电子平板数字测绘系统、侧记法数字测绘系统、掌上数字测图系统合称数字地形测绘技术，这套技术的核心理念是数字化系统配合全站仪共同使用，即GPSRTK系统配合全站仪进行综合测绘，现在最实用、最先进的方式是，掌上电脑+全站仪+地形库内业，这种方式适合山地、草地、盆地，利用现代化数字手段，通过对全站仪的数据统计，从而建立起基础模型，全方位立体化的三维系统没醒，对当地情况进行分析。同时能够最大限度的减少水利水电工程测量过程中的误差，加强建模效果，更加快捷与便捷的将这一数据进行整合。
2水下地形测量技术
传统的水下地形测量采用一般多以经纬仪、电磁波测距仪及标尺、标杆为主要工具，用断面法或极坐标法及交会法定位，用测深杆和测深锤来采集水深数据，这种方法存在作业效率低，误差大等诸多缺点，近来已经很少被采用。近年来随着卫星定位技术的发展，DGPS,GPSRTK及CORS系统配合多波束测深仪进行水下地形测量得到了广泛的应用。DGPS(差分全球定位系统)是以某已知点作为基准点，基准点的GPS接收机连续接收卫星信号，并与已知点的位置进行比较，确定当时误差的伪距修正值，将这些修正值通过无线电台接收，用户接收机接收修正值来实时校正GPS信号，它具有全天侯、实时连续、高精度等特点。目前GPSRTK及CORS系统定位已达到厘米级的定位精度，并且能够做到实时无验潮测量。以上几种定位技术进行水下地形测量与岸上基准点交会法、极坐标法等定位技术相比，具有极大的优势，特别是较大面积的水下地形测量，可以大大缩短工作周期，减轻劳动强度。
3变形监测技术
变形监测又称变形测量或变形观测，是对被监测对象或物体(简称变形体)进行测量，确定其空间位置及内部形态的变化特征。变形监测按其变形监测部位分为外部变形监测(外观)和内部变形监测(内观)两部分，涉及测量学范畴的工作主要为外部变形监测。外部变形监测按变形方向可分为水平位移监测和垂直位移监测。水利水电工程外部变形监测包括变形监测基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测、监测资料分析等内容，常用水利水电工程外部变形监测方法主要有以下几种:(1)大地测量法；(2)基准线测量法；(3)液体静力水准测量法。
4结语
关键词：数字化测图，城市建设
数字化测图不同于传统的模拟法测图，在测量实践中应正确认识与掌握数字化测图的特点。论文格式，城市建设。根据数字化测图的特点和多年在野外工作的经验，和同志们交流一下想法，仅供参考。
在控制测量中，使用GPS测量时，除必要的测量起算数据外，尽可能要自已知检测点，检测合格后，再把检测点加入控制网作为已知点进行平差计算，这样要以有效检测测量精度，防止测量错误。使用全站仪进行碎部点数据采集时，应严格注意输入测站点与后视点。如果测站点与后视点错号（点号与位置均认识错误），实践证明无法检测出来，造成内业处理上的不便。数字化测图内业图形编辑主要依靠外业记录，外业测量时，记录员应详细记清测点点号、点的属性、连线关系，必要时绘制草图。否则，内业处理时，容易造成错乱。数字化测图等高线的勾绘完全取决于野外的测点，因此在地貌测绘时，立尺员应合理选择地貌特征点，并认真了解观察地形，复杂地区应简单绘制地形草图，以便使勾绘的等高线更加符合测区情况。由于数字化测绘相对于传统平板测图具有精度高、作业效率高、劳动强度小等显著经济技术优势,加之近年来数字化测绘设备价格的持续下降,规划、设计等用图单位普遍采用计算机设计而要求提供数字化测绘成果等因素,测量单位普遍采用野外数字化测绘完成大比例尺地形测量工作。数字化测图已基本淘汰传统的平板仪测图技术,成为占主导地位的技术方法。而是数字化时代对测绘成果应用方法变革的必然结果。它引起了一些更深层次的问题,目前对其重要意义尚认识不足,现行的技术规范、测绘产品价格体系均有与之不适应的地方,并就此提出自己的看法：
数字化测绘对作业人员的操作技能要求降低,业务培训应有新的侧重 ，数字化测图是采用全站仪直接测取碎部点坐标和高程,计算机编辑成图的技术方法。论文格式，城市建设。数字化测图按作业方法可分为编码和无码两种,编码方法在测点时必须按碎部点的类型及相互间联系输入特征编码以便事后编辑成图。操作仪器的作业员不仅要熟记编码,还要时刻观察地形才能正确输入,因此,这种方法对操作人员的技术、经验均有较高要求。就处理碎部点间关系而言,实际上与平板仪测图无异。无码方法则不需输入任何编码,而是代之以棱镜处作业员绘制草图记录所测点之位置、点号及与其它点的联系。测站照准目标测取数据后,只需向棱镜处作业员报告碎部点点号而已,测站与棱镜间联络较少,测图工作实际上主要在棱镜处进行。由于测点时不需观察地形,因而测量速度很快,一台仪器可观测二至三个棱镜,相当于两三个平板测图组,外业测图效率很高。作业时,绘制草图的作业员在棱镜处现场绘制,简单而不易出错,只需熟悉地形、地物表示方法即可胜任;而观测员操作全站仪测点精度很高,数据传输又是自动进行,避免了人为的错误和读数误差;内业编辑则是计算机展点,对照草图应用绘图软件的各种编辑工具成图,等高线自动完成,轻松快捷。从理论上讲,数字图中碎部点精度与作业员操作技能关系不大,正常情况下已达到图根点的水平,测量误差可忽略不计。论文格式，城市建设。所以在数字化测绘条件下,对作业人员的操作技能要求大大降低,进一步提高成图质量只能靠提升作业人员的理论水平,即由"测得准"转到"如何测,如何表示"上来。为适应这种新的形势,今后测绘技术人员的业务培训重点要从熟练、准确的技能训练转移到地形、地物的正确表达,计算机绘图理论、不同使用目的下地形图的不同取舍等更深层次的内容上来。
比例尺的概念将淡化,而代之以具体的测绘要求，传统的平板测图由于一定幅面内地形符号的负载及表现能力的局限,不得已分为各种比例尺。而且为了地形图使用时量算方便,大比例尺实际上主要是1:500、1:1000两种。由于纸质地形图上同样长度的距离误差,代表的实际长度不同,所以不同比例尺地图不光细致程度不同,精度也不同,相互间很难转换,常常造成重复测绘。现在数字化测图仍沿用传统平板仪测图的要求划分比例尺,用来确定测绘细部的细致程度和定义绘图输出时点状符号大小,及部分线状符号(坎、斜坡等)的长短、间隔宽窄等。考虑到输出纸质地图并不是数字化测图的最终目的,数字化图的使用主要在计算机上进行。而在计算机中地形元素之间距离、方位关系由其坐标决定,图形缩放时图上数据与实地数据关系换算自动完成,无所谓比例尺,精度也不因图形缩放而异。所以除点状字符及部分线状符号大小定义不同外,不同比例尺数字地图间差别仅仅是细致程度不同而已。目前各地经济建设蓬勃发展,地形、地貌变化很快,新测的地形图很快就会失去现势性。考虑到数字化地图采用不同地物、地形类别分层存储,并且具有无级缩放显示,地图符号负载量限制相对较小,精度与比例尺无关等优势。所以可以设想,应淡化比例尺的概念,用图单位根据实际用途提出具体的测绘内容,不再涉及比例尺大小。而测绘单位也不再根据测量规范按比例尺所限定的测绘内容,花费人力、物力测绘数量众多、存在时期短,从用户的角度来看没有什么意义地形、地物。这对提高作业效率、节省经费都是一个很有实际意义的问题,值得有关方面研究。
在数字化测绘条件下,作业人员的操作技能已不是决定成图质量的重要因素。数字化测绘精度很高,地形图的质量主要取决于碎部点位的确定,地形、地物的合理表达,作业人员根据地形图的使用目的所作出的正确取舍等因素,作业人员技术培训应与之相适应。
在数字采集、实地记录、内业编辑的工作结合上多下功夫，目前测绘单位已普遍采用数字化测图的条件下,已不能适应,值得认真审视。在内业图形编辑时，各类地物符号应严格按照地形图图式要求进行编辑。绘图软件中地物符号一般按控制点、居民地、独立地物、交通设施、管线设施、水系设施、地貌土质、植被园林、境界线分类，在此基础上，每大类又包含许多项，共计大约670多项。论文格式，城市建设。因此，在外业测量记录时要准确，在内业图形编辑时，根据地物的类别选取对应的地物符号进行编辑，以满足数字化成图的规范要求。图形编辑应遵循“不清不绘”的原则，对记录不清的暂时不编辑，经外业检查后再进行编辑处理。论文格式，城市建设。图形编辑应遵循“边编辑边注记”的原则。论文格式，城市建设。对于在测区来说，野外采集的信息很多，为避免错误，每编辑完一个完整的地物，应及时加上必要的符号和文字注记，如独立树，应注记树的类别等。数字化测图在分组测量时，各组测量的数据编辑完成后，应将整个测区拼接起来，认真检查各组测图的衔接情况，检查处理后，现考虑整个测区地形图分幅的问题。数字化地形图内业图形编辑完成后，应利用绘图机绘出样图，到实地进认真的检查。检查内容主要包括地物有无漏测、属性注记是否与实际相符、陡坎的走向、电力线和通讯线的连线关系、等高线是否反映实际等等。对内业处理中有疑问的地方应重点检查。实践证明，实地检查是数字化测图必不可少的重要环节。
关键词：工程测量、工程测量学仪器
中图分类号：TB22文献标识码： A 文章编号：
1、概述
由于工程测量的研究应用领域非常广泛，发展变化也很快。工程测量学的研究领域是相对的固定性，又是不断发展变化的。工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供工程保障，满足工程所提出的要求。
解析法和模拟法是网优化设计方法的两种方法。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件，解求目标函数的极大值或极小值。在工程测量中，施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距，网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。根据设计资料和地图资料在图上选点布网，获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外，其他的网都可用模拟法进行设计。
多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。也可用于变形预报。变形观测数据处理的几种典型方法。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取，也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。变形的物理解释通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究，这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究，主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。
科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果，可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包，一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等称科傻一；在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”称科傻二。一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集称科傻三。
2、学科地位和研究应用领域
2．1 学科定义
工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。
2．2 学科地位
测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展，服务领域无论怎样拓宽，与其他学科的交叉无论怎样增多或加强，学科无论出现怎样的综合和细分，学科名称无论怎样改变，学科的本质和特点都不会改变。总的来说，整个学科的二级学科仍应作如下划分：
大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量)；
工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量)；
航空摄影测量与遥感学；
地图制图学；
不动产地籍与土地整理。
2．3 研究应用领域
目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分；也有按行业划分成：线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等，几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。
由Hennecke,Mueller,Werner 3个德国人所编著的工程测量学，主要按下述内容进行划分和编写：①测量仪器和方法；②线路、铁路、公路建设测量；③高层建筑测量；④地下建筑测量；⑤安全监测；⑥机器和设备测量。
由于工程测量的研究应用领域非常广泛，发展变化也很快，因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。
国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会，过去它下设4个工作组：测量方法和限差；土石方计算；变形测量；地下工程测量。此外还设了一个特别组：变形分析与解释。现在，下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是：大型科学设备的高精度测量技术与方法；线路工程测量与优化；变形测量；工程测量信息系统；激光技术在工程测量中的应用；电子科技文献和网络。2个专题组是：工程和工业中的特殊测量仪器；工程测量标准。
德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年起组织每3～4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题：测量仪器和数据获取；数据解释、处理和应用；高层建筑和设备安装测量；地下和深层建筑测量；环境和工程建筑物变形监测。 1992年第11届讨论会的专题是：测量理论与测量方案；测量技术和测量系统；信息系统和CAD；在建筑工程和工业中的应用。 1996年的第12届讨论会的专题是：测量和数据处理系统；监测和控制；在工业和建筑工程中的质量问题；数据模型和信息系统；交叉学科的大型工程项目。 从以上可见，工程测量学的研究领域既有相对的固定性，又是不断发展变化的。笔者认为，工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供工程保障，满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向，大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。
关键词：GPS控制测量技术 线形工程测量 应用
中图分类号：TH761 文献标识码：A
1GPS测绘技术概述
1.1GPS测绘技术的含义
GPS技术，即全球定位系统，在二十世纪七十年代由美国率先进行研发，经过多年的努力于1993年在军事上首次应用，随着社会经济的不断发展，后来延伸到工程建设、教育、科研等多个领域。它的工作原理为：对目标利用卫星发射无线电信号进行导航定位，能够方便快速的发现目标，且定位精确度高、抗干扰性强，在工程测量中得到广泛的应用。
1.2GPS测绘技术的优点
GPS测绘技术在工程测量中应用广泛，它具备以下几点优势：一是测绘时间长，精度高。GPS技术不受时空的影响，能在任何地点、任何时间进行全面全天候的测量工作，且受气候、地形等自然因素影响比较小，测量数据精度高。二是成本比较低，操作方便。GPS技术可以有效减少工程对人力、物力、财力的投入，不仅可以降低成本，而且操作简单，可以减轻工作人员负担。三是GPS技术工作效率高。随着GPS技术和计算机技术的不断进步，GPS测绘时间缩短，测量效率大大提高，即在较短的时间内高效完成测量任务。四是应用广泛。随着社会经济的快速发展，GPS测绘技术已渗透到建筑、市政给排水工程、水电工程、道路、桥梁等工程项目建设中，同时在电视台、天文台等领域也得到广泛的应用。
1.3GPS-RTK技术原理
RTK测量技术的全称是实时、动态定位技术，是数据传输技术和GPS测量技术的结合。基准站、数据链、移动站三个部分形成了RTK系统，它的基础是载波相位的观测量，在基准站上设置的GPS接收机连续不断的对四颗以上的可见GPS卫星进行观测，并将所得的测站信息和观测值通过数据链传送到移动站，而移动站在对这些信息进行接收的时候也对GPS的观测数据进行采集，实时处理在系统内产生的差分观测值，并同时反馈出厘米级别的定位结果，总过程用时不到1s。
图1
2GPS-RTX控制测量技术在线形工程输电线路测量中的应用
2.1布设GPS-RTX静态控制网
输电线路一般比较长，涉及范围比较广，经常需要穿越田地、河流、山地、湖泊等地形，给工程建设带来很大的麻烦和难题。同时输电线路走向是直拐直，没有曲线段，因此控制点要沿着可研路径布设，呈一带状控制网。在进行GPS-RTX静态控制网布设时，主要要注意几点问题：一是GPS-RTX基线长度最好相差不大，保证精确度的均匀性。二是GPS-RTX静态控制网最好采取封闭式闭合环形式（或者为附合线路结构）。三是避免多路径效应。在进行GPS-RTX静态控制网布设时，要尽量避免高山、河流、湖泊等比较复杂的地形。四是做好强电磁波抗干扰工作。GPS-RTX站点的设置要尽可能的远离大功率的无线电发射源，如电视台，其距离要在400m以上，同时要远离已建高压输电线路至少200m以上。
2.2GPS-RTX技术在外业作业测量中的应用
在进行外业作业前，要做好仪器（如GPS-RTX接收机等）设置等准备工作。GPS-RTX接收机设置要根据输电线路走向来，尽量避免一些复杂的地形，如高山、河流、植被等，同时在设置好GPS-RTX接收机等仪器后不要急于观测，在GPS-RTX仪器垂直精度因子VRMS和水平精度因子HRMS在不大于0.02、综合精度因子PDOP不大于3后方可进行，且每一次观测时间要不小于10分钟。此外，外业工作人员要严格按照GPS-RTX测量标准和输电高压线路实际情况进行外业作业。先根据卫星可行性预报资料编制观测计划表，然后在实际观测中严格按照计划表执行，同时以实际作业为主相应的进行调整，并做好记录，最后在外业作业完成后及时对观测数据进行检查和分析，若数据不对就要进行补测或者重测。
2.3做好内业数据处理工作
在进行内业数据处理之前，要选定相关解算软件，并把数据输入软件中，然后对每一个观测数据进行查看和分析，把误差大或者错误的数据删除，提高整体数据解算质量。一般而言，数据解算结果有四种，固定相位解、浮点相位解、相位平滑伪距差分解和伪距差分，前三者精度指标分别大于0.1m、0.5m、0.8m，根据实际情况选择相应的精度指标。具体来说，在测量完成一天的工作后，要把基站和杆塔的数据导入计算机，使用相关解算软件计算出每一个杆塔的坐标，从而计算出每一条基线长度，然后把计算出来的数据与事前标准数据进行对比分析，允许误差在6m之内，若误差过大就要就行补测或者重测。
2.4GPS-RTX控制测量技术使用注意事项
GPS-RTX测绘技术具有不可拟比的优势，但在实际操作中还是会受到自然因素和人为因素的影响，造成观测数据精确度存在偏差。因此，在利用GPS-RTX测绘技术进行控制测量时，要注意细节问题。
（1）受作业环境的影响。虽然GPS-RTX技术不受地形的限制，具有全天候观测的特点，但观测精度还是会受地形等环境的影响，因此在进行GPS-RTX仪器设置时，应尽量避免多种路径、电磁波干扰强（如电视台等）等地段，且保证卫星高度角在10°以上。
（2）观测时段问题。在观测前要对卫星预报图等进行查看，选择最佳观测时段（一般是可见卫星数不小于5的情况下）。
（3）人为因素的影响。在进行输电高压线路测量工作时，要严格按照GPS-RTX观测相关标准进行操作，避免因操作失误影响观测质量。这就要求对工作人员进行专业培训，提高其业务能力。
3结束语
总而言之，GPS-RTX测绘技术具有全天候观测、操作方便、成本较低、精确度高等优点，在线形工程测量中得到广泛应用。本文主要从GPS-RTX静态控制网布设、外业作业、内业数据处理等几个方面分析了GPS-RTX控制测量技术在输电线测量中的应用，随着GPS-RTX技术和计算机技术的不断发展，相信GPS-RTX测绘技术将得到进一步发展和应用。
参考文献：
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[4] 邰占宇,徐德仲.谈GPS-RTK在测量中的应用[A]. 吉林省测绘学会2008年学术年会论文集（下）[C]. 2008
关键词：安置交点偏角法圆曲线测设
前言
《礼记》有云：大学之道，在明德，在亲民。在提笔撰写我的毕业设计论文的时候，我也在向我的大学生活做最后的告别仪式。我不清楚过去的一切留给现在的我一些什么，也无从知晓未来将赋予我什么，但只要流泪流汗，拼过闯过，人生才会少些遗憾！
非常幸运能够加入水利工程这个古老而又新兴的行业，即将走向工作岗位的时刻，我仿佛感受到水利行业对我赋予新的历史使命，水利是一项以除害兴利、趋利避害，协调人与水、人与大自然关系的高尚事业。水利工作，既要防止水对人的侵害，更要防止人对水的侵害；既要化解自然灾害对人类生命财产的威胁，又要善待自然、善待江河、善待水，促进人水和谐，实现人与自然和谐相处。这种使命，更让我用课堂中的知识用于实际生产中来。特别是这两个月来的毕业设计，我越发感觉到学会学精测量基础知识对于我贡献水利是多么的重要。所以，我越发不愿放弃不多的大学时光，努力提高自己的实践动手能力，而本学期的毕业设计，为我提供了绝好的机会，我又怎能放弃？
刚刚从老师那里得到毕业设计的题目和任务时，我的心里真的没底。作为毕业设计的主体工作，我们主要运用电子水准仪对某幢建筑物进行变形观测与计算，布设控制点进行平面控制测量和高程控制测量；用全站仪进行了中心多边行角度和距离的测量，并用条件平差原理进行平差，通过控制点的放样来计算土的挖方量，还有圆曲线的计算与测设。而我研究的毕业课题是圆曲线测设。
大学的最后一个学期过得特别快，几乎每天扛着仪器，奔走在校园的每个角落，生活亦很有节奏。今天我提笔写毕业论文，我的毕业设计也接近尾声。不管成果如何，毕竟心里不再是没底了，挑着两个多月的辛苦换来的数据和成果，并不断的完善他们，心里感觉踏实多了。
在本次毕业设计论文的设计中要感谢水利系为我们的工作提供了测量仪器，还有各指导老师的教导和同学的帮助。
开题报告
一、研究课题：《微分曲线的应用》
二、学科地位和研究应用领域
1.学科定义
工程测量学是研究地球空间中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。
2.学科地位
测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。
3.研究应用领域
目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、三维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。
国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。
工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。
工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。
工程测量仪器的发展工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。
三、工程测量理论方法的发展
1.测量平差理论最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。
2.工程控制网优化设计理论和方法网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是:根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。值精度,可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。
3.变形观测数据处理工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广,属于多学科的交叉。
(1)变形观测数据处理的几种典型方法根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法,由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算,可得到变形与显著性因子间的函数关系,除作物理解释外,也可用于变形预报。
(2)变形的几何分析与物理解释传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性,主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下,参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。
(3)变形分析与预报的系统论方法用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统,它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构,是非线性的,开放性(耗散)的,它还具有随机性,这种随机性除包括外界干扰的不确定性外,还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外,还具有自相似性、突变性、自组织性和动态性等特征。
四、工程测量学的发展展望展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展:
1.测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强;
2.在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。
3.工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理;
4.多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。
5.GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。
6.大型和复杂结构建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。
7.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。综上所述,工程测量学的发展,主要表现在从一维、二维到三维、四维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。
工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。文献综述
一、圆曲线的详细测设
在各类线路工程弯道处施工，常常会遇到圆曲线的测设工作。目前，圆曲线测设的方法已有多种，如偏角法、切线支距法、弦线支距法等。然而，在实际工作中测设方法的选用要视现场条件、测设数据求算的繁简、测设工作量的大小，以及测设时仪器和工具情况等因素而定。另外，上述的几种测设方法，都是先根据辅点的桩号（里程）来计算测设数据，然后再到实地放样。因此，在实际工作中利用上述传统测设方法，有时会因地形条件的限制而无法放样出辅点（如不通视或量距不便等），或放样出的辅点处无法设置标桩。
在本次毕业设计的论文课题中介绍的几种圆曲线测设的新方法，不仅计算简单、测设便捷，而且可在不需要知道曲线上某点里程的情况下进行，从而避免了按预先给定的曲线点反算的测设数据放样不通视而转站的麻烦。同时，利用本文介绍的新方法，还可以根据线路工程施工进度的要求，灵活地选择性地放样出部分曲线；也可以用于快速地确定曲线上某一加桩的位置；若用于线路验收测量，则更加方便，验测结果更具有代表性、更可靠。
二、全站仪在任意站测设圆曲线及方法交点偏角法测设方法
用全站仪任意站测设圆曲线，安置一次仪器就能完成全部工作。虽然外业计算麻烦，但对于不能设站的转点，可谓方便灵活。但它的不足之处仍然是计算烦锁，对于不熟悉内业的外业工作者，很难实际操作。如果利用一些程序计算器，编制输入：AB的四组坐标和半径、九个数据的程序，可迅速得出放样数据，简化了外业工作。
为了放样工作的便利,可在平面控制网中纳入一些放样点,构成GPS同级全面网。由于放样点间距离较近,在进行同步环和闭合环检验时可仅考虑各分量的较差,而不考虑相对闭合差。因为,用相对闭合差来衡量是不合理的。由于GPS接收机的固定误差,相位中心偏差以及观测时的对中误差均在1mm～5mm之间,对于几十米的短边,其相对闭合差值势必较大。3)平面控制网的设计主要考虑独立基线的选择以及异步闭合环的设计,要考虑构成尽可能多的闭合图形,并将网中处于边缘的观测点用独立基线连接起来,形成封闭图形。
同理，采用上述思路，也可测设缓和曲线。
在道路、渠道、管线等工程建设中，受地形、地质等条件的限制，线路总是不断转向。为使车辆、水流等平稳运行或减缓冲击，常用圆曲线连接，因而圆曲线测设是线路测设的重要内容。在公路、铁路的路线圆曲线测设中,一般是在测设出曲线各主点后,随之在直圆点或圆直点进行圆曲线详细测设。其测设的方法很多,诸如偏角法、切线支距法、弦线支距法、延弦法等。这些方法有一个共同点:均是在定测阶段放样出的线路交点处设站,以路线后视方向定向,在实地定出曲线主点,然后将仪器置于曲线主点(一般是在曲线起点)处,以路线交点为后视方向定向,进行圆曲线详细测设。这些方法在实际施测过程中,由于各种地形条件的限制以及施测方法的特点,可能会出现以下三种情况:
(1)在曲线主点处无法设站。
(2)后视方向太近,定向不准。
(3)误差积累较大。
为此,在交点可以设站的情况下,可以采用一种新的测设方法—交点偏角法。
本文提出的交点偏角法详细测设圆曲线方法,从上述的计算,测设的方法得知,它具有以下优点:
关键词:地形测量 新型测绘技术 应用
中图分类号:TD17 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0006-01
1 地形测量和测绘自动化技术的概述
1.1 地形测量和地形测绘
地形测量工作主要以研究测绘工作理论和测绘工作方法以及测绘地形图的应用性技术学科。地形测量能够为不同的矿区和不同的城市提供不同比例尺的地形图,从而满足矿山开采工作和城市建设规划工作需要。地形测绘主要是研究地球局部表面的大小与形状,并将研究的结果测绘成地形图的技术和理论,通过对小范围地表的高低起伏形态特征点平面位置的测定,地面物体(如道路、建筑物、耕地等)特征点高程的测定,经过采用一定的测量符和相应的数据处理按一定的比例绘在图纸上,并获得与地面几何图形相应的地形图,提供给国家经济建设相关的施工和设计的图纸资料。传统的测绘主要包括五个部分:(1)控制测量;(2)地形测量;(3)施工测量;(4)竣工测量;(5)变形监测。
1.2 测绘自动化技术
随着现代测绘技术的快速发展,进一步提高了测绘自动化技术水平,同时也更加严格测绘的精度要求。现代测绘技术无论是在技术体系上还是学科理论上都得到了突飞猛进的发展,彻底了传统的测绘方式。我国的现代测绘自动化技术主要以3S技术来研究生态环境以及地球地表,现代测绘自动化技术中的核心技术是地理信息系统技术、卫星导航定位技术、遥感技术。卫星导航定位技术和遥感技术是我国现代通信技术、计算机技术、航天技术等高新技术的结晶。地理信息系统技术是空间分析和模拟技术、计算机技术的集成。现代测绘自动化技术不仅融合了信息技术和空间技术,它还是国家高新技术重要的组成部分。现代测绘自动化技术具有测图精度高、图形编辑方便、自动化程度高、图形属性信息丰富等优点。
2 测绘自动化技术在地形测量中的应用
2.1 卫星导航定位技术的应用
卫星导航定位系统简称GPS。卫星导航定位系统是由美国国防部用于国防安保工作而研制、开发出来的。从20世纪70年代开始,美国就专注于卫星导航定位系统的研制工作,最终在1994年建造完成。卫星导航定位系统主要是通过人造卫星发射出来的信号,并采用三角测量的原理及时准确的计算出收到信号的人所处的具置。到目前为止,大约有27颗卫星在运行在地球上空,卫星运行轨道的高达20200公里。自从卫星导航定位技术问世以来,在定位领域和无线导航领域得到了广泛的青睐和应用。
2.2 遥感技术的应用
(1)遥感技术形成了具有分辨率影象序列的金字塔让我国传感器的研制工作向着全方位立体观测能力方面发展,向着更宽广的空间和领域发展;(2)遥感技术的新型传感器在不断的研制成功,包括了多光谱扫描仪、多光谱摄影、彩色摄影、紫外摄影、成象光谱仪、红外扫描仪、微波辐射计、激光测高仪、合成孔径雷达等;(3)遥感技术可以反复获取同一地区的影象信息,具有多时相性,为人们提供了研究地球表面规律和变化的可能性,遥感技术已经得到了广泛的拓展,从静态分析拓展到动态监测,从空间维扩展到时空维。
2.3 地理信息系统技术的应用
地理信息系统技术简称为GIS。地理信息系统技术是集多个应用对象和多门科学为一体的高新技术,它主要利用现代计算机图形和数据库技术来处理地理空间的相关数据。在地理信息系统的实际使用过程中,它最大的优点就是能有机的结合地球表面空间事物的特征和其所处的地理位置,通过计算机屏幕直观形象地显示出来。地理信息系统还具有以下几个基本特征:(1)地理信息系统的结构多维;(2)地理信息系统是公共地理定位的基础;(3)地理信息系统具有丰富的信息;(4)地理信息系统的标准化和数字化。地理信息系统通过对空间地理信息进行及时准确的采集和处理,并对信息进行相应的分析和更新。
3 测绘自动化技术的发展趋势
3.1 进一步发展3G技术及集成技术
在地形测量中,要积极普及3G技术的应用,并在应用中改进3G技术存在的相关问题,及时地更新3G及其集成技术的测量手段和测量方法,加强测量工作的准确性和精确度度,让3G技术的应用进一步扩展到地形测量中测绘自动化技术领域。加强全球数字化摄影测量系统在3S集成技术和卫星导航定位技术、遥感技术、地理信息系统技术中的应用,让地形测量和数码摄影测量工作更加深化和普及,让地形测量中的测绘自动化技术数字化、自动化、电子化化方向进一步发展。
3.2 加强测绘自动化软件及数据库的开发和更新
在地形测量中,加强测绘自动化软件和数字化软件的研发工作,让地形测量的测绘自动化软件系统功能更加齐全,使用起来更加灵活、高效,充分发挥测绘自动化技术在地形测量中的作用。同时还需要不断的完善和更新信息数据库,并将采集到的所有地形测绘数据直接转换进入到信息数据库,以便于数据信息的管理查询和数据共享,实现扩展空间基础信息系统和全球数据更新的动态管理,实现标准化、科学化、信息化管理地形测量数据,实现地形测量数据的社会化、多样化、传输网络化,让地形测绘自动化技术走向数字化和实时化。
3.3 推进专家系统和人工智能的应用
随着地形测绘自动化技术和相关学科的综合、交叉,计算机技术的不断发展,专家系统和人工智能在地形测绘自动化技术中的应用有了广泛的前景。计算机技术可以通过专家知识模拟人脑思维,进行数据推理,从而智能化的处理和管理数据信息,智能化处理图形,极大地提高了地形测量工作的工作效率,让测绘技术不断的向智能化和自动化方向发展。在地形测量工作中,充分结合卫星导航定位技术、遥感技术、数字化摄影测量技术、专家系统和地理信息系统技术。专家系统发挥着非常重要的作用,它控制着整个地形测量工作流程,并及时地执行相应的分析、推理和处理工作,实现数据信息资源的共享,并实时动态监测诊断。
4 结语
综上所述,提高地形测绘工作质量和效率是地形测绘技术实时、智能、自动测量系统的关键所在。随着我国现代科学技术的不断发展带动着我国现代地形测绘技术和手段的发展趋势和整体走向。概括性越来越强的测绘理,综合程度越来越高的测绘技术,各个学科之间的相互交叉渗透,让地形测量学和别的学科之间的联系显更加紧密。在不久的将来地形测量将陆续开拓出新的领域,为我国社会主义建设发挥更大的功用。
参考文献
[1] 徐翔.浅议地形测量和测绘技术自动化技术[J].科技信息,2011(10):326～326.
关键词：工程测量；现状；发展；对策
中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
工程测量是与建设工程密切联系的应用型学科，为国民经济的建设和发展提供重要的技术服务。而随着当代科学技术的进步，尤其是微电子技术、激光技术、计算机技术、空间技术、网络和通信技术的飞速发展和应用，也极大地推动了整个测绘科学技术的发展，从理论体系到应用范围都发生了巨大的变化和进步，亦为工程测量学科的理论和技术的发展提供了坚实的基础。但工程测量所受的重视程度却逐渐减弱，原因是大部分的测绘工程研究人员把目光投向了GIS、遥感等高新技术研究领域，致使传统的工程测量研究领域研究人员缺少，发展缓慢。如何改变目前的这种不利状况，加快前进步伐，提高研究水平和学术地位，是当前广大工程测量研究技术人员面对的一个重要问题。
2主要研究成果
工程测量学科在近半个多世纪的发展中，取得了显著的成果。该学科依托大地测量、摄影测量等相关学科的理论和技术，在大量的工程建设实践中，总结成功的经验，逐步形成和发展成为具有完整理论体系和鲜明工程应用特色的学科，其主要成就有如下几个方面：
1) 基础理论研究。目前，人工智能技术、专家系统方法，以及神经网络、遗传算法等新的数学方法也在不断地提高和完善安全监测的理论体系。精密工程测量作为工程测量的一个研究方向也取得了不少的成就，如用于大型粒子加速器施工测量的控制网建立理论，由于其不但精度要求高，而且有特殊的计算要求，从而形成了独特的计算方法; 另外，由于大型天线、大型船舶等工业产品建造的需要，形成了适合于小范围高精度测量的工业测量理论体系，其主要特点是范围小、精度高、测量点密集，对测量数据后续处理有特殊要求，从而形成了一整套的工业测量理论和方法。其中，数字建模和造型技术以及三维可视化分析技术是其重要的应用技术。
2) 仪器设备的发展。工程测量仪器改进的典型代表当属全站仪、电子水准仪和GPS，这些仪器的应用不但降低了劳动强度，提高了生产效率，而且改变了生产作业方法，提高了测绘产品的质量，同时对作业人员的操作技能要求也有所降低。近年来，测量机器人在变形监测和精密工程测量中得到广泛的应用，三维激光扫描仪在工程测量中的应用研究得到一定的进展，该设备可用于变形监测、地形测量和古建筑修复测绘等。在大亚湾核电站、秦山核电站的建设与设备安装中，精密工程测量发挥了重要作用。大亚湾核电站施工控制网的精度为土2mm，秦山核电站主厂房是一个直径36m、高73m，内部结构相当复杂的密封圆柱体，其内环形控制网的实测精度为士0.1mm.。
3) 生产技术的改进。生产技术的改进与仪器设备的发展密不可分。传统的白纸测图技术被全站仪数字化测图技术所代替；控制网的建立由原来的经纬仪三角网技术转变为全站仪或 GPS 观测的建网技术；施工放样由原来的经纬仪加钢尺改进为全站仪坐标法放样和 GPS、RTK实时放样；变形监测也由原来的经纬仪交会和水准测量改进为测量机器人、GPS 以及各种传感器的自动化测量模式，在测量实时性、精确性、同步性等方面都得到了明显的提高。
3 存在的主要问题
尽管工程测量学在理论和技术层面得到了较快和较良好的发展，但是与西方先进国家的测量学技术及应用还存在较大的差异，主要表现在以下几个方面：
1) 数据获取方法没有优势。虽然GPS和全站仪等仪器设备在一定程度上减低了劳动强度，提高了生产效率，但这只是部分的改进，并没有从根本上将测绘工作者从繁重的野外工作中解放出来，为了获取数据，测绘工作者必须亲临现场采集数据。相对于工程测量领域，其他专业(如GIS、遥感等) 在数据采集技术方面有明显的优势，它们大多采用卫星、雷达等高科技的传感技术，自动获取所需要的数据资料，大大降低了研究人员的劳动强度，其信息的内容也更加丰富和全面。
2) 生产技术传统单一。在生产技术方面，传统的工程测量技术和方法并没有得到革命性的改进，如大比例尺地形图由于测量精度要求高，其测绘主要采用全站仪全野外数字化测图，而在其他领域，可采用遥感图像、卫星像片、航空摄影像片和三维点云等自动生成各种比例的专题地图； 在施工放样中，仍需采用全站仪或GPS逐点在现场测设点位；在变形监测中，监测点的位移大多采用传统方法获得，且基本是按点测量，分辨率较低，在其他领域，可采用合成孔径雷达等技术进行监测，自动获取数据，且分辨率高。
3) 理论方法发展缓慢。最小二乘法是工程测量领域传统的数据处理理论和方法，虽然近年来有一些新的理论方法得到研究和应用，但生产实践中最小二乘法仍然是最主要的实用方法，新的理论方法在实践中的应用并没有得到普及应用，这一方面说明新的理论方法较少，同时也说明了新理论和技术不够完善，还有待提高。
4 工程测量的发展对策
根据我国当今建设现状与测绘科技的发展水平，考虑测绘市场需要，工测单位应该采取相应的措施，在传统测绘技术的基础上，形成现代测绘技术的生产力，创造提高自身水平与扩大服务范围的条件，赢得更多的测绘工程，提高经济效益。
（l）根据自身条件，建立和形成数字化测绘生产能力，适应测绘市场需要，争取更多的测绘生产任务。其核心是培养数字化测绘技术人才，选择功能齐全、操作方便和运行可靠的数字化测绘软件系统。最好是选择以数字化测图为主，并具有道路、线路工程的勘测、设计、施工一体化的软件，形成勘测、设计、施工一条龙服务能力，创造更好的经济效益。
（2）培养掌握GIS的队伍，研制适应我国情况的专用数据库系统软件，为用户提供建立各种专用数据库的服务能力。培养地图扫描数字化技术人员，选择优秀的地图扫描数字化软件，形成扫描数字化生产能力。培养一支有地下管线探测能力的作业队伍，把数字化测绘技术、GIS建库技术与扫描数字化技术结合起来，承担建立城市建设、土地管理与工业企业总图管理数据库的全部任务，即承担专用信息工程服务项目，将会取得可观的社会效益和经济效益。
（3）改善仪器设备，形成较高的工程控制网与监测网、精密施工测量、特种精密工程测量生产能力；建立适应自身条件的三维工业测量系统，向工程建设和工业建设的深度、广度进军，开拓高科技、高附加值的测量生产任务，提高工程测量自身社会价值，创造较好的经济效益。
参考书目：
[1] 教育部考试中心.高等教育学[M].北京：高等教育出版社.2009.
关键词：工程测量 平差理论 工程网优化设计
Abstract: the engineering measure science and technology in surveying and mapping is the national economic and national defense construction of applied directly and comprehensive application of surveying and mapping in the science and technology, strict requirements calculation theory, measurement method is tight. In this paper, the engineering survey defined, according to the engineering construction and engineering of the program is expounded in engineering theory and method of measuring the development of several common theory and method are summed up and total.
Keywords: engineering surveying adjustment with theory engineering nets optimization design
中图分类号： [TU198+.2] 文献标识码：A 文章编号：
1 工程测量的定义
在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、方法和技术，称为工程测量。工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用，是综合性的应用测绘科学与技术，它直接为工程建设服务的，它的服务和应用范围包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。
1.1 按照工程建设的进行程序分类按工程建设的进行程序，工程测量可分为规划设计阶段的测量，施工兴建阶段的测量和竣工后的运营管理阶段的测量。
规划设计阶段的测量主要是提供地形资料。取得地形资料的方法是，在所建立的控制测量的基础上进行地面测图或航空摄影测量。
施工兴建阶段的测量的主要任务是，按照设计要求在实地准确地标定建筑物各部分的平面位置和高程，作为施工与安装的依据。一般也要求先建立施工控制网，然后根据工程的要求进行各种测量工作。
竣工后的营运管理阶段的测量，包括竣工测量以及为监视工程安全状况的变形观测与维修养护等测量工作。
1.2 按照工程测量所服务的工程种类分类 按工程测量所服务的工程种类，也可分为建筑工程测量、线路测量、桥梁与隧道测量、矿山测量、城市测量和水利工程测量等。此外，还将用于大型设备的高精度定位和变形观测称为高精度工程测量；将摄影测量技术应用于工程建设称为工程摄影测量；而将以电子全站仪或地面摄影仪为传感器在电子计算机支持下的测量系统称为3维工业测量。无论是工程进程各阶段的测量工作，还是不同工程的测量工作，都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段，并对测量成果进行处理和分析，也就是说，测量数据处理是工程测量的重要内容。
2 工程测量中常用的几种方法
2.1 测量平差理论 最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型，它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上，主要包括：平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断；模型误差对参数估计的影响，对参数和残差统计性质的影响；病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要，导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论，以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际，出现了稳健估计(或称抗差估计)；针对法方程系数阵存在病态的可能，发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别，稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。
2.2 工程控制网优化设计理论和方法 网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件，解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用，对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。对于网的平差模型而言，按固定参数和待定参数的不同，网的优化设计又分为零类、一类、二类和三类优化设计，涉及到网的基准设计，网形、观测值精度以及观测方案的设计。在工程测量中，施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距，网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外，其他的网都可用模拟法进行设计。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是：根据设计资料和地图资料在图上选点布网，获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。模拟观测方案，根据仪器确定观测值精度，可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。精度应包括点位精度、相邻点位精度、任意两点间的相对精度、最弱点和最弱边精度、边长和方位角精度。进一步可计算坐标未知数的协方差阵或部分点坐标的协方差阵，协方差阵的主成份计算，特征值计算，点位误差椭圆、置信椭圆的计算等。可靠性包括每个观测值的多余观测分量(内部可靠性)和某一观测值的粗差界限值对平差坐标的影响(外部可靠性)。灵敏度包括灵敏度椭圆、在给定变形向量下的灵敏度指标以及观测值的灵敏度影响系数。将计算出的各质量指标与设计要求的指标比较，使之既满足设计要求，又不致于有太大的富余。通过改变观测值的精度或改变观测方案(增加或减少观测值)或局部改变网形(增加或减少网点)等方法重新作上述设计计算，直到获取一个较好的结果。
2.3 变形观测数据处理
2.3.1变形观测数据处理的几种典型方法 根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法，由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算，可得到变形与显著性因子间的函数关系，除作物理解释外，也可用于变形预报。多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。
2.3.2 变形的几何分析与物理解释 传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性，主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下，参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形的物理解释在于确定变形与引起变形的原因之间的关系，通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。
2.3.3 变形分析与预报的系统论方法 用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统，它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构，是非线性的，开放性(耗散)的，它还具有随机性，这种随机性除包括外界干扰的不确定性外，还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外，还具有自相似性、突变性、自组织性和动态性等特征。
3 工程测量学的发展展望
3.1 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展，其应用范围将进一步扩大，影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强；
3.2 在变形观测数据处理和大型工程建设中，将发展基于知识的信息系统，并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。
3.3 工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量，如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理；
3.4 多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用，如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成，可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。
3.5 GPS、GIS技术将紧密结合工程项目，在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。
3.6 大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。
关键词：近景摄影测量直接线性变换，普通数码相机测量立木
一、概述:摄影测量学内容可分为地形摄影测量、遥感技术、非地形摄影测量三类。非地形摄影测量一般是指近景摄形测量，研究对各类目标物进行摄影，以确定其形状、大小和几何位里的理论和技术。论文发表。
近些年来，由于电子计算机的广泛应用、数据处理手段的改进，摄影测量内外业新仪器的出现，摄影测量的精度有了较大的提高。非地形摄影测量现已成为地面摄影测量的一个重要分支。论文发表。由于像片能真实和详尽地记录瞬间客观物体的状态，摄影测量广泛地应用于各个方面。随着计算机的广泛应用，数据处理手段的不断改进，摄影仪器材料的发展，使地面摄影的精度有了很大的提高，从而开辟了更广泛的应用前景。
二、研究内容:
1、普通数码相机校检
本论文使用普通数码相机进行实验，普通数码相机与量测型数码相机相比，其内方位元素不确定、相机镜头畸变大这些因素将直接影响到测量的精度。为了保证本课题所得到的测树精度能在林业上要求的5%的误差范围内，对普通数码相机进行校检是进行近景摄影测量的一个先决条件。
2、 单张相片近景摄影测树
在数码相机完成校检之后，就可以进行近景摄影测树。此步骤设计到DLT模型的结算以及坐标反算。论文发表。在解算出DLT的系数之后，就可以根据此模型对像方上的任意一点进行坐标反算得到它所对应的物方坐标，得到了物方坐标就可以进行立木胸径和树高的计算了。
3、 单张相片近景摄影测树软件开发
用近景摄影测量的方法来测树，要经过的步骤大概有：相机校检、DLT模型系数解算、坐标反算。其中每一步都涉及到大量繁杂的数学运算。如果每次都用手工来进行计算，任务量重，而且容易出错。为了提高近景摄影测树数据处理的速度和保证结果的精度，本课题开发一种单张相片近景摄影测树软件，该软件能把测树过程中所要计算的步骤用程序来实现，使用户只需操作简单的步骤即可得出测量的结果，达到自动化测树的效果。
三、技术方法与技术路线
四、测树技术
共线方程是近景摄影测量技术中的基本公式
(4.1)
共线方程反映了物方坐标与像方坐标之间的转换关系，也就是说可以通过共线方程，将像方中任意一点的坐标反算出它的物方坐标来，达到恢复摄影空间坐标信息的效果。但公式中带有10个未知参数，其中包括了相机的内方位元素和摄影时的外方位元素，所以要利用共线方程进行结算，前提条件是相机的内方位和摄影时相机的姿态等信息是已知的。
因为普通的数码相机内方位元素都是未知的，而且摄影时相机的摄影姿态也比较难确定，所以在此情形下用普通数码相机来进行近景摄影测量显然是不可行的。
在第二章基础原理介绍当中已谈过可以将共线方程转换成以下形式
(4.2)
此转换过程称为直接线性变换(DLT)，通过DLT变换，方程组中包含11个未知参数，这11个位置参数包含了内方位元素和外方位元素的信息，因此解算出这11个未知参数，也就能得到内方位元素和外方位元素。基于DLT模型进行近景摄影测量，无需知道相机的内方位元素和外方位元素，这样用普通数码相机进行近景摄影测量就成为可能。
五、结论
通过实验数据可以得出一下几个方面的结论：
1、 通过布置简易的二维控制场检校普通数码相机是可行的，在精度上能达到检校的要求。
2、 本文所提出的基于普通数码相机单张相片近景摄影测树技术的测量精度，能达到林业上对立木测量误差在5%的精度要求。
3、 本文所提出的测树方法是基于二维DLT模型，只能恢复物方的二维坐标信息，所以只能对单株立木或排列成一行的立木进行测量。
4、 基于单张相片近景摄影测树，不仅可以测量立木的胸径和树高，对于立木的任意高度处的直径和高度都是可以测量得出的，可应用于立木材积的测量。
5、 用近景摄影测量这个技术来测树，首先要校检相机，选择适合应用此技术的地点，并在拍摄现场摆放控制物，拍摄完相片需进行后期处理才能得出结果，因此获得结果有滞后性，如果在此过程中操作失当而导致结果误差较大还得返工。从此可以看出，在实地，不如采取传统的测树途径，用胸径尺测量立木胸径要直接、方便、快速多。但在某些极端情况下，比如不能到达立木直接测量其胸径，用近景摄影测量技术这种非接触性的测树方法就能够较好地解决问题，是测树方法的一个有益的补充。
本论文得到“国家863计划北京智能化农业信息技术研发中心开放课题”课题号KF2009W02-002资助
