述，指出了該學(xué)科的研究應(yīng)用領(lǐng)域，闡述了工程測(cè)量學(xué)領(lǐng)域涉及到的測(cè)量?jī)x器的發(fā)展。本文針對(duì)多年以來相關(guān)領(lǐng)域科研和開發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工程測(cè)量在實(shí)際生活中的應(yīng)用，以及一系列基于工程測(cè)量的產(chǎn)品應(yīng)用做了相應(yīng)的研討。最后，展望了工程測(cè)量在21世紀(jì)的發(fā)展方向和前景。

關(guān)鍵詞:工程；測(cè)量；應(yīng)用

1、工程測(cè)量的發(fā)展

1.1工程測(cè)量的概念與分類

通常，工程測(cè)量是工程建設(shè)中的所有測(cè)繪工作，實(shí)際上它包括在工程建設(shè)勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和管理等階段所進(jìn)行的各種測(cè)量工作的統(tǒng)稱。工程測(cè)量是服務(wù)于各項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、安裝、竣工、監(jiān)測(cè)以及營(yíng)運(yùn)管理等一系列工程工序的測(cè)量學(xué)。

可以將工程測(cè)量按照其工作順序和性質(zhì)分為以下幾種：勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的工程控制測(cè)量和地形測(cè)量；施工階段的設(shè)備安裝測(cè)量和施工測(cè)量；竣工和管理階段的竣工測(cè)量、變形觀測(cè)及維修養(yǎng)護(hù)測(cè)量等。

1.2工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)介

工程測(cè)量學(xué)是的發(fā)展歷史悠久，它是從人類生產(chǎn)實(shí)踐中逐漸發(fā)展起來的。在很久以前的古代，工程測(cè)量學(xué)與測(cè)量學(xué)并沒有嚴(yán)格的區(qū)分。直到發(fā)展到近現(xiàn)代，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，工程建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，才逐漸形成了我們所謂的工程測(cè)量學(xué)。

從工程測(cè)量學(xué)的歷史來看，它經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從手工操作到測(cè)量自動(dòng)化、從常規(guī)測(cè)量到精密測(cè)量的發(fā)展道路，它的發(fā)展始終與當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)力水平相同步，并且能夠不斷滿足大型精密工程中對(duì)測(cè)量所提出的愈來愈高的需求。

1.3工程測(cè)量?jī)x器的發(fā)展簡(jiǎn)介

跟工程測(cè)量學(xué)一樣，工程測(cè)量?jī)x器的發(fā)展，也經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史過程。自80年代以來，已經(jīng)出現(xiàn)許多先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，為工程測(cè)量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段。

在高程測(cè)量方面的發(fā)展，表現(xiàn)最為突出的應(yīng)該是液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)。這種測(cè)量系統(tǒng)通過各種類型的傳感器測(cè)量容器的液面高度，可同時(shí)獲取數(shù)十乃至數(shù)百個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，具有高精度、遙測(cè)、自動(dòng)化、可移動(dòng)和持續(xù)測(cè)量等特點(diǎn)。傳感器測(cè)量容器間的距離最長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十公里，可以用于跨河與跨海峽的水準(zhǔn)測(cè)量；通過一種壓力傳感器，允許兩個(gè)容器之間的高差從過去的數(shù)厘米達(dá)到數(shù)米。

工程測(cè)量專用儀器發(fā)展中最具顯著特點(diǎn)的是多種功能的混合測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)是采用多傳感器的高速鐵路軌道測(cè)量系統(tǒng)，用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)跟蹤沿鐵路軌道前進(jìn)的測(cè)量車，測(cè)量車上裝有棱鏡、斜傾傳感器、長(zhǎng)度傳感器和微機(jī)，可用于測(cè)量軌道的3維坐標(biāo)、軌道的寬度和傾角。

從上面看來，工程測(cè)量專用儀器具有高精度(亞毫米、微米乃至納米)、快速、遙測(cè)、無接觸、可移動(dòng)、連續(xù)、自動(dòng)記錄、微機(jī)控制等特點(diǎn)，可作精密定位和準(zhǔn)直測(cè)量，可測(cè)量?jī)A斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，還可測(cè)振動(dòng)頻率以及物體的動(dòng)態(tài)行為。

2、 工程測(cè)量的應(yīng)用研究

隨著工程測(cè)量科技的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)向數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)轉(zhuǎn)化取得了顯著的成績(jī)。工程測(cè)量的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)和方向是，GPS技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)以及先進(jìn)地面測(cè)量?jī)x器等將廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中，并發(fā)揮其主導(dǎo)作用。下面介紹幾種技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用。

2.1 GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用

GPS測(cè)量的技術(shù)是依據(jù)1999年建設(shè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市測(cè)量規(guī)范》、1997年建設(shè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》 制定的。

相對(duì)于常規(guī)測(cè)量來說，GPS測(cè)量主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：測(cè)量精度高、測(cè)站間無需通視、觀測(cè)時(shí)間短、儀器操作簡(jiǎn)便、全天候作業(yè)、提供三維坐標(biāo)等特點(diǎn)。因此，GPS被廣泛應(yīng)用于房地產(chǎn)測(cè)繪、數(shù)字化測(cè)圖及施工放樣等各種工作中。

2.2 RS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

遙感（RS）技術(shù)在工程測(cè)量中快速的普及，是因?yàn)槠渚哂写竺娣e的同步觀測(cè)、時(shí)效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對(duì)地觀測(cè)獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。另外，各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應(yīng)用于工程測(cè)量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。因此，RS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用意義非凡。

2.3 GIS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

GIS技術(shù)是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)信息科學(xué)、測(cè)繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興學(xué)科。GIS技術(shù)，現(xiàn)在已成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺(tái)和地學(xué)空間信息顯示的基本手段與工具。GIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不僅僅在于它集地理數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，還在于它的空間提示、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和輔助決策功能?，F(xiàn)在，GIS技術(shù)已經(jīng)成為一門較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門新興的產(chǎn)業(yè)，它已經(jīng)在在測(cè)繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃土地管理、區(qū)域開發(fā)與國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。采用數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS、掃描矢量化及全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量等技術(shù)，為專業(yè)信息系統(tǒng)提供及時(shí)、準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的基礎(chǔ)空間信息，以建立各類專業(yè)信息系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。

3、 工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展前景

展望現(xiàn)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的局勢(shì)，工程測(cè)量學(xué)將在以下方面將得到顯著發(fā)展：

3.1測(cè)量機(jī)器人將在多傳感器集成系統(tǒng)的人工智能方面取得非常重要的意義，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，圖形、影像和數(shù)據(jù)處理方面的能力將進(jìn)一步增強(qiáng)；

3.2在大型工程建設(shè)和變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理中，工程測(cè)量學(xué)將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)，并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問題。

3.4工程測(cè)量將從原來的土木工程測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量方面。

3.5GPS、GIS技術(shù)等相關(guān)的技術(shù)將緊密結(jié)合建設(shè)工程項(xiàng)目，在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。

3.6數(shù)學(xué)模型和物理模型的建立、分析與辨識(shí)將成為工程測(cè)量學(xué)領(lǐng)域在數(shù)據(jù)處理過程中的重要內(nèi)容。

總結(jié)

綜合上面的結(jié)論，可以看出工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用，主要表現(xiàn)在從點(diǎn)信息到面信息的獲取，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，從后處理到實(shí)時(shí)處理，從人眼觀測(cè)操作到機(jī)器人自動(dòng)尋標(biāo)觀測(cè)，從大型特種工程到人體測(cè)量工程，從高空到地面、地下以及水下，從人工量測(cè)到無接觸遙測(cè)，從周期觀測(cè)到持續(xù)測(cè)量，測(cè)量精度從毫米級(jí)到微米乃至納米級(jí)。工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展將直接對(duì)改善人們的生活環(huán)境，乃至生活方式產(chǎn)生影響，以及提高人們的生活質(zhì)量起重要作用。

工程測(cè)量學(xué)論文:工程測(cè)量學(xué)課程CAI多媒體課件設(shè)計(jì)

摘要:在簡(jiǎn)要分析工程測(cè)量學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,探討了工程測(cè)量學(xué)課程研制課件的必要性,并對(duì)工程測(cè)量學(xué)課程CAI課件設(shè)計(jì)的理論依據(jù)、課件選題和設(shè)計(jì)制作原則和方法進(jìn)行了有意義的探索和實(shí)踐。

關(guān)鍵詞:工程測(cè)量學(xué);計(jì)算機(jī)輔助教學(xué);CAI;課件

一 、引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,多媒體技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。由于其交互性好、表現(xiàn)力強(qiáng)、信息量大、視覺聽覺效果突出等特點(diǎn),逐漸成為現(xiàn)代教學(xué)方式的重要組成部分。工程測(cè)量學(xué)課程教學(xué)涉及大量的圖形表達(dá),注重學(xué)生空間想象力的培養(yǎng),強(qiáng)調(diào)由空間到平面、由平面到空間的思維過程。這些特點(diǎn)決定其課堂教學(xué)不僅信息傳輸量大,而且包含了大量的抽象理論和方法。因此,在工程測(cè)量學(xué)的教學(xué)實(shí)施上,單純依靠傳統(tǒng)的教學(xué)手段已經(jīng)很難達(dá)到教學(xué)目的,需要運(yùn)用CAI課件等新的教學(xué)手段進(jìn)行輔助教學(xué)。 在工程測(cè)量學(xué)教學(xué)中使用CAI課件能把工程測(cè)量學(xué)的基本原理、重要的公式推導(dǎo)等有機(jī)地結(jié)合起來, 使教師節(jié)約黑板書寫時(shí)間,提高教學(xué)效率,更重要的是讓學(xué)生看到相關(guān)模型的建立和利用數(shù)學(xué)工具解決實(shí)際問題以建立工程測(cè)量學(xué)基本理論和方法的整個(gè)過程,增強(qiáng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力,提高了學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)[1]。在利用多媒體技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)時(shí),還必須根據(jù)工程測(cè)量學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)和相關(guān)學(xué)習(xí)理論進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件的優(yōu)化設(shè)計(jì),以真正體現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

二、工程測(cè)量學(xué)CAI課件設(shè)計(jì)的理論依據(jù)與基本原則

(一) 多媒體課件設(shè)計(jì)的理論依據(jù)

用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論及基于該理論的CAI課件的設(shè)計(jì)原則為指導(dǎo)進(jìn)行工程測(cè)量學(xué)課件的設(shè)計(jì),建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)過程是人的認(rèn)識(shí)思維活動(dòng)的主動(dòng)建構(gòu)過程,是人們通過現(xiàn)有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與外界環(huán)境進(jìn)行交互活動(dòng)以獲取意義建構(gòu)的過程,學(xué)習(xí)者的知識(shí)是在一定的情境下借助他人的幫助,通過意義的建構(gòu)而獲得的,理想的學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)包括情景,協(xié)作,交流,意義的建構(gòu)四個(gè)部分, 意義的建構(gòu)是教學(xué)的最終目標(biāo),一切教學(xué)過程都要圍繞這一最終目標(biāo), 學(xué)習(xí)者是學(xué)習(xí)的主體,教師是學(xué)習(xí)者的促進(jìn)者,輔助者,引導(dǎo)者,他的任務(wù)就是激發(fā)學(xué)生的興趣,引導(dǎo)和幫助學(xué)生完成意義的建構(gòu),要為學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展盡可能多的創(chuàng)造有意義的學(xué)習(xí)環(huán)境,例如,學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)抽象的工程測(cè)量學(xué)課程往往感到枯燥無味,如果創(chuàng)設(shè)有意義的環(huán)境,使學(xué)生對(duì)該課程抽象問題的學(xué)習(xí)感到具體,形象,生動(dòng)而樂意主動(dòng)去學(xué),這就可以有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣。 因此,一個(gè)好的課件是要在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的, 在課件中,利用多媒體課件提供某種符合學(xué)習(xí)要求的外部刺激,使學(xué)生積極主動(dòng)同外部環(huán)境發(fā)生相互作用,完成知識(shí)結(jié)構(gòu)重組的方法和策略,創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容要求的情景和揭示新舊知識(shí)間聯(lián)系的線索,用生動(dòng),活潑的方式呈現(xiàn)信息并與學(xué)生進(jìn)行相互交流。

(二) 課件的設(shè)計(jì)原則

CAI課件的設(shè)計(jì)離不開教學(xué)設(shè)計(jì),教學(xué)設(shè)計(jì)專家克拉克說過:“在教學(xué)中真正起作用的實(shí)際上不是媒體, 而是教學(xué)設(shè)計(jì)?！逼浜x不是貶低媒體作用,而是指導(dǎo)我們要運(yùn)用“教學(xué)設(shè)計(jì)”的理論來設(shè)計(jì)CAI課件, 即CAI課件設(shè)計(jì)要體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的教學(xué)思想,體現(xiàn)教者對(duì)于學(xué)與教的資源及過程進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃的一套整體性操作程序的主要意圖[2],科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計(jì)是制作優(yōu)秀課件的前提條件。在多媒體CAI課件的設(shè)計(jì)中, 要想在促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)能力發(fā)展方面發(fā)揮其應(yīng)有的作用,就要充分利用多媒體技術(shù)體現(xiàn)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的優(yōu)勢(shì),在工程測(cè)量學(xué)的課件設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

1、教學(xué)目標(biāo)的合理安排。 教學(xué)目標(biāo)主要是通過教與學(xué)使學(xué)生在認(rèn)知領(lǐng)域,情感領(lǐng)域,動(dòng)作技能領(lǐng)域達(dá)到的既定標(biāo)準(zhǔn),要求在教學(xué)設(shè)計(jì)中必須明確給出, 此外,教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該與學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境中的目標(biāo)相符合,教師確定的問題應(yīng)能使學(xué)生感到就是自己的問題,建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)生不再是教學(xué)內(nèi)容的被動(dòng)者,而是意義的主動(dòng)建構(gòu)者,教師是教學(xué)活動(dòng)的組織者。因此,教師針對(duì)教學(xué)主題所采用的策略,方法要有利于體現(xiàn)學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)這一特點(diǎn)。

2、設(shè)計(jì)真實(shí)的任務(wù)。真實(shí)的活動(dòng)是學(xué)習(xí)環(huán)境的重要特征, 建構(gòu)主義理論提倡從現(xiàn)實(shí)情景中學(xué),知識(shí)依賴于具體情景,脫離具體情景的抽象,枯燥的知識(shí)對(duì)學(xué)生來說是沒有任何吸引力的,利用多媒體和仿真技術(shù)設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件就可以模擬現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境,使學(xué)生身臨其境,如同在現(xiàn)實(shí)生活中,這對(duì)知識(shí)的建構(gòu)是很有好處的,一般來說,虛擬現(xiàn)實(shí)軟件學(xué)習(xí)效果比較好,但開發(fā)起來也有一定的困難,它要求能夠根據(jù)學(xué)生的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并做出相應(yīng)的場(chǎng)景變化,這是工程測(cè)量學(xué)教學(xué)課件開發(fā)的重點(diǎn)。

3、注意設(shè)置協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境。使學(xué)生成為獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)者, 建構(gòu)主義認(rèn)為,學(xué)生對(duì)知識(shí)的建構(gòu)不僅依賴于自身原有的水平和經(jīng)驗(yàn),而且在一定程度上取決于同伴之間的對(duì)問題的共同討論和理解,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,多媒體與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來,設(shè)計(jì)出支持合作學(xué)習(xí)的軟件將會(huì)越來越引起人們的重視, 同時(shí),課件的設(shè)計(jì)要支持學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)過程的思考,發(fā)展學(xué)生自我控制能力,成為獨(dú)立的學(xué)習(xí)者,例如:對(duì)工程測(cè)量學(xué)中有些學(xué)習(xí)主題具有很強(qiáng)的邏輯性分析過程的教學(xué)內(nèi)容如影像匹配理論和技術(shù),可采用探索方法,發(fā)現(xiàn)法去創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境, 以利于適應(yīng)認(rèn)知過程的發(fā)展,使學(xué)生主動(dòng)完成對(duì)主體知識(shí)的意義建構(gòu),還可以根據(jù)選題的特點(diǎn),設(shè)置多種與以前學(xué)習(xí)主題不同但相關(guān)的情況,以便學(xué)生有多種機(jī)會(huì)在不同的情況中應(yīng)用所學(xué)知識(shí),從不同側(cè)面來認(rèn)識(shí)同一個(gè)主題。

4、要充分注意多媒體技術(shù)的特點(diǎn)。在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論中, 意義的建構(gòu)是學(xué)習(xí)的最終目的,它靠學(xué)生自覺,主動(dòng)地來完成,教師和外界環(huán)境的作用都是為了幫助和促進(jìn)學(xué)生的意義建構(gòu),在這一點(diǎn)上, 多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是其他媒體無法比擬的,因此,在課件設(shè)計(jì)中應(yīng)注意到:以多媒體方式呈現(xiàn)教學(xué)信息,心理學(xué)認(rèn)為,人的學(xué)習(xí)活動(dòng)是多種感受共同參與和協(xié)調(diào)的結(jié)果,調(diào)動(dòng)多個(gè)感覺器官共同參與學(xué)習(xí)活動(dòng),其效果最佳, 因此,在CAI課件設(shè)計(jì)中, 應(yīng)根據(jù)需要盡可能用多種媒體呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容[3],如符號(hào),語言,文字,聲音,圖形,動(dòng)畫,視頻圖像等,把各要素按教學(xué)要求進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,呈現(xiàn)在屏幕上,為學(xué)習(xí)提供多樣化的外部刺激,使學(xué)習(xí)效果更佳; 以超文本方式來組織教學(xué)信息, 學(xué)習(xí)者可通過節(jié)點(diǎn)間的鏈接關(guān)系方便地進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)間的切換,并對(duì)有關(guān)提問,反饋及幫助信息,提示或?qū)Ш降某尸F(xiàn)環(huán)節(jié)力求準(zhǔn)確、可靠、規(guī)范, 方便學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)。下面即是CAI課件設(shè)計(jì)流程圖:

圖1工程測(cè)量學(xué)CAI課件設(shè)計(jì)流程圖

(三)工程測(cè)量學(xué)課程課件選題的重要原則

在整個(gè)工程測(cè)量學(xué)課程課件設(shè)計(jì)與制作中,科學(xué)性,針對(duì)性和實(shí)用性是最基本的原則,但這些原則在實(shí)際的課件制作過程中,卻難以直接操作,因此,在教育理論,因材施教,充分發(fā)揮CAI課件的優(yōu)點(diǎn),提高教學(xué)效果思想的指導(dǎo)下,應(yīng)制定一些淺顯易懂, 操作簡(jiǎn)便的課件選題原則。 工程測(cè)量學(xué)CAI課件設(shè)計(jì)的選題應(yīng)該遵循這些原則,選題的過程就是一個(gè)判斷決策的過程,什么樣的知識(shí)內(nèi)容作為課件制作的對(duì)象,才能最大限度地體現(xiàn)其作為選題的必要性和可行性,這是一個(gè)大原則。分析工程測(cè)量學(xué)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)以及制作的可行性和效益性,確定課件選題判斷決策流程圖, 針對(duì)工程測(cè)量學(xué)教學(xué)內(nèi)容,該流程圖最大程度地體現(xiàn)了選題的大原則,克服了常規(guī)手段不能很好表現(xiàn)的弊端,任何一節(jié)課或一個(gè)知識(shí)點(diǎn), 如果按照流程前進(jìn),能走到最下層模塊,便可以作為課件制作的對(duì)象,該節(jié)內(nèi)容或知識(shí)點(diǎn)制作成為課件的必要性和可行性是充分的、反之,如果走到右邊模塊,建議放棄選題,因?yàn)樵撨x題已經(jīng)失去了制作成為課件的價(jià)值或者實(shí)際意義[4]。

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三、工程測(cè)量學(xué)CAI課件的制作步驟

(一)教學(xué)設(shè)計(jì)

制作電腦課件的目的是為課堂教學(xué)服務(wù),在制作課件時(shí),應(yīng)首先寫出授課教案,其內(nèi)容包括教學(xué)目的、教學(xué)流程設(shè)計(jì)、問題和習(xí)題,并根據(jù)課程講授的要求確定課件演示的表現(xiàn)手法。

(二) 腳本的設(shè)計(jì)

根據(jù)教學(xué)教案和表現(xiàn)手法,設(shè)計(jì)的課件腳本主要有課件簡(jiǎn)介、前言、課堂主題內(nèi)容、總結(jié)、習(xí)題和退出6大模塊。各模塊內(nèi)部包含電腦板書顯示方式的過渡效果、畫面背景圖案、動(dòng)畫演示、重點(diǎn)突出、細(xì)節(jié)描繪等,并使各模塊之間可相互連接和跳轉(zhuǎn)。

(三)課件制作工具的選擇

目前,多媒體課件制作工具多種多樣,經(jīng)比較,選擇了Macromedia公司的Authorware 6.5。Authorware是一個(gè)規(guī)模較大、功能豐富、高效的多媒體創(chuàng)作工具,利用其函數(shù)變量能完成一些復(fù)雜的控制功能,很容易實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的過程控制,作品結(jié)構(gòu)也比較清晰。Authorware的簡(jiǎn)單易學(xué)、易上手、效率高也是一個(gè)重要原因。除此之外,選擇Windows自帶的繪圖工具和Photoshop軟件來制作電路圖,使電路分析的各個(gè)環(huán)節(jié)能更明確的體現(xiàn),使同學(xué)們?cè)谡n堂獲得更多的理性認(rèn)識(shí)[5]。

(四) 課件的運(yùn)行、修改和打包

當(dāng)課件的制作告一段落時(shí),就要檢驗(yàn)課件設(shè)計(jì)的效果,可一邊運(yùn)行課件看其效果,一邊進(jìn)行針對(duì)性修改。為滿足課堂教學(xué)的需要,在教學(xué)課堂多次讓學(xué)生觀看,找出存在的問題,設(shè)計(jì)出更加直觀的教學(xué)效果。在課件打包時(shí),若的課件脫離Authorware平臺(tái)的運(yùn)行環(huán)境,就無法單獨(dú)運(yùn)行。為了解決這個(gè)問題,需重組設(shè)置,生成可以單獨(dú)運(yùn)行的exe文件,使課件成功。

圖2工程測(cè)量學(xué)CAT課件系統(tǒng)總體框架

四、結(jié)論

工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展為工程測(cè)量學(xué)課程教學(xué)提出了一系列的挑戰(zhàn),采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是解決這一問題的有效手段,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)停留在對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的補(bǔ)充上,對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)校、虛擬學(xué)校、遠(yuǎn)程教育等概念還朦朦朧朧,但計(jì)算機(jī)在學(xué)與教過程中的優(yōu)勢(shì),已被教師共識(shí), 如何在現(xiàn)代教育科學(xué)理論指導(dǎo)下,完成計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件制作過程中的模式選擇,整體策略,制作出符合教學(xué)規(guī)律,高效能提高課堂教學(xué)質(zhì)量的課件是目前工程測(cè)量學(xué)課程在采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)過成中亟待研究的課題, 當(dāng)前,新的教學(xué)手段,新的教育理念得到大力推進(jìn),在這個(gè)良好的氛圍下,探討工程測(cè)量學(xué)CAI 課件設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)的意義, 我們有理由相信,只要堅(jiān)持用教育科學(xué)理論指導(dǎo)課件制作實(shí)踐,未來計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中高質(zhì)量的課件將不斷出自學(xué)校教師之手,為培養(yǎng)具有創(chuàng)新素質(zhì)的人材,提供新的活力。