地形测量技术在工程中的应用

文/李晓东 天津市蓟县测绘队 天津 301900



地形测量技术在工程中的应用

文/李晓东 天津市蓟县测绘队 天津 301900

为了对工程所在地的水文、岩石、地层、地貌及构造等地质情况进行调查，需要进行地形测量。工程建设设计规划与建设工作也需要借助这些测量参数来开展工作。本文对勘探区的测量作业各个环节过程进行总结，并对地形测量过程控制及质量检查重点进行论述。

地形测量；GPS定位；控制

1、地形测量技术简介

地形测量技术是指按特定的程序及方法，借助特定的测量注记、符号及等高线，把测定并进行数据分析处理后的地物特征点、地表高低起伏状态、平面位置和高程进行正射投影，采用一定的比例尺，绘制于地图上。传统的地形测量技术主要以实地测量为主，这种测量方法受到限制约束较多，且因地形测量设备较重，测量人员视距长度短，所以工作强度较大，工作效率不高，且数据准确性也不高，采用的主要设备包括平板仪配合小经纬仪、大经纬仪及平板仪等。现代测量技术普遍采用全站仪与RTK测量技术，通过输入碎部点信息，边测量边绘制详细草图，测量完成后再把草图输入电脑，生成地形图。相比传统的测绘方法，这种测量方法精确性明细提高，一个测量工作组仅1～2人，工作效率高，劳动强度明显降低。

2、勘探区的地形测量

2.1布置测量控制网

地形测量的主要任务是完成测量线和基线的布测、测量线剖面测量、定位测量线基点端点、探井探槽测量等环节的工作。如果要顺利完成地形测量工作，就要依据测量区的自然地理、水文气候和交通等因素合理建立控制网，并确保控制网的精确性、可靠性、灵敏性以及经济性。

传统的控制网建设方法都是以国家等级控制点为基础，根据地形条件、勘探网密度和勘探面积，采用边角网、测边网、测角网以及线型锁等方法建设，这种测量方法受气象和时间等条件的限制较多，以DS3级水准仪和J2级经纬仪为主，实际测量过程中费用高，耗时久，精度低。而随着科技的发展，地形测绘领域引入了现代科学的测量方法，采用GPS技术。这种技术具有全天候、高精度、速度快、抗干扰性好、观测点间无需通视等优点。控制网的控制点效果通常由静态GPS收集数据并经过计算求得，加密点可用全站仪或动态GPS测得。根据测区面积和测图比例尺，工程四等控制网或E级GPS网在10平方公里以内设置。高程控制分成光电测距离和三四等水准的高程导线，面积如果太小，高程控制则由三角高程测量高差改成静态GPS。

2.2布置测量基线及基点

传统的基线和基点的布置通常是由测量人员在确定的起点处埋设标石，通过控制点用经纬仪对起点坐标进行联测，将经纬仪架设在起点并设置测量基线方位角，再在测量现场依据测量方向线和基线长度测出另一端坐标。还可以用经纬仪确定另一端的定向，根据设计长度用红外测距仪测量各个基点，再采用正倒镜法取中点定向，保障点位的准确性。在地形测量领域引进GPS定位技术后，对地形的测量则运用动态GPS来测起点坐标，再联系基线长度和勘探线方位，算出另一个基线端点的坐标，并根据线放样和点放样的方法，确定另一端点的位置，埋没标石。也可以采用GPS技术，采用线放样法对基线上的基点进行精确实测，按基点到起点的距离，确定基点位置再埋设标石。在选择坐标系统时，要充分结合已经存在的控制资料和图件，建立的GPS控制网，其相邻点位误差要小于0.1m，投影长度的变形值要小于2.5cm/km。

2.3测量线的剖面测量

测量线的剖面要与基线垂直，剖面的测量首先要在基线端点进行放样埋石工作，然后向两边开展施测。传统的经纬仪和全站仪测量法，都只能靠手工记录再经过计算后绘制成图。而当前测绘技术，只需将全站仪架在基点上，极限定向旋转90度后，其正对的方向就是剖面线的方向。全站仪测量法对起点端点的高程进行全信息的记录，并画出草图，测量结束后再将采集的数据传到电脑，用制图软件把草图绘制成剖面图。当用动态GPS测量时，则采用线放样的方法，沿线采集剖面上地形点的坐标和高程，直到剖面两端的设计长度，后将数据传至电脑，用制图软件绘制成剖面图。

2.4测量地形填图

地形填图是以地形图为底图，描绘出岩层和矿体界限，填绘地层符号。传统的测量方法，在测定地质点前，要先采用经纬仪对碎部点进行测量，程序比较繁琐。而采用动态GPS技术进行测绘，其作业环节则相对很简单，例如当比例尺相对较小时，只需手持GPS测定并可以自动记录，再转到地形地质图上。在采用新技术后，地形测量技术中的全站仪和动态GPS取长补短，节省了人力、物力和财力的消耗，增加了工作效率。

2.5测量钻孔和探槽端点

当进行地形测量未布设钻孔和探槽的端点时，可以根据设计坐标在测量实地把钻孔和探槽的端点位置进行放样，施工后再联测钻孔和探槽，测出坐标的高程。已经存在钻孔和探槽端点的地形，只需对钻空和探槽的坐标高程进行联测。传统的测量方法，采用经纬仪测量时，都采用的是支导线和前方交会等方法，距离地点较近时，采用测地形点的方法。而现在则多采用全站仪或动态GPS技术，直接采用碎部点的方法进行测量。

另外，地质技术人员已经派发完工的工程点，在测图过程中要根据工程情况共同实测，以便将已完工程的实况更加直接地反应。

3、地形测量的过程管理及控制措施

在进行选点并埋设标石过程中，要检查控制网分布的合理性、点位选址的通视情况，确定埋石满足技术要求，并保证埋石可以长久保存；观测数据和起算数据要确保正确并有效，平差的过程和结果要满足技术要求的规定；成形后的图件，其图面要整洁，记录数据要准确。在对勘察区进行测量以前，要对所有的资料进行正确地分析和验证，并确保仪器设备的可靠性和有效性。测量过程中的各作业环节和工期的质量控制，要严格按照测量规范的要求执行，生产计划部门要保障本测区技术方案的执行和有效性。同时，质量检验部门要认真检查、监督本测区的测量过程和最终结果。

结束语：

随着我国建筑工程质量的总体水平不断提高，测绘新技术新设备不断发展，传统的地形测绘技术已经无法满足地形测量的需求。在地形测量过程中，要综合性的、灵活地将新技术新设备与传统测绘技术中的设备相互结合，组织并协调人员的分工与环境的利用，保证地形测量的精度，共同努力，提高工作效率和经济效益，促进地质行业的更好发展。

［1］赵节霞.工程地形图测量技术应用［J］.测绘通报.2013（S1）.

作者介绍：

李晓东（1978年5月）女，汉族，大学本科，助理工程师，从事测绘工程技术工作。