工程測量論文
程測量通常是指在工程建設的勘測設計、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(chēng)。下面小編整理了工程測量的論文，希望對大家有所幫助。
斷面測繪工作是隧洞工程中非常重要的環(huán)節，而傳統的斷面測繪作業(yè)方式，具有外業(yè)測量程序復雜、定位的精度較低，內業(yè)的數據處理工作任務(wù)量龐大、效率也很低，歸其主要問(wèn)題是傳統的測繪方法和對其進(jìn)行數據整理分析工作存在很大的局限性。因此，為了提升該工作的工作效率和最終的精確度，必須結合先進(jìn)的測量?jì)x器對測量的方式進(jìn)行改進(jìn)，來(lái)提高繪圖和數據分析的效率。
1 隧洞橫斷面的特點(diǎn)和測量的困難
隧洞斷面主要有兩大特點(diǎn)，其一是形狀的多元化，第二是面積比較大。隧洞的這些特點(diǎn)給傳統的斷面測繪方法造成了困擾，導致有些不能測量，像使用傳統的水準儀或經(jīng)緯儀的測量方法不能對某些疏導洞的斷面進(jìn)行測繪。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子測量?jì)x在隧洞斷面測量上被廣泛使用，但其仍然存在某些局限性： ①內部作業(yè)仍然使用手工方法對斷面進(jìn)行繪制；②棱鏡的放置位置不會(huì )在同一個(gè)斷面，導致產(chǎn)生較大的誤差；③棱鏡的放置位置不易選取，尤其是面積比較大的隧洞，經(jīng)常借助吊車(chē)等機械設備。
2 GPS布設隧洞工程控制網(wǎng)
隧洞工程控制網(wǎng)的建立與其它工程的基本類(lèi)似，通常設為獨立網(wǎng)形式。主要依據是隧洞的環(huán)境/地形條件、自身的長(cháng)度、現有的儀器設備以及規定的貫通誤差等。
通過(guò) GPS 定位技術(shù)建設隧洞的平面控制網(wǎng)具有很多優(yōu)勢：①建立網(wǎng)的效率比較高，與三角網(wǎng)相比，觀(guān)測工作可提高5~10 倍；②GPS 網(wǎng) 對圖形夾角或條件要求較低，選布點(diǎn)間距和點(diǎn)位較為隨意，僅僅在隧洞口處布設可以互相通視的控制點(diǎn)即可；③計算、檢查的工作量比三角網(wǎng)降低很多，并且極易符合規范的要求；④不管隧洞長(cháng)短，均可應用，適用的范圍較廣。
3 隧洞斷面測量改進(jìn)方法的研究
3.1采用免棱鏡全站儀測量，并使用Excel、Auto CAD軟件繪制斷面圖
3.1.1 數據收集的方法
數據收集主要是通過(guò)激光的方式進(jìn)行，采用坐標系進(jìn)行定位，X 軸是隧洞的洞室軸線(xiàn)，原點(diǎn)是洞室軸線(xiàn)的起始點(diǎn)。
3.1.2 繪制斷面圖
在對實(shí)地的數據進(jìn)行測量后，將全站儀連接在計算機上，打開(kāi)全站儀辦公軟件，將數據導入 Excel 表中。斷面圖體現的是垂直洞室軸線(xiàn)的二維的平面，即 Y值和H 值。因此，在隧洞斷面的 Y值很相似時(shí)候，應依照樁號把每個(gè)斷面的 Y值的固定系數進(jìn)行遞增產(chǎn)生斷面間距，但是應該保持同一斷面不同點(diǎn) Y值所加的數值相同，避免在自動(dòng)繪制斷面圖時(shí)出現重疊的現象（見(jiàn)圖 1）。
3.1.3 該方法的優(yōu)點(diǎn)
綜合來(lái)看，上述方法是一種可行使用、作業(yè)效率高的隧洞斷面測繪的方法。
其優(yōu)勢具體表現為：①利用Auto CAD 進(jìn)行自動(dòng)繪制斷面圖，解決了手工繪圖的麻煩，降低了內業(yè)工作任務(wù)；②提高了外業(yè)作業(yè)時(shí)的定位準確度，應用先進(jìn)的電子設備，使測量程序簡(jiǎn)單化，通常只需 2名外業(yè)測量工作人員；③所測數據具有較好的直觀(guān)性，不用進(jìn)行復雜的轉化，也簡(jiǎn)化了計算的過(guò)程。對該方法在實(shí)際應用中的統計結果，該方法提高了 40%左右的工作效率[1].
3.2 AMT.3000斷面儀的應用
3.2.1 AMT.3000 斷面儀工作原理
AMT.3000 斷面儀是電子測量?jì)x與激光測距的有機結合。使用 AMT.3000 斷面儀可以將測量的數據直接存 入內存，導入計算機。其測距原理簡(jiǎn)單，即激光照射到斷面后，便可測量出距離。它可以在斷面的水平方向 360°自由旋轉，能夠隨時(shí)改變測量的密度。
3.2.2 AMT.3000 的作業(yè)方式
主要分為以下三步：
�。�1）定 位，即選取斷面儀的安置地點(diǎn)。一般情形下，將斷面儀安裝在已知地點(diǎn)，并在該地點(diǎn)放置好棱鏡，測量三維坐標，數據將自動(dòng)計入內存。
�。�2）啟動(dòng)斷面儀。安置好斷面儀后，依照菜單的提示進(jìn)行操作，將斷面儀啟動(dòng)后便會(huì )進(jìn)行自動(dòng)測量工作。其外業(yè)工作是通過(guò) Husky 手持測量計算機的Tun 軟件控制的。
�。�3）數據分析和斷面圖繪制。把記入斷面儀內存的定位和測量數據導入計算機后，應用 AMT.3000 profiler 軟件對所有數據進(jìn)行分析，通常采用交互式、人機對話(huà)和自動(dòng)分析三種方式。在此基礎上，計算機系統將自動(dòng)繪制斷面圖[2].
3.3 CASS6.0配合免棱鏡全站儀
3.3.1 隧洞斷面數據的采集
它采用的斷面編碼方式的數據采集方法。隧洞斷面是封閉的，其具體要求有：①進(jìn)行測量的站點(diǎn)應該架設在隧洞的中線(xiàn)上，而在輸入坐標時(shí)，高程值輸入的是測站位置到設計斷面高的相對值；②進(jìn)行踩點(diǎn)時(shí)，應該在隧洞前進(jìn)方向上、左邊底端能測到的第一個(gè)點(diǎn)，順序性的向上進(jìn)行，需要記錄每點(diǎn)的編碼 n（即斷面的序號），最大程度地密集測量，天頂距點(diǎn)的編碼mn;再將望遠鏡在水平方向上旋轉180° , 從接近天頂距的右邊的第一個(gè)可測量點(diǎn)一次向下進(jìn)行測量，最后一點(diǎn)是右邊最底端可以看見(jiàn)的一點(diǎn)，到此結束全斷面的采點(diǎn)。
3.3.2 內業(yè)數據的處理
�。�1）測量數據的傳輸。與上述方法不同的是，它 是帶有編碼的，在完成數據的傳輸后，還要重新確定編碼和點(diǎn)的順序是否有誤。其基本步驟是：在進(jìn)行點(diǎn)擊菜單“工程應用”-“生成里程文件”-“由坐標文件生成”操作后，電腦會(huì )彈出查找數據文件的對話(huà)框，查找并點(diǎn)擊導入的文件，輸入新的文件名并保存，在出現的命令欄中選擇（2）按出現順序，便會(huì )完成斷面轉化。
�。�2）繪制隧洞斷面圖。隧洞斷面圖有兩種生成途徑：①設計參數輸入的方法；②選取已經(jīng)存在的設計線(xiàn)，前者實(shí)現比較困難，后者比較實(shí)用。其基本步驟是：點(diǎn)擊“工程應用”-“隧道斷面土方計算”-“繪斷面圖”,在出現的對話(huà)框里選擇“選擇里程文件”里剛剛導入的數據文件即可[3].
3.4利用圖像處理實(shí)現隧洞斷面測量
3.4.1 基本思想
要對隧洞斷面進(jìn)行測量和計算，就必須把隧洞斷面邊緣信息導入相關(guān)的系統中。而在真實(shí)的項目施工中，隧洞斷面很大區域的光線(xiàn)較弱，而且邊緣特征不顯著(zhù)。此時(shí)，通過(guò)輝光器的作用使隧洞邊緣加亮，且輸入的圖像邊緣較明顯，再利用拉普拉斯算子模板實(shí)施檢測。
在圖像進(jìn)行邊緣檢測后，把它進(jìn)行細化處理，并進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，生成可以對面積進(jìn)行計算的環(huán)狀的有向離散點(diǎn)陣。此處，將簡(jiǎn)要介紹對環(huán)狀細化圖形進(jìn)行擬合的方法。首先，上述的點(diǎn)陣應該有與之對應的邏輯中點(diǎn)，以此點(diǎn)為界，把屏幕分成12 個(gè) 部分，把各個(gè)部分的數據點(diǎn)都設置成水平方向，對其進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，再把擬合結果調至原先的方向，則生成由離散點(diǎn)陣構成的有向環(huán)。
在上述的不同區域中，編碼的旋轉公式是不同的。使所有區域呈現逆時(shí)針的排列，并把縱坐標軸作為角分線(xiàn)，縱坐標軸正向的區域視為第一區域，旋轉公式通常通常為：
x2=x1cos T+y1sin T
y2=y1cos T-x1sin T
之后再對其進(jìn)行曲線(xiàn)擬合并把結果還原。
3.4.2 實(shí)現步驟
在該方法中，隧洞斷面的測量系統是利用 Visual Basic 語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)的，而計算系統是通過(guò) Fortran 和Visual C++語(yǔ)言編程的，測量數據的傳輸是由動(dòng)態(tài)鏈接庫進(jìn)行的。其基本步驟主要有以下幾步：①通過(guò)相機進(jìn)行圖像的輸入；②把圖像導入圖像處理系統，并明確坐標點(diǎn)和比例尺；③對圖像進(jìn)行的面積進(jìn)行處理和曲線(xiàn)擬合；④導入斷面的大小，明確標準高程值，計算斷面面積值；⑤把曲線(xiàn)離散轉變成逆向離散數據點(diǎn)陣；⑥計算所有斷面，并把結果儲存到磁盤(pán)文件；⑦以表格或圖形方式輸出數據結果。
3.4.3 實(shí)例介紹
通過(guò)上述方法對某隧洞進(jìn)行的實(shí)地測量，表 1是上述方法測量結果與人工測量結果的對比，和計算出的誤差�？梢钥闯�，經(jīng)過(guò)隧洞斷面測量系統處理后的結果是能夠滿(mǎn)足工程施工所要求精度的。
4 結語(yǔ)
先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)帶動(dòng)了測繪工程的發(fā)展，為其提供了快速、安全、有效的測量方法，取得了良好的效果。但是，隧洞情況不一，在測量過(guò)程中要選擇合理有效的方法，并結合使用，必將發(fā)揮更大的作用。
參考文獻
[1]彭 勇剛，曹必正。工 程隧洞斷面測繪的一種改進(jìn)方法 [J]. 西 北水電，2006,02:12~13.
[2]郝 亞?wèn)|，李智祥，郭朝亮。利 用 AMT.3000 斷 面儀進(jìn)行隧洞的橫斷面測量[J].城市勘測，2004,04:41~44.
[3]宋秉元。南方 CASS6.0 配合免棱鏡全站儀在隧洞斷面測量中的應用[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報，2006,01:78~79.
【工程測量論文】相關(guān)文章：
GPS測量技術(shù)及其在工程測量中的應用論文03-15
對工程測量學(xué)認識論文06-04
工程測量課程教學(xué)改革思考論文03-19
GPSRTK技術(shù)在工程測量中的應用研究論文02-14
建筑工程測量的常見(jiàn)問(wèn)題探析論文03-26
土地整理工程施工測量如何控制的論文03-25