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關(guān)鍵詞:工程測量;課程設(shè)計;教學改革;評價方案
《工程測量》課程是我院開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,主要面向土木工程、建筑學、工程管理、工程造價等專業(yè),本課程培養(yǎng)學生系統(tǒng)地掌握工程測量學的基本理論和基本技能,學會常規(guī)測量儀器的操作,了解測繪新儀器、新技術(shù)的原理及其應用,同時熟悉地形圖的應用,能夠從事相關(guān)專業(yè)中的測量工作,具有使用各種測量儀器的的能力,更好地從事測量方面的工作,以便更加適應社會需求[1]。
1工程測量課程基本信息
1.1主要內(nèi)容
《工程測量》課程主要內(nèi)容:水準測量、角度測量、距離測量與直線定向、測量誤差、小地區(qū)控制測量、地形圖的基本知識、大比例尺地形圖測繪及應用、建筑工程施工測量、道路工程測量、房屋建筑建筑物變形觀測等[2]。該課程教學主體上分為兩大模塊:理論教學和實踐教學,理論教學主要教授學生測量基本理論與方法,實踐教學主要是使學生正確熟練操作儀器并掌握相關(guān)的測量技能,具備解決工程施工能力。
1.2學時安排
我院的《工程測量》課程共48-64學時,3-4個學分,每學年有9個~11個班級授課,年修讀學生300人以上。
1.3與其他課程的關(guān)系
《工程測量》以建筑材料、建筑制圖等課程為基礎(chǔ),同時又為建筑施工、砌體結(jié)構(gòu)、地基與基礎(chǔ)等后繼專業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)知識。既是前面所學課程的延續(xù),又是學習后續(xù)課程的基礎(chǔ),只有掌握了本課程的主要內(nèi)容并運用其它的專業(yè)和基礎(chǔ)知識,才能熟練完成項目施工過程的技術(shù)指導和管理。
1.4教學中出現(xiàn)的一些問題
隨著教學深入,也暴露出一些問題。主要有:(1)學生沒有吃透測量原理、不能很好的理論聯(lián)系實際[3];(2)在實踐操作中有諸多不合規(guī)范的操作習慣;(3)部分學生心態(tài)浮躁不得更適當?shù)膶W習方法、不能潛心研究學術(shù)問題。例如:不注重知識的連貫性學習;(4)面對棘手問題不能夠發(fā)散思維立足于新的視角合作的解決;(5)課程考核不能全面客觀的反應學生對該課程的學習掌握程度[4]。2工程測量課程教學改革設(shè)計思路課程體系與內(nèi)容的改革圍繞相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)目標,以人才培養(yǎng)質(zhì)量及人才全面發(fā)展、社會需求為導向,根據(jù)工程測量課程的教學特點和行業(yè)發(fā)展的新要求,不斷探索和深化教學改革,做到課程體系改革與教學內(nèi)容改革有計劃、有措施、有特色的落實到教學中的每一個環(huán)節(jié)。(1)在理論教學上,教學內(nèi)容吸取國內(nèi)其他更高水平院校同行的先進經(jīng)驗;深入到社會項目上,與一線的技術(shù)員和專家共同探討;優(yōu)化和完善工程測量教學大綱,適當刪減過時保守內(nèi)容或者僅作簡單講述;(2)在實踐教學上,積極加強校內(nèi)實驗室和校外實訓基地建設(shè)[5];通過測量技能大賽、產(chǎn)學研結(jié)合等多種方法,促進學生動手能力、創(chuàng)新能力;積極增加投入購置新型教學儀器設(shè)備,努力改善教學條件以滿足教學要求;加強與生產(chǎn)單位以及測繪儀器銷售商的交流;(3)在教學方法和教學手段上,形成了以授課課件、實踐操作錄像等方法相結(jié)合的立體感官教學方法[6][7];嚴格要求學生遵守測量規(guī)范和操作程序、培養(yǎng)良好的專業(yè)工作習慣,提高學生們的專業(yè)素質(zhì);通過參加專業(yè)比賽,鍛煉并檢測學生的測量技能,進一步提高學生們的測量專業(yè)知識;(4)另外,關(guān)注提高學生的“測、繪、算”技術(shù)能力,使學生熟練掌握全站儀,了解GPS測量技術(shù)[8],學習CASS成圖技術(shù),讓學生嘗試結(jié)合EXCEL編寫簡單的計算軟件;(5)在考試改革上,采用綜合性筆試和平時性考核項目的多維度考核辦法,不斷探索優(yōu)化更加客觀的考核方式,以全面的反映出學生參與該課程學習的程度以及獲得該課程總體知識、能力、素質(zhì)綜合成果的體現(xiàn)程度。
3工程測量課程目標
(1)掌握各類普通測量包括水準測量、角度測量、距離測量和小區(qū)域控制測量的基本原理和測量方法;并會正確規(guī)范熟練的使用各種常規(guī)測量儀器包括水準儀、經(jīng)緯儀和全站儀;(2)會結(jié)合現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范和選取合適的儀器,設(shè)計一般性的測量方案,并進行有效率的測量和內(nèi)業(yè)處理包括建筑工程施工測量項目、建筑物變形監(jiān)測項目。
4工程測量課程活動設(shè)計
4.1各類普通測量以分組比賽類型教學
下面以四等水準測量為例作介紹。(1)目的:使學生正確熟練的操作水準儀;使學生深入的掌握水準測量原理、四等水準測量的規(guī)范操作工序和規(guī)范的水準內(nèi)業(yè)處理,培養(yǎng)學生扎實的專業(yè)基礎(chǔ)和提高實操水平;(2)活動安排:水準測量原理、四等水準觀測方法、內(nèi)業(yè)處理流程、學生練習水準儀、普通水準測量實驗,計劃4課時;分組完成四等水準外業(yè)、內(nèi)業(yè),提交成果資料,計劃2課時;成績和總結(jié),評定成績并總結(jié)問題、分析原因,計劃2課時;(3)評價方案:儀器操作與觀測方法占30%,觀測記錄和內(nèi)業(yè)處理占30%,觀測記錄和內(nèi)業(yè)處理,占30%;小組總結(jié)報告占30%;出勤占10%。
4.2建筑工程施測量以案例分析來完成教學
下面以民用建筑施工測量為例做介紹。(1)目的:了解施工測量任務、特點及測設(shè)的基本工作;掌握測設(shè)點的平面位置的方法和施工控制測量的方法;掌握民用建筑施工放樣流程;(2)活動安排:課堂講解施工測量任務、特點及測設(shè)的基本工作,計劃2課時;課堂講解測設(shè)點的平面位置的方法和施工控制測量的方法,計劃2課時;觀看民用建筑施工放樣現(xiàn)場教學視頻,課堂提問學生,總結(jié)分析施工放樣流程,學生完成案例分析學結(jié),計劃4學時;(3)評價方案:課堂提問占40%;民用建筑施工測量案例分析學結(jié)占50%;出勤占10%。
4.3建筑物變形測量以完成項目類型教學
(1)項目目的:使學生了解建筑變形測量的意義與重要性;理解建筑物變形測量的施測內(nèi)容與測量方法;熟悉建筑物變形測量項目的整個流程;(2)活動安排:收集該項目相關(guān)的資料,了解此建筑物的變形情況,配置測量儀器,制定觀測計劃,計劃2課時;布設(shè)水準點、觀測點,做垂直位移測量,計劃2課時;布設(shè)控制點和工作基點,做水平位移測量,計劃2課時;處理數(shù)據(jù),整理項目成果,并給出項目結(jié)論及建議,計劃2課時;(3)評價方案:外業(yè)測量占30%;觀測記錄和內(nèi)業(yè)處理占30%;項目總結(jié)報告占30%;出勤占10%。
5工程測量課程學習評價方案
理論考試內(nèi)容圍繞教學大綱進行,在學期末組織學生考試。其他考核項目在授課期間進行。制定如下考核方案:(1)綜合性筆試,占總評成績比重50%,評分標準依據(jù)參考答案評分;(2)小組數(shù)據(jù)和總結(jié)報告,占總評成績比重10%,評分標準是水準測量占25%、角度測量占25%、距離測量占25%及小區(qū)域控制測量占25%;(3)建筑工程施測測量案例分析總結(jié),占總評成績比重10%,評分標準是民用建筑施工測量案例分析總結(jié)占50%,工業(yè)建筑的施工測量案例分析總結(jié)占50%;(4)建筑物變形測量項目成果書面材料,占總評成績比重10%,評分標準是成果精度統(tǒng)計及質(zhì)量檢驗結(jié)果占30%,變形測量過程中出現(xiàn)的變形異常和作業(yè)中發(fā)生的特殊情況匯總占20%,變形分析的基本結(jié)論與建議占30%,附圖附表占20%;(5)課程論文,占總評成績比重5%,評分標準是把握測繪科學前沿動態(tài)占40%,內(nèi)容充實可靠占50%,論文形式要素正確占10%;(6)出勤,占總評成績比重10%,評分標準是曠課、遲到、早退酌情扣分。
6總結(jié)
結(jié)合工程測量課程特色和學習目標,在非測繪專業(yè)的工程測量教學實施中體現(xiàn)“以學生為中心”,分別從不同知識板塊設(shè)計教學活動,并在課程考核上注重“多維度”評價學生的學習成效,才能更加客觀全面的反映出學生參與學習的程度以及獲得知識、能力、素質(zhì)等綜合成果的量度,這樣才能更好的達到工程測量課程的教學質(zhì)量與效果,為社會培養(yǎng)出適應企業(yè)需求的技術(shù)型人才。
作者:許善文 唐小方 單位:廣東白云學院
參考文獻
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工程測量人員必須通過熟悉設(shè)計圖紙來對其放樣坐標、高程等進行核審核計算,杜絕放樣施工前存在任何錯誤,放樣過程中必須要按照施工圖紙設(shè)計進行操作,并要對中邊樁偏位、各結(jié)構(gòu)標高及寬度進行有效控制,針對公路工程漸變段、變坡點以及橋涵等街購物的工程測量,測量人員一定要將誤差控制在允許范圍之內(nèi)。放樣技術(shù)后測量人員要對其進行校核,若要發(fā)現(xiàn)不達標的放樣則要求施工人員重新操作,如果在實地測量過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖紙中存在漏洞或質(zhì)量問題,則立即向上級管理人員或管理部門進行上報。最優(yōu)測量人員一定要加強一些隱蔽性、變更工程的測量工作,因為這些工程的測量結(jié)構(gòu)將會對工程造價及工程質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。
2工程測量技術(shù)在公路工程中的應用
2.1平面控制測量
高速公路工程施工中對工程測量工作的精確度有著更高要求,在針對地物點與點之間的測量誤差要控制在0.5mm以內(nèi),因此,要求測量人員在首級平面控制點位中的誤差要控制在0.2mm以內(nèi),這樣才能確保工程測量工作成效可以滿足高速公路要求?,F(xiàn)階段公路工程施工中平面控制測量一般都采用GPS導線與光電測距導線相結(jié)合的測量方式,GPS測量技術(shù)是通過在導線上設(shè)置接收機來接受其衛(wèi)星信號,并通過對數(shù)據(jù)的整理來獲取該地的大地坐標,光電測距導線技術(shù)的工作原理與GPS測量技術(shù)基本相同,只不過后者在工作中是利用電磁波測距儀來對兩點距離進行測量,而該測量技術(shù)在實際應用中容易受到角度影響而產(chǎn)生一定的誤差,因此,光電測距導線測量技術(shù)在實際應用中需要布設(shè)在不受距離測量系統(tǒng)誤差影響的直伸導線上,而工程測量中將兩種技術(shù)有機結(jié)合在一起便可取彼之長、補己之短。
2.2高程控制測量
公路工程施工中高程控制測量最好布設(shè)成附合水準路線,并利用相應等級水準對其進行測量,在同一條公路上最好要采用同樣的高程控制測量系統(tǒng),若要更換系統(tǒng)則要確定高程系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
2.3地形測量
公路工程施工中針對地形測量一般會運用大比例呈尺帶狀的地圖,常用的地圖比例分別為1:100、1:1000以及1:2000等三個規(guī)格,當前公路工程施工中一般會采用全站儀測繪法、航空攝影測量法以及GPS實時動態(tài)定位技術(shù)測繪法來進行地形測量。全站儀測繪法是在野外數(shù)據(jù)收集、微機以及數(shù)控繪圖儀基礎(chǔ)上的測量技術(shù),起可以實現(xiàn)公路工程地形數(shù)據(jù)的采集、處理、編輯以及繪圖等,航空攝影測量法是通過對城市地圖進行大比例繪制、更新以及勘測等技術(shù)手段,能夠為公路工程施工提供各種形式的地圖,最后一種測量技術(shù)可以對公路工程施工現(xiàn)場進行動態(tài)、實時測量,對提高公路工程的整體質(zhì)量有著重要意義。
2.4公路工程施工測量
由于公路工程在建設(shè)過程中的場地條件十分復雜,所以會使道路工程施工測量工作難度較大,因此,在公路工程準備階段便要完成工程測量工作,公路工程施工階段的測量工作主要包括平面位置測量和高程測量兩項工作,通過合理的測量技術(shù)對公路工程施工現(xiàn)場進行測量,并繪制出滿足工程建設(shè)標準的地圖來促進建設(shè)目標的順利實現(xiàn),這對提高公路工程的整體施工質(zhì)量有著重要意義。
3結(jié)語
工程建設(shè)項目在實際運營的時候,專業(yè)人員要對建筑物定時的進行必要的實際觀測和數(shù)據(jù)測量,以便及時掌握建筑物在施工過程中的穩(wěn)定、安全等情況,以防突發(fā)事件的發(fā)生,及時做好相應的預防措施。根據(jù)測量的結(jié)果,分析項目進行的情況,并且提出專業(yè)方面的意見。若是項目有著較大的規(guī)模,在正式施工之前,還要制定出詳細的測量計劃,安排專業(yè)人員定期進行安全方面的審查,保證項目能夠順利安全的進行下去。
2在工程施工中工程測量的重要性
采集工程施工現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù),對采集來的各種數(shù)據(jù)進行專業(yè)的分析進而變成一種專業(yè)的論證,采集工程施工現(xiàn)場的空間信息,以及地質(zhì)環(huán)境和水文環(huán)境的信息,并將其繪制成實際的圖形,這就是工程測量在工程建設(shè)中所起到的實際作用。其中的放線技術(shù)是最為基礎(chǔ)同時也是最重要的一個環(huán)節(jié),在項目正式施工之前進行各方面的精準測量,才可以確保工程的施工質(zhì)量、施工效率以及施工階段的安全性,也方便在施工完畢之后對整個項目進行質(zhì)量檢驗。工程測量的工作能否順利進行將會影響工程建設(shè)的整體質(zhì)量,所以說,工程測量在項目施工的任何階段中都能起到非常重要的作用。
2.1工程設(shè)計階段——確保項目能夠順利開展
在項目的設(shè)計階段,工程測量能起到非常重要的作用,設(shè)計、規(guī)劃施工地形,確定施工面積大小,勘測施工的地質(zhì)環(huán)境,施工現(xiàn)場周圍環(huán)境,提供比例尺,判斷選定施工場所是否滿足進行施工的條件等等。一個工程項目能否順利成功的進行,在很大程度上都取決于工程測量的測量結(jié)果。若是沒有工程測量前期的各項測量準備,一個設(shè)計的再完美的工程項目都沒有辦法順利的進行下去。
2.2工程施工階段——確保項目能夠正常進行
一個工程項目從正式施工開始到工程結(jié)束,每一個階段都會使用到工程測量技術(shù),工程測量可以讓工程項目順利無誤的進行下去,并且可以在規(guī)定的時間范圍內(nèi)完成施工任務。在工程項目正式施工開始前,使用工程測量技術(shù)對建筑物進行定位,確保施工的過程在正確的地理位置上開展。了解施工場地周圍的環(huán)境,是否存在地下的管道和線路,在施工過程中要防止對其造成破壞,避免帶來不必要的損失。工程項目的任何一個環(huán)節(jié)都不能夠隨意的進行,在施工開始前對基礎(chǔ)的設(shè)施進行一系列的安全檢驗,防止在施工過程中突然的損壞,影響施工的整體進程,在接到檢驗合格的說明之后,才可以進行下一步的施工操作。在施工階段,為了確保施工的質(zhì)量與效率,測量工作要及時的進行,以保證整個施工進程是完善的,是按照計劃進行的。
2.3工程運營階段——確保項目能夠安全施工
工程項目在施工的時候,需要觀測建筑物的沉降、形變情況,假如存在問題就能夠及時的發(fā)現(xiàn)及時的進行解決,避免發(fā)生嚴重的質(zhì)量安全事故。觀測主要是對建筑物的位移與沉降情況進行觀測,若是工程的施工現(xiàn)場位于填海地帶、地質(zhì)斷層帶以及深基坑地帶,那么觀測工作則會顯得尤為重要了。
2.4工程裝修階段——確保項目能夠符合標準
工程項目在施工結(jié)束后,建筑物還只能算作為一個半成品,施工人員需要對半成品建筑物進行一系列的裝修工作。在裝修階段,需要對前期施工中的問題進行整改與處理。該階段中,工程測量的任務是測量墻面的垂直度,地面的標高以及施工的放線情況等。墻面的垂直度有非常嚴格的控制標準,它關(guān)系到裝修的質(zhì)量是否能夠達到標準的要求,裝修地面的標高關(guān)系到地面是否平整,這是非常基礎(chǔ)的同時也非常重要的,施工的放線情況可以反映出施工的整個過程是否是按照事先設(shè)計好的圖紙有計劃的進行的。
3總結(jié)
為了確保選取的控制點正常使用,避免無謂的破壞,在選擇施工現(xiàn)場控制點的時候,要充分考慮周邊密集的建筑物、工程施工圍護等,如南寧市主干道下的排水等設(shè)施。同時,為了避免施工材料的堆放等多方面的影響,隨著工程進展結(jié)構(gòu)物的建成,要充分考慮土方的填挖。在視線通暢、利于觀測的地方,在土質(zhì)堅硬穩(wěn)固并且安全保存的地方,設(shè)置小三角控制網(wǎng)的控制點。
2市政工程施工平面控制的測設(shè)
2.1導線點的復測
路線勘測設(shè)計完成后,要在測設(shè)三角網(wǎng)之前,復測設(shè)計交出的控制點。在這段時間中,要使用精確和合格的測量儀器,復測導線控制點的精度和位移。首先,根據(jù)《工程測量規(guī)范》中的技術(shù)要求,要用相對中誤差檢核點間測距精度,測距相對中誤差不能大于1/15000。以設(shè)計提供的距離作為真值D,往測盤左測得的距離記作L1,往測盤右時測得距離記作L2。返測盤左時測得距離記作L3,返測盤右時測得距離記作L4。取L1、L2、L3、L4的平均值L,按照公式M=D-L▕/D計算中誤差,得出相對誤差為K=1/M-1。其次,《工程測量規(guī)范》中規(guī)定,測角中誤差不大于8“在對小三角網(wǎng)的測角測邊的工作時,要經(jīng)過復測符合規(guī)范要求。采用測回法,復測導線轉(zhuǎn)角,用|β-β0|≤2mβ方式,按照測回盤左、盤右觀測檢核其是否超出限差。其中根據(jù)設(shè)計提供的導線點坐標,公式中β-推算出轉(zhuǎn)角(左角或右角),即:相鄰兩邊的方位角之差,β0-盤左、盤右實際測得轉(zhuǎn)角的平均值,而mβ-測角中誤差。如果測得結(jié)構(gòu)符合公式要求,可按照設(shè)計提供的數(shù)據(jù)使用,則轉(zhuǎn)角不超限;如果超限要向設(shè)計單位要求處理,并提出書面報告。
2.2對小三角網(wǎng)進行測角測邊
首先為了消除系統(tǒng)誤差,可以對小三角網(wǎng)各三角形內(nèi)角采用方向觀測法觀測,一個測回要進行盤左、盤右上下半測回,共進行兩個測回。并且,為了及時發(fā)現(xiàn)錯誤,要在觀測現(xiàn)場核算同方向兩個測回,互差應該<12″。如超限應重測等。觀測的時候應該盡量使用體態(tài)儀器觀測。并且為了減少偶然誤差對觀測精度的影響,儀器要精確對中整平,觀測前要對棱鏡基座長水泡和對點器進行校正。其次,在測角的第一測回中,測邊方法與復測時大致相同。應該根據(jù)觀測時的氣壓、溫度,修正儀器參數(shù),要注意將棱鏡盡量對準儀器望遠鏡,避免儀器與棱鏡高差懸殊。
2.3計算內(nèi)業(yè)
為了得出各三角形閉合差(180°-內(nèi)角和):W1、W2、W3、…、Wn,要根據(jù)外業(yè)測得數(shù)據(jù),先計算出各三角形內(nèi)角值,才能對各三角形的內(nèi)角和進行計算,然后按照公式,求出三角網(wǎng)測角中誤差,其中-測角中誤差,測各三角形閉合差平方和,Wn-測各三角形閉合差,n-為三角形個數(shù)。同時,根據(jù)公式,采用往返校差檢核邊長是否超限,并根據(jù)計算結(jié)果,檢查其符合規(guī)范要求,公式中C-代表返測距較差;b-代表全站儀標稱精度中比例誤差系數(shù)(mm/km);而a-代表全站儀標稱精度中的固定誤差(mm);D-則代表測距長度(km)。假設(shè)往返測距差的絕對值>C,那么本邊長觀測不符合要求。由此在校核完角度、距離,符合限差要求之后,就可以計算內(nèi)業(yè)平差了。
2.4平差軟件計算
隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)不斷的深入,人們對自身生活的環(huán)境要求也越來越高,交通、水電以及氣象等問題都成了現(xiàn)代化建設(shè)所要考慮的主要問題,我國現(xiàn)代化的建設(shè)的準確性,與現(xiàn)代測量技術(shù)有著非常大的關(guān)系,只有科學合理的對施工地區(qū)進行測量,才能夠更加準確的對其進行有效的建設(shè)。在對工程進行選定的初期,就要使用工程測量技術(shù)對當?shù)剡M行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集,然后通過對數(shù)據(jù)進行合理有效的分析,從而確定工程施工的計劃,并且對初步估計的情況進行有效的糾正;在工程施工的過程中,還要使用工程測量技術(shù)對工程進行合理的預測以及檢測,從而確保工程質(zhì)量能夠達到國家要求的標準,進一步防止一些工程事故以及危險事故發(fā)生。這些還是共層測量技術(shù)最基本的作用,隨著時代的不斷發(fā)展,任何一種技術(shù)都離不開創(chuàng)新,工程測量技術(shù)也一樣,對工程測量技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展,不僅僅能夠有效的提高工程的準確性,還能夠在各個方面確保工程的質(zhì)量。
2現(xiàn)代工程測量技術(shù)特點
隨著計算機技術(shù)以及衛(wèi)星技術(shù)在測量技術(shù)中的應用,我國的測量技術(shù)的應用已經(jīng)越來越廣泛,而且技術(shù)方面也逐漸的成熟起來。在現(xiàn)代工程建設(shè)中測量技術(shù)得到了充分的利用,而且對工程建設(shè)的準確程度也有非常大的影響。現(xiàn)代工程測量技術(shù)有著以下幾個特點。
(1)自動化以及多樣化。
隨著現(xiàn)代科技的不斷進步,測量方法和測量技術(shù)也在不斷的豐富和完善,在現(xiàn)代化的工程測量技術(shù)作業(yè)中主要有自動化以及方式多樣化等特點。
(2)創(chuàng)造性。
在現(xiàn)代工程測量技術(shù)不斷的發(fā)展更新中,創(chuàng)造性也逐漸的成為了當今工程測量技術(shù)主要的特點。
(3)廣泛性。
傳統(tǒng)的工程測量包含了建筑、土木以及橋梁的建設(shè),但是現(xiàn)代化的工程測量技術(shù)不僅僅包含傳統(tǒng)工程測量所包含的各方面的建設(shè),而且還包括人們生活的各個方面。具有非常強的廣泛性。
(4)科學性。
現(xiàn)代工程測量技術(shù)在對施工地區(qū)進行測繪的時候,測量的效果已經(jīng)從傳統(tǒng)的平面測量轉(zhuǎn)換到三維的測量結(jié)果,具有非常明顯的科學性。
3現(xiàn)代測量技術(shù)發(fā)展和應用
3.1攝影測量技術(shù)應用
攝影測量技術(shù)是把數(shù)字化攝影技術(shù)、數(shù)字化測量技術(shù)以及數(shù)字化信息處理技術(shù)等結(jié)合在一起的技術(shù),其主要的作用是為工程施工前期的數(shù)據(jù)進行測量,主要提供三維、非接觸性等高效測量方法。這種測量技術(shù)主要用在一些面積比較大的工程當中,其中包括大比例尺地形測量、地籍測量等方面。遙感技術(shù)以及衛(wèi)星技術(shù)是攝影測量技術(shù)的主要技術(shù)核心,并且在此基礎(chǔ)上融合了光譜航空攝影測量技術(shù),能夠進一步為人們對一個地區(qū)基礎(chǔ)的地理信息的收集和使用提供非常大的幫助。一方面因為遙感技術(shù)有著其同步性、實效性、經(jīng)濟性等優(yōu)勢,能夠在工程建設(shè)測量中得到非常大的應用;另一方面遙感技術(shù)在工程測量方面的使用,為工程測量技術(shù)在測量圖和地籍圖的繪制方面提供了非常高的準確度,對現(xiàn)代化工程測量技術(shù)的應用有著非常重大的意義。
3.2數(shù)字化測量技術(shù)應用
對于大比例尺地形圖以及工程圖的繪制,是一直以來工程測量的主要任務。但是因為傳統(tǒng)的測量技術(shù)不能夠很好的滿足現(xiàn)代化城市建設(shè)的需要,所以在傳統(tǒng)測量技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改造,數(shù)字化信息處理技術(shù)以及數(shù)字化圖形處理技術(shù)就在工程測量技術(shù)中得到了充分的使用,數(shù)字化信息處理技術(shù)和數(shù)字化圖形處理技術(shù)在工程測量技術(shù)中使用之后,使得工程測繪的工作效率以及工程測繪的工作質(zhì)量在很大程度上得到了提高。隨著這兩項技術(shù)的完美融合,逐漸的出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀、全站儀等等,這些儀器能夠很好的把野外的采集的數(shù)據(jù)進行合理充分的整合,從而自動的生成一個非常好的三維測量圖。這樣就在很大程度上減少了工程測量的時間,提高了工程測量的效率。
3.3衛(wèi)星定位技術(shù)在工程測量中的應用
在工程測量的過程中,合理的使用衛(wèi)星導航定位技術(shù)是非常必要的,其中表現(xiàn)在地形的測繪以及工程的測量等方面,把衛(wèi)星定位技術(shù)融入到工程測量技術(shù)中,進一步使得我國工程測量技術(shù)走進一步走向科學化,在我國很多工程測量中,都使用到了這兩個技術(shù)的結(jié)合。例如,長江三峽工程建設(shè)、南水北調(diào)工程建設(shè)、青藏鐵路工程建設(shè)以及浙江省杭州灣大橋的建設(shè)等等,這些工程在建設(shè)的時候都充分使用了衛(wèi)星定位技術(shù),這一技術(shù)的使用,在很大程度上減少了建設(shè)好中工程事故的發(fā)生情況,極大的提高了我國工程技術(shù)的危險地區(qū)作業(yè)的效率。
4結(jié)束語
論文摘要:工程測量有著悠久的歷史,它是直接為國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)服務,緊密與生產(chǎn)實踐相結(jié)合的學科。本文分析了我國工程測量技術(shù)發(fā)展和應用現(xiàn)狀,并對其發(fā)展前景進行了展望。
1前言
工程測量通常是指在工程建設(shè)的勘測設(shè)計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術(shù)的總稱。傳統(tǒng)工程測量技術(shù)的服務領(lǐng)域包括建筑、水利、交通、礦山等部門,其基本內(nèi)容有測圖和放樣兩部分?,F(xiàn)代工程測量己經(jīng)遠遠突破了僅僅為工程建設(shè)服務的概念,它不僅涉及工程的靜態(tài)、動態(tài)幾何與物理量測定,而且包括對測量結(jié)果的分析,甚至對物體發(fā)展變化的趨勢預報。蘇黎世高等工業(yè)大學馬西斯教授指出:“一切不屬于地球測量,不屬于國家地圖集的陸地測量,和不屬于法定測量的應用測量都屬于工程測量”。隨著傳統(tǒng)測繪技術(shù)向數(shù)字化測繪技術(shù)轉(zhuǎn)化,我國工程測量的發(fā)展可以概括為“四化”和“十六字”,所謂“四化”是:工程測量內(nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化,數(shù)據(jù)獲取及其處理的自動化,測量過程控制和系統(tǒng)行為的智能化,測量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化?!笆帧笔牵哼B續(xù)、動態(tài)、遙測、實時、精確、可靠、快速、簡便。
2我國工程測量技術(shù)現(xiàn)狀
2.1先進的地面測量儀器在工程測量中的應用。
20世紀80年代以來出現(xiàn)許多先進的地面測量儀器,為工程測量提供了先進的技術(shù)工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準儀、數(shù)字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等,為工程測量向現(xiàn)代化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件,改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測量、道路測量和施工測量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測距導線網(wǎng)所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量;具有自動跟蹤和連續(xù)顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作;電子速測儀為細部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。
2.2GPS定位技術(shù)在工程測量中的應用。
GPS是美國從20世紀70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進行全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。隨著GPS定位技術(shù)的不斷改進,軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、測距、測水準為主體的常規(guī)地面定位技術(shù),正在逐步被以一次性確定三維坐標的高速度、高精度、費用省、操作簡單的GPS技術(shù)代替。
在我國GPS定位技術(shù)的應用已深入各個領(lǐng)域,國家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應用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、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測、海島或海域測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實時差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國AS技術(shù)的解除,單點定位精度不斷提高,GPS技術(shù)在導航、運載工具實時監(jiān)控、石油物探點定位、地質(zhì)勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應用前景。
2.3數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應用。
數(shù)字化測繪技術(shù)在測繪工程領(lǐng)域得以廣泛應用,使大比例尺測圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與工程測量的重要內(nèi)容和任務。
常規(guī)的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結(jié)合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產(chǎn)品單一,難以適應飛速發(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、全站儀的應用和GEOMAP系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進設(shè)備與微機及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來,形成一個從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統(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)計自動化,建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。
20世紀80年代以來,我國數(shù)字化測繪技術(shù)的開發(fā)研究和應用發(fā)展很快,成效顯著。由于技術(shù)標準和規(guī)范不同,國外研究成功的數(shù)字化測繪系統(tǒng)不適合國情,難以推廣應用,只有依靠自己研究開發(fā)。1987年北京市測繪設(shè)計研究院在國內(nèi)首先完成了“大比例尺數(shù)字化測圖系統(tǒng)”(即DGJ)的軟件開發(fā),并通過技術(shù)鑒定,1990年被建設(shè)部列為第一批技術(shù)推廣應用項目之一,在80多個城市及工程測量單位推廣應用,同時又有十幾個大專院校、儀器公司和工程測量單位,先后開發(fā)和研制出多個類似的數(shù)字測圖系統(tǒng)軟件。
2.4攝影測量技術(shù)在工程測繪中的應用。
攝影測量技術(shù)已越來越廣泛的在城市和工程測繪領(lǐng)域中得以應用,由于高質(zhì)量、高精度的攝影測量儀器的研制生產(chǎn),結(jié)合計算機技術(shù)中的應用,使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業(yè)工作量,具有測量高效、高精度,成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測、文物保護和醫(yī)學上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用,具有廣泛的應用前景。由于全數(shù)字攝影測量工作站的出現(xiàn),為攝影測量技術(shù)應用提供了新的技術(shù)手段和方法,該技術(shù)已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進和應用。
航空攝影測量是進行城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測繪與更新以及大型工程勘測的重要手段與方法,它可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖成果。目前,我國有100多個城市或工測單位利用航測技術(shù)測制大比例尺地形圖和地籍圖,最大比例尺為1/500。采用的儀器除利用高精度的模擬測圖儀和解析測圖儀成圖方法外,還用立體坐標測圖儀與微機連接進行數(shù)據(jù)采集,經(jīng)微機數(shù)據(jù)處理輸入繪圖機自動繪圖。
3工程測量技術(shù)的發(fā)展展望
展望21世紀,工程測量將在以下方面將得到顯著發(fā)展:
測量機器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進一步發(fā)展,其應用范圍將進一步擴大,影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進一步增強。
在變形觀測數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中,將發(fā)展基于知識的信息系統(tǒng),并進一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學科相結(jié)合,解決工程建設(shè)中以及運行期間的安全監(jiān)測、災害防治和環(huán)境保護的各種問題。
大型復雜結(jié)構(gòu)建筑、設(shè)備的三維測量,幾何重構(gòu)及質(zhì)量控制,以及由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對自動化流程,生產(chǎn)過程控制,產(chǎn)品質(zhì)量檢驗與監(jiān)控的數(shù)據(jù)與定位要求越來越高,將促使三維業(yè)測量技術(shù)的進一步發(fā)展。工程測量將從土木工程測量、三維工業(yè)測量擴展到人體科學測量。
多傳感器的混合測量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應用,如GPS接收機與電子全站儀或測量機器人集成,可在大區(qū)域乃至國家范圍內(nèi)進行無控制網(wǎng)的各種測量工作。
GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項目,在勘測、設(shè)計、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。
在人類活動中,工程測量是無處不在、無時不用,只要有建設(shè)就必然存在工程測量,因而其發(fā)展和應用的前景是廣闊的。
參考文獻:
實訓教學是培養(yǎng)學生測量能力的重要途徑。扎實的基本理論知識、必要的測量儀器設(shè)備、足夠數(shù)量的實訓指導老師、符合學生就業(yè)特點的實習實訓大綱和實訓項目以及規(guī)范化的實訓場地是保障建筑工程測量實訓教學質(zhì)量的五個主要因素。目前,大部分高職院校在“軟件”方面,如足夠的理論教學課時、實訓項目的設(shè)置以及實訓指導老師的配置等方面均能保證;在“硬件”方面,我院以省級質(zhì)量工程—建筑工程實驗實訓中心項目為依托,完成了建筑工程測量實訓室的建設(shè),更新和添加了全站儀、電子水準儀和電子經(jīng)緯儀等儀器及相關(guān)配件,為了使測量實訓效果滿足土建建設(shè)行業(yè)的技術(shù)要求,后期將會繼續(xù)添加全站儀、GPS等高新測量儀器,使其更好地融入到建筑工程測量實踐教學中來。因此,我院測量儀器設(shè)備的更新與改進,基本能滿足建筑工程測量的實訓要求,但規(guī)范化的建筑工程測量實訓場地因各方面的原因仍然存在諸多問題,導致測量實習過程中,學生任意地選擇實習場地,流動性和散漫性較大,老師很難對學生的實習過程進行監(jiān)督管理,無法對儀器操作技能進行有效的指導,從而導致該課程的實踐教學目標難以保證,學生的測量技能較差,測量成果的精準度不符合規(guī)范要求。
1.實訓場地缺乏規(guī)范性布置
因為實訓場地沒有建立可以長期使用的標志點,導致學生選擇測站點、目標點隨意性太大,標志點不固定、不集中,不便老師對學生實訓進行集中指導和管理。同時,因為不固定的測點缺乏標準數(shù)據(jù),對學生實訓數(shù)據(jù)的準確性無法做出科學客觀的檢查,部分學生甚至為了達到精度而對觀測數(shù)據(jù)進行涂改、偽造,這使得建筑工程測量實訓教學質(zhì)量很難得到保證。
2.因為缺乏統(tǒng)一的、規(guī)范化的建筑工程測量實訓場地
在學生人數(shù)較多,難以安排到校外實訓基地的情況下,容易導致學生在校內(nèi)安置儀器的隨意性較大,如道路上、路邊停車區(qū)、人流比較集中區(qū)等,這樣因過往車輛和行人影響了測量實訓教學的順利進行,同時也給測量儀器工具的安全性帶來了隱患。因此,為了提高建筑工程測量實踐教學的質(zhì)量,規(guī)范化校內(nèi)建筑工程測量實訓場地勢在必行。
二、建筑工程測量
校內(nèi)實訓場地的建設(shè)以科學發(fā)展觀為指導,統(tǒng)籌兼顧,合理配置,資源共享,全面分析社會對高職土建類專業(yè)人才測量技能的要求,構(gòu)筑一個以能力培養(yǎng)為本位的建筑工程測量校內(nèi)實訓場地。首先,在校園內(nèi)選擇合適的實訓場地是保證建筑工程測量實踐教學能夠順利開展的關(guān)鍵因素之一。綜合我院校園每天的人流量、人流集中時間點、人流和車輛主要行駛路線以及地物、地貌的特點等相關(guān)因素,選擇了兩個校內(nèi)建筑工程測量實踐教學的實訓場地,第一塊實訓場地為圖書館與主教學樓之間的草坪地塊,該片場地面積相對較大,在上課時間段受人流和車輛的影響較小,適合約10組的測量小組(5人/組)展開基本測量工作,如水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀的認識與基本操作;閉合路線水準測量;角度測量和距離測量等。同時,因為該片場地相對比較集中,便于指導老師對學生進行實訓指導和監(jiān)督管理。第二塊實訓場地為建筑工程學院辦公樓前人工湖地帶,因為該片場地地勢落差較大,地貌特征比較明顯,地形變化較大,同時地物也比較豐富,有主干道、彎曲的石子小路、小湖、涼亭、橋、辦公樓、臺階、綠色植被等,與生產(chǎn)一線的具體情況較為接近,比較適合開展數(shù)字化測圖、施工放樣等測量項目,使學生畢業(yè)后能夠更快地適應生產(chǎn)一線的測量任務;其次,點位的布設(shè)是進行具體測量實施的關(guān)鍵工作。布設(shè)點位主要有控制點和測站點,為了使布置的點位能夠長期使用,我院選擇了專門的不銹鋼材質(zhì)、大小適中的永久性測量標志點100個點左右,每個標志點上均有“建筑工程學院+點號”的字樣,方便學生查找;采用鉆頭和混凝土將這些標志點布置到兩個實訓場地的相應位置,做到了間距整齊、分布合理、標志清晰、牢固穩(wěn)定,并且數(shù)量充足,確保能滿足測量實訓教學的要求。通過這些標志點的布設(shè),也糾正了學生以往對“點”標準的錯誤理解,再根據(jù)點位情況,分成若干測區(qū),按小組分配到不同區(qū)域完成相應的測量任務。這樣有助于多個教師同時對學生進行分組指導,更為及時掌握學生實訓動態(tài)。再次,點位布設(shè)好后,接下來就要有這些點的平面坐標和高程的參考數(shù)據(jù),我們以控制點坐標和高程為參考,利用全站儀和GPS測量技術(shù)對所布置的近100個標志點進行了全面的觀測,獲取了這些點的平面坐標值和高程值,并將這些點利用CASS軟件繪制成測區(qū)地形圖,這樣就對學生的實訓結(jié)果的正確性和精準性有了比較客觀的評價,從而防止學生馬虎敷衍、弄虛作假,保證了建筑工程測量實訓教學質(zhì)量。最后,為了滿足一年一度的安徽省高職院校測繪類項目的技能大賽,我們還特意布置了一些專門為大賽項目準備的一些點位,以滿足大賽項目的測量要求。
三、規(guī)范化建筑工程測量