地形測量技術在工程中的應用

【摘要】為了對工程所在地的水文、巖石、地層、地貌及構造等地質情況進行調查，需要進行地形測量。工程建設設計規劃與建設工作也需要借助這些測量參數來開展工作。本文對勘探區的測量作業各個環節過程進行總結，并對地形測量過程控制及質量檢查重點進行論述。

【關鍵詞】地形測量；GPS定位；控制

1、地形測量技術簡介

地形測量技術是指按特定的程序及方法，借助特定的測量注記、符號及等高線，把測定并進行數據分析處理后的地物特征點、地表高低起伏狀態、平面位置和高程進行正射投影，采用一定的比例尺，繪制于地圖上。傳統的地形測量技術主要以實地測量為主，這種測量方法受到限制約束較多，且因地形測量設備較重，測量人員視距長度短，所以工作強度較大，工作效率不高，且數據準確性也不高，采用的主要設備包括平板儀配合小經緯儀、大經緯儀及平板儀等。現代測量技術普遍采用全站儀與RTK測量技術，通過輸入碎部點信息，邊測量邊繪制詳細草圖，測量完成后再把草圖輸入電腦，生成地形圖。相比傳統的測繪方法，這種測量方法精確性明細提高，一個測量工作組僅1～2人，工作效率高，勞動強度明顯降低。

2、勘探區的地形測量

2.1布置測量控制網

地形測量的主要任務是完成測量線和基線的布測、測量線剖面測量、定位測量線基點端點、探井探槽測量等環節的工作。如果要順利完成地形測量工作，就要依據測量區的自然地理、水文氣候和交通等因素合理建立控制網，并確保控制網的精確性、可靠性、靈敏性以及經濟性。

傳統的控制網建設方法都是以國家等級控制點為基礎，根據地形條件、勘探網密度和勘探面積，采用邊角網、測邊網、測角網以及線型鎖等方法建設，這種測量方法受氣象和時間等條件的限制較多，以DS3級水準儀和J2級經緯儀為主，實際測量過程中費用高，耗時久，精度低。而隨著科技的發展，地形測繪領域引入了現代科學的測量方法，采用GPS技術。這種技術具有全天候、高精度、速度快、抗干擾性好、觀測點間無需通視等優點。控制網的控制點效果通常由靜態GPS收集數據并經過計算求得，加密點可用全站儀或動態GPS測得。根據測區面積和測圖比例尺，工程四等控制網或E級GPS網在10平方公里以內設置。高程控制分成光電測距離和三四等水準的高程導線，面積如果太小，高程控制則由三角高程測量高差改成靜態GPS。

2.2布置測量基線及基點

傳統的基線和基點的布置通常是由測量人員在確定的起點處埋設標石，通過控制點用經緯儀對起點坐標進行聯測，將經緯儀架設在起點并設置測量基線方位角，再在測量現場依據測量方向線和基線長度測出另一端坐標。還可以用經緯儀確定另一端的定向，根據設計長度用紅外測距儀測量各個基點，再采用正倒鏡法取中點定向，保障點位的準確性。在地形測量領域引進GPS定位技術后，對地形的測量則運用動態GPS來測起點坐標，再聯系基線長度和勘探線方位，算出另一個基線端點的坐標，并根據線放樣和點放樣的方法，確定另一端點的位置，埋沒標石。也可以采用GPS技術，采用線放樣法對基線上的基點進行精確實測，按基點到起點的距離，確定基點位置再埋設標石。在選擇坐標系統時，要充分結合已經存在的控制資料和圖件，建立的GPS控制網，其相鄰點位誤差要小于0.1m，投影長度的變形值要小于2.5cm/km。

2.3測量線的剖面測量

測量線的剖面要與基線垂直，剖面的測量首先要在基線端點進行放樣埋石工作，然后向兩邊開展施測。傳統的經緯儀和全站儀測量法，都只能靠手工記錄再經過計算后繪制成圖。而當前測繪技術，只需將全站儀架在基點上，極限定向旋轉90度后，其正對的方向就是剖面線的方向。全站儀測量法對起點端點的高程進行全信息的記錄，并畫出草圖，測量結束后再將采集的數據傳到電腦，用制圖軟件把草圖繪制成剖面圖。當用動態GPS測量時，則采用線放樣的方法，沿線采集剖面上地形點的坐標和高程，直到剖面兩端的設計長度，后將數據傳至電腦，用制圖軟件繪制成剖面圖。

2.4測量地形填圖

地形填圖是以地形圖為底圖，描繪出巖層和礦體界限，填繪地層符號。傳統的測量方法，在測定地質點前，要先采用經緯儀對碎部點進行測量，程序比較繁瑣。而采用動態GPS技術進行測繪，其作業環節則相對很簡單，例如當比例尺相對較小時，只需手持GPS測定并可以自動記錄，再轉到地形地質圖上。在采用新技術后，地形測量技術中的全站儀和動態GPS取長補短，節省了人力、物力和財力的消耗，增加了工作效率。

2.5測量鉆孔和探槽端點

當進行地形測量未布設鉆孔和探槽的端點時，可以根據設計坐標在測量實地把鉆孔和探槽的端點位置進行放樣，施工后再聯測鉆孔和探槽，測出坐標的高程。已經存在鉆孔和探槽端點的地形，只需對鉆空和探槽的坐標高程進行聯測。傳統的測量方法，采用經緯儀測量時，都采用的是支導線和前方交會等方法，距離地點較近時，采用測地形點的方法。而現在則多采用全站儀或動態GPS技術，直接采用碎部點的方法進行測量。

另外，地質技術人員已經派發完工的工程點，在測圖過程中要根據工程情況共同實測，以便將已完工程的實況更加直接地反應。

3、地形測量的過程管理及控制措施

在進行選點并埋設標石過程中，要檢查控制網分布的合理性、點位選址的通視情況，確定埋石滿足技術要求，并保證埋石可以長久保存；觀測數據和起算數據要確保正確并有效，平差的過程和結果要滿足技術要求的規定；成形后的圖件，其圖面要整潔，記錄數據要準確。在對勘察區進行測量以前，要對所有的資料進行正確地分析和驗證，并確保儀器設備的可靠性和有效性。測量過程中的各作業環節和工期的質量控制，要嚴格按照測量規范的要求執行，生產計劃部門要保障本測區技術方案的執行和有效性。同時，質量檢驗部門要認真檢查、監督本測區的測量過程和最終結果。

結束語：

隨著我國建筑工程質量的總體水平不斷提高，測繪新技術新設備不斷發展，傳統的地形測繪技術已經無法滿足地形測量的需求。在地形測量過程中，要綜合性的、靈活地將新技術新設備與傳統測繪技術中的設備相互結合，組織并協調人員的分工與環境的利用，保證地形測量的精度， 共同努力，提高工作效率和經濟效益，促進地質行業的更好發展。

參考文獻：

[1]趙節霞.工程地形圖測量技術應用[J].測繪通報.2013（S1）.

作者介紹：

李曉東（1978年5月）女，漢族，大學本科，助理工程師，從事測繪工程技術工作。