RTD在水文测量中的应用

第一篇：RTD在水文测量中的应用

RTD在水文测量中的应用

Trimble DSM212L 和海达软件联合作水文测量可以广泛地用于水文测量中，如水下地形、断面测量、挖泥等等。

Trimble DSM212L是集成的GPS和双通道MSK信标接收机。采用了Trimble 最先进的的技术以提供亚米级的精度，优良的硬件设计和先进的技术保证了接收机在任何工作环境下的表现。12通道的卫星接收，提供了捕捉足够卫星的可能。而双通道低噪声的MSK信标接收机能够捕获极其微弱的信标信号，可接收来自远方基准站的差分信息，也可在恶劣的天气下接收差分信息，双通道功能允许在信标台之间进行智能和无缝切换。可通过串行接口接收来自外部的RTCM SC-104信号，加上Trimble Everest专利技术，在其他无线电信号可能阻塞GPS信号的港口、石油平台和建筑基地等，有更加突出的表现。能方便地与其他船载设备相连接，通过串口输出标准的NMEA-0183信息（包括位置、速度和状态信息）。同时可通过串口输出1pps信号，提供优于0.1节的速度信息。

目前国内市场上用户量最多的海达水上测量软件，为用户提供了一个简单易用的水上测量操作平台。而且对特殊用户的具体要求更能方便灵活的补充，如计划线的文本调入、图幅图廓的定义、各种传感器的自定义驱程安装等等。集成化的程序结构设计，体现了以下几点特点：

1，对每一次的测量作业都可以设置为单独的任务，任务的设定包含了任务的所有

设置如：定位仪设置、测声仪设置、比例尺、坐标系统等。可结合测量和出图

动态的进行有关参数设置。

2，定位和测深接口一次设定完成，一套系统只需设定一次，无须更改。可接多种

测深仪。

3，具有多种改正参数，可改正由于系统或安装造成的误差，及定位和测量的不同

步误差改正。

4，具有大大缩短操作时间的快捷工具栏，所有命令都可以从工具栏找到。若需获

得该工具栏的信息只需把鼠标放在该工具按钮一会即可弹出相关信息。

对于该软件用在地形、航道、湖泊等测量中，优越性更加突出，因为计划线的图上定义及文本调入，使得折线及任意计划线的定义更加方便。同时软件集设置和编辑于一体，还有很多的计算功能选项，如库容、土方量计算等等，纵横断面图测量。用RTK时还可进行无验潮测量。

第二篇：信息技术在水文勘测中的应用

信息技术在水文勘测中的应用

【摘要】随着现代化信息技术的不断发展，直接影响着水文建设的发展。近几年来，现代化先进的信息技术在水文勘测中的使用时越来越多，不管是在水文勘测中的工程领域还是技术领域的应用都非常的广泛，随着世界经济全球化的发展日趋加快，各种各样的现代化信息技术在水文工作领域中的应用也在快速的发展，所以信息技术在水文勘测工作中能够相比之前更加好的应用是当前研究者研究的关键所在。正因如此，本文从三个方面探究了信息技术在水文勘测工作中的使用。第一，说明了RS、GPS、ANN等技术在水文勘测中的使用情况；第二，通过使用情况的探究，找到现代化信息技术在水文勘测应用中存在的问题；第三，依据探究发现的问题提出了解决问题的三个措施。

【关键词】：信息技术；水文勘测；应用

0.引言

由于当前现代化的信息技术发展特别快，现代化信息技术的发展直接使得我国水文勘测工作中技术的发展。而我国水文勘测工作的有效发展和科学进步，这是一点直接关系到我国水电行业的发展。近年来，我国的计算机技术、卫星技术和信息技术的飞快的发展和应用，这直接给了我国的水利工程的发展提供了技术上的支持。可是就现在看来，我国的水文工程勘测还存在着很多缺点的。1）使用电子信息技术和自动化控制的手段，对水文工程的影响范围较水文勘测地区，从而找到相对更加好的办法去改善水文工程的勘测前提。2）对我国

[1]现有的技术进行创新，然后去寻找解决河道控制冲击的水文勘测问题。目前而言，国内在面临这些问题的时候，只有改善我国水文工程中信息技术的应用，才能够使得水文工程更加有效的发展。

1.遥感（RS）、定位（GPS）、网络（ANN）等技术在水文勘测中的应用

1.1RS技术在水文勘测中的应用

RS技术是一个比较综合性的遥感技术，遥感在勘测中有着非常重要的作用，随着近代的物理学、计算机技术的不断发展，遥感技术也随着诞生。遥感技术在勘测工作中主要是经过一种不是直接接触的方式来对距离的勘测目标展开规律勘测。比如在对旱情的评估或者是进行检测的时候，遥感技术也一步一步的随着社会的发展而广泛的在水文工作中得到非常大的应用，水文勘测工作由于应用了遥感技术，不管是对土壤侵蚀的评价还是洪水产生的原因等等各方面都有较好的应用。

1.2GPS技术在水文勘测中的应用

GPS技术是全球卫星定位系统，GPS不仅仅有着自动化、高效和准确度高等优点，并且在水文方面、航空的摄影方面、资源的勘测方面等等已经可以成功的应用了，这一技术的应用，直接使得经济效益和社会效益都有了很大的提高。在GPS技术应用之后，水利勘测的空间信息可以有比较好的定位，并且还可以对发生自然灾害的地区进行准确的定位，甚至还可以实现双向的无线通话，在人与人沟通方面做出了巨大的贡献。

比如，在2010年我国首次普查也就是上海市的第二次水资源普查全面开展，松江区水文工作站是这一次普查的主要技术单位，在这次测量调查中，松江区工作站直接使用DPS-RTK技术对水文实行了准确的定位和进行了区域性的高程模拟功能，直接解决了断面起

[2]点的问题。

1.3ANN技术在水文勘测中的应用

ANN技术是一种网络技术，又是一种人工神经网络技术，这种技术是一种可以模拟人脑结构的信息处理问题的技术。在水文勘测工作中，ANN技术不单可以进行洪水的预知，而且可以对水的流量展开有用的预知。这种技术和别的技术相比其优点就是计算速度特别的快，而且还有着像人一样的自主学习的功能。

2.信息技术在水文勘测应用中存在的问题

最近几年来，信息技术在水文勘测工作的应用是越来越普遍了，我国的水文信息化建设探索额实践包含了水文工作的很多个方面，并且对水文信息的采集、传送、分析、处理、存储、服务等等技术的应用都有着非常大的提高。可是，我国在水文信息化的建设中仍然还有许多问题：

2.1信息化建设的投入机制不健全

就目前而言，有绝大部分的企业以及政府相关部门很多都是把主要的经济投入放在对水文信息勘测工作中，把水文勘测作为信息化建设的重点，但是对技术方面的投入往往不是很全面。近几年来，尽管在投入机制方面有着很大的改变，但是投入机制相对国外来说还是相当不健全的。现在虽然把自动测报系统在其中进行了有效的应用，而且也把ADCP测流的新方法进行了有效的使用，但是在广泛使用的程度上说，使用范围还是比较小的。从计算机软件的研究发展使用也有很大的落后，这些和投入的经费有着很大的联系。高端的计算机技术使用对水文勘测建设有着很大的影响，经费的投入多少直接影响现代信息化技术在水文勘测工作中的使用，经济投入太少，不利于水文勘测工作技术的使用，也不利于高端的信息技术在水文勘测中的应用。

2.2缺少专业的人才，培养机制不健全

随着信息技术的不断应用，这一现状也直接导致这些技术需要更高端的人才，急切的需要技术人员有着很好的计算机能力、测绘的能力和水文专业技术的综合能力。目前我国，水文工作站很多地方都有很大程度的专业人才缺失的现象，很多地区的技术人员对一些新的设备不会使用和维护，着直接影响着信息技术应用的程度。所以，管理部门应该要加强对专业技术人员的技术培养。

2.3技术引进不到位，创新能力低下

因为相关部门对技术的投入不到位，而且没有及时的对先进的现代化技术引进，所以，这也很大程度上对水文勘测工作的展开以及进一步的建设有着很大的制约，同时对水文勘测工作的现实作业也有着不利的影响。就目前而言，国内对于水文勘测技术创新方面的技术相比较于国外发达国家是非常落后的，面对工作中出现的很多新问题和新情况的解决有着很大的技术欠缺，所以，在水文勘测工作中经常会出现落后的现象，这对水文勘测工作的完成情况有着有种的影响。

3.水文勘测信息化建设过程中应该采取的措施

水利的基础是水文，在水文信息化的进程中，国内已经逐渐的对信息基础网络进行建立。但是，尽管如此，对面世界经济、技术日益发展的现状，我国还需要进一步去建设和完善国内的水文数据库和对各种业务进行有效的开发，比如：信息的采集、信息的处理信息服务等等。为了水文勘测信息化建设要有着很好的发展提出以下建议措施。

3.1加大创新，促使水文勘测进入信息化时代

因地制宜，加大创新力度，促进水文勘测的信息化额现代化随着信息技术的使用而普遍的使用。因为每个地区的环境各不相同，所以要解决的问题也大部分都是很复杂很繁琐的，所以应该因地制宜，根据每个地区不同的情况而进行不同的技术投入，每个地区选择自己合适的信息技术进行应用，使得当地的水文勘测技术得到更好的发展和水文勘测工作能够有效科学的进行。在此基础上，各个地区还应该加强对信息技术的创新力度，用来更好的服务水文勘测系统，从而从很大程度上促进水文勘测的信息化和现代化。

3.2加大对水文勘测专业性人才的培养

不管政策怎么好，技术多么的先进，都要有着懂技术的人来操作，人是科学技术发展的前提，也是水文勘测的前提，所以培养相关专业性的人才具有非常重要的作用。为了实现我国水文勘测信息化的建设，在国内很对地方的水文工程都展开了对水文工作者技术的培养，不管是知识的结构培养还是时间操作的培养都只有一个目的——更好的发展水文勘测工作，让技术人员的技术更加的专业，让国内的水文勘测更加的专业。只有建立一个具有扎实的水文勘测技术的人才，才能更上现代高速的信息化脚步，才能满足现代信息化水文勘测工作的需要。

3.3加大引进先进技术的力度

不停的引进新技术，来对必要的软件展开研发。信息技术在水文勘测中的有用使用有利于很大程度上推动水文勘测信息化的建设，而且对先进技术的引进，还可以给水文信息技术的发展供应有效的科学信息技术支持。水文信息化建设的重要组成部分是数据库，因此如果想推动水文建设的发展，就必须要对水文数据库展开有用科学的建设。水文不仅仅要实现跨越河流、流域的信息共享，还要实现跨越地区、跨越行业、跨数据部门进行共享。企业和政府也应该在水文勘测工程中加大技术经费的投入，只有有足够的研究经费，才能对现代化技术不断研究，才能研发出适合自己发展需要的软件系统，才能够促进水文的信息化更快更好的建设。

4.结束语

总而言之，现代化信息技术的应用对很多方面的发展都具有非常重要的作用，在水文勘测中的作用也不例外，我国水文勘测工程应用现代化的信息技术对其发展有着非常大意义

[3]。信息化技术在我国的大范围的使用，促进了社会主义现代化进程的脚步，而且也促进了现代化信息技术的发展，而这些技术发展对我国水文勘测的发展有着非常重要的作用。

【参考文献】

[1]叶军.信息技术在新疆玛纳斯河流域的应用与实践[J].水利科技与经济,2010,6(07):12-13.[2]张晓宏,白石.数据库在水文信息中的应用[J].内蒙古水利,2010,9(05):6-8.[3]王吉星,马湛.气泡式水位计在水文自动测报系统中的应用[J].水文,2009,12(06):21-22

第三篇：电法勘探方法在水文和工程地质中的应用

电法勘探方法在水文和工程地质中的应用

一、引言

电法勘探方法可以追溯到19世纪初P.Fox在硫化金属矿上发现自然电场现象，至今已有100多年的历史。我国电法勘探始于20世纪30年代，由当时北平研究院物理研究所的顾功叙先生所开创。经过70余年的发展，我国的电法勘探无论在基础理论、方法技术和应用效果等方面都取得了巨大的进展，使电法成为应用地球物理学中方法种类最多、应用面最广、适应性最强的一门分支学科。同时，经过广大地球物理工作者不懈努力，在深部构造、矿产资源、水文及工程地质、考古、环保、地质灾害、反恐等领域，电法已经和正在发挥着重要作用。限于篇幅，本文仅对其中几种主要方法，如高密度电法、激发极化法、CSAMT、瞬变电磁法和地质雷达等作简要介绍，并就这些方法在水文和工程地质中的应用进行阐述，供广大水文和工程地质、工程物探人员参考。

二、高密度电法

高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法，其原理与普通电阻率法相同，所不同的是在观测中设置了高密度的观测点，是一种阵列勘探方法。关于阵列电法勘探的思想源于20世纪70年代末期，英国人设计的电测深偏置系统就是高密度电法的最初模式，20世纪80年代中期日本借助电极转换板实现了野外高密度电法的数据采集。我国是从20世纪末期开始研究高密度电法及其应用技术，从理论方历年真题解析免费获取尽在：http://www.xiexiebang.com/jianzaoshi2/

法和实际应用的角度进行了探讨并完善，现有中国地质大学、原长春地质学院、重庆的有关仪器厂家研制成了几种类型的仪器。

高密度电法野外测量时将全部电极（几十至上百根）置于剖面上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。与常规电阻率法相比，高密度电法具有以下优点：

１电极布置一次性完成，不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且提高了效率；

２能够选用多种电极排列方式进行测量，可以获得丰富的有关地电断面的信息；３。野外数据采集实现了自动化或半自动化，提高了数据采集速度，避免了手工误操作。此外，随着地球物理反演方法的发展，高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维，极大地提高了地电资料的解释精度。

高密度电法应用领域比较广，尤其在水文和工程地质勘查方面，主要有：底青云（2002）、吴长盛（2001）、郭铁柱（2001）、董浩斌（2001）等使用高密度电法在水库大坝的坝体稳定性评价、坝基渗漏勘查、堤坝裂缝检测上见到了好的应用效果；严文根（2002）将高密度电法用在电厂大坝的基岩面起伏及其强度特性评价上；王文州（2001）、王玉清（2001）、侯烈忠（1997）等将高密度电法用在高速公路高架桥、高层建筑选址、机场跑道的地基勘探中；郭秀军（2001）采用高密度电法探测防空洞、涵洞、溶洞、地下局部不明障碍物等物历年真题解析免费获取尽在：http://www.xiexiebang.com/jianzaoshi2/

理性质有别于周围介质的地下有形体；杨湘生（2001）在湘西北岩溶石山区找水中应用高密度电法确定最佳井位方面取得了好的效果；解爱华（2003）采用高密度电法与瞬态瑞雷面波法完成了国际机场扩建工程中的岩土工程勘察问题，查明古河道、墓穴和洞穴的分布及埋深，利用土层的剪切波速划分场地类别。此外，何门贵（2002）、刘晓东（2001）、王士鹏（2000）在寻找地下水、管线探测、查明采空区、调查岩溶及地质灾害等工程物探中使用了高密度电法。

三、激发极化法

在电法勘探中，当电极排列向大地供入或切断电流的瞬间，在测量电极之间总能观测到随时间缓慢变化的附加电场，称为激发极化效应。激发极化法（或激电法）就是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法。激电法是20世纪50年代末在我国开始研究和推广的，早期是以直流（时间域）激电法为主，20世纪70年代初开始研究交流（频率域）激电法——主要是变频法，20世纪80年代初又开始对频谱激电法进行研究，也就是研究复视电阻率随频率的变化——即复视电阻率的频谱。由于该方法测量的是二次场，具有不受地形起伏和围岩电性不均匀的影响、可测量的参数多等优点。

在实际地质应用方面，初期的激电法主要用于勘查硫化金属矿床，后来发展到诸多领域，如氧化矿床、非金属矿床、工程地质问题等。近年来，激电法找水效果十分显著，被誉为“找水新法”。早在历年真题解析免费获取尽在：http://www.xiexiebang.com/jianzaoshi2/

上世纪60年代，国外学者Victor Vacquier（1957）等提出了用激电二次场衰减速度找水的思想。在该思想的启迪下，我国也开展了有关研究，并将激电场的衰减速度具体化为半衰时、衰减度、激化比等特征参数，这些参数不仅能较准确地找到各种类型的地下水资源，而且可以在同一水文地质单元内预测涌水量大小，把激电参数与地层的含水性联系起来。目前，我国已有北京地质仪器厂、重庆地质仪器厂和山西平尧地质仪器厂生产出适合寻找地下水的仪器。

在找水方面的具体应用有：杨进（1997）用回归系数的显著性检验及回归预测方法预报了地下涌水量；姜义生（2000）使用双频激电法不仅解决了居民饮用的地下水源，而且解决了干扰地下施工的漏水带；龙凡（2002）使用激电法中视激化率和半衰时参数在砂页岩地区、灰岩地区、花岗岩地区和玄武岩地区找到了地下水资源，并且用回归直线法预测了单井涌水量；王聿军（2001）使用激电法在贫水山区进行找水；王俊业（2000）用激电参数和电阻率参数对地层的富水性进行评价，取得了好的结果；李金铭（1993）、金学名（1993）使用激电法的偏离度参数寻找地下水资源；李茂塔（2001）、李金铭（1990、1994）对激电法找水的基础理论进行了研究；周立功（2001）使用激电法在重力土坝稳定性检测中查明最大下沉段堤下介质赋水情况。

值得一提的是，利用激电法找水或确定地层的含水性，最好与高密度电阻率法相结合，这样可以降低地球物理解释的多解性，提高找水的成功率。高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体具有优越性，历年真题解析免费获取尽在：http://www.xiexiebang.com/jianzaoshi2/

但低阻地质体并不代表富含地下水，可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。这时，可以通过使用激电法来区分含水地层和泥岩，因为激电二次场与岩石的孔隙有关，在纯粹泥岩中极化率比较小，在含水砂砾岩中极化率比较大，此外二次场的衰减速度也与孔隙的大小、形状和宽窄有关，这就是激电法找水的机理所在。

四、可控源音频大地电磁法（CSAMT）

可控源音频大地电磁法是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁法（AMT）基础上发展起来的一种可控源频率测深方法。CSAMT是1975年由Myron Goldstein提出，它基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组建立了视电阻率和电场与磁场比值之间的关系，并且根据电磁波的趋肤效应理论得出电磁波的传播深度（或探测深度）与频率之间的关系，这样可以通过改变发射频率来改变探测深度，达到频率测深的目的。目前，已商业化的CSAMT仪器是由加拿大凤凰公司与美国宗基公司研制的。

CSAMT采用可控制人工场源，测量由电偶极源传送到地下的电磁场分量，两个电极电源的距离为1～2km，测量是在距离场源5～10km以外的范围进行，此时场源可以近似为一个平面波。由于该方法的探测深度较大（通常可达2km），并且兼有剖面和测深双重性质，因此具有诸多优点：第一，使用可控制的人工场源，测量参数为电场与磁场之比——卡尼亚电阻率，增强了抗干扰能力，并减少地形的影响。第二，利用改变频率而非改变几何尺寸进行不同深度的电测深，提高历年真题解析免费获取尽在：http://www.xiexiebang.com/jianzaoshi2/

了工作效率，一次发射可同时完成7个点的电磁测深。第三，探测深度范围大，一般可达1～2km.第四，横向分辨率高，可以灵敏地发现断层。第五，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。与MT和AMT法相同，CSAMT法也受静态效应和近场效应的影响，可以通过多种静态校正方法来消除“静态效应”的影响。

CSAMT法一出现就展示了比较好的应用前景，尤其是作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题，如在寻找隐伏金属矿、油气构造勘查、推覆体或火山岩下找煤、地热勘查和水文工程地质勘查等方面，均取得了良好的地质效果。在地下水资源方面，CSAMT法适合寻找深部的基岩裂隙水：石昆法（1999）使用CSAMT法在灰岩中寻找断层，并打出了地下水；郭建华（1995）用CSAMT法在干旱地区寻找地下水资源及探测隐伏构造；蒋达龙（1994）用CSAMT法发现地下热水资源；底青云（2001）结合CSAMT法和高密度电法探测深层和浅层的地下水资源；底青云（2002）使用CSAMT法查找矿山顶板涌水隐患；严盛新（2003）用CSAMT法在沙漠腹地寻找地下水资源；吴璐苹（1996）用CSAMT法在山区、半山区等地质条件复杂地区进行找水。此外，CSAMT法在工程勘探中的坝体渗漏调查、国家南水北调工程西线的地质勘查、小浪底水利工程等项目，都可以发挥良好的作用，如刘录刚（2004）用CSAMT法在雁门关隧道中进行超前地质预报。

五、瞬变电磁法（TEM）

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瞬变电磁法是利用不接地或接地线源向地下发送一次场，在一次场的间歇期间，测量由地质体产生的感应电磁场随时间的变化。根据二次场的衰减曲线特征，就可以判断地下不同深度地质体的电性特征及规模大小等。由于该方法是观测纯二次场，消除了由一次场所产生的装置偶合噪音，具有体积效应小、横向分辨率高、探测深度深、对低阻反映灵敏、与探测地质体有最佳偶合、受旁侧地质体影响小等优点。

瞬变电磁法最初是由前苏联学者在20世纪30年代提出用于解决地质构造问题，20世纪50年代用于找矿，20世纪60年代以后从方法原理到一、二维反演都得到了广泛应用和发展。在我国，该方法研究始于20世纪70年代，20世纪90年代后逐步向工程检测、环境、灾害等应用领域发展。从20世纪80年代开始，原长春地质学院、原地矿部物化探研究所、中南大学等研究机构分别在方法理论、仪器及野外试验、一维及二维正反演方法等方面做了大量工作，并且自行研制了几种功率小、探测深度浅的瞬变电磁法仪器，在生产实际中见到了好的应用效果。然而，大功率、探测深的瞬变电磁法仪器国内尚在研制中，目前主要依赖进口。

瞬变电磁法除了广泛应用于金属矿产、石油、煤田、地热以及冻土带和海洋地质等地质勘查工作之外，在水文和工程地质勘查中也取得了非常好的应用效果，如杨文钦（2002）、张保祥（2002）、郁万彩（2001）、蒋文（2004）等使用瞬变电磁法查明断层及顶板砂岩的历年真题解析免费获取尽在：http://www.xiexiebang.com/jianzaoshi2/

导水性及富水性、勘查地下水资源及界定地下水位、评价断层空间位置及含水性和寻找地下含水构造；刘继东（1999）、李貅（2000）、袁江华（2002）、阎述（1999）等使用瞬变电磁法探测煤柱及圈定老窑采空区、勘察煤田矿井涌水通道、探测小浪底水库库区煤矿采空区和探测地下洞体的存在；刘羽（1995）用瞬变电磁法评价塌陷成因及危害性、评价防渗帷幕稳定性、探测高层建筑地基和评价大桥桥址稳定性；郭玉松（1998）使用瞬变电磁法探测堤防工程隐患、勘查水库坝址；薛国强（2003）使用瞬变电磁法探测公路隧道工程中的不良地质构造；李文尧（2000）用瞬变电磁法在抗洪抢险中寻找漏水断裂或溶洞；敬荣中（2003）使用瞬变电磁法结合四极测深探测地下管网分布。

六、地质雷达（GPR）

地质雷达与探空雷达技术相似，是利用宽带高频时域电磁脉冲波的反射探测目标体，只是频率相对较低，用于解决地质问题，又称“探地雷达”。将雷达技术用于探地，早在1910年就已经提出，在随后的60年中该方法多限于对波吸收很弱的盐、冰等介质中。直到20世纪70年代以后，地质雷达才得到迅速推广应用。我国地质雷达仪器的研制始于20世纪70年代初期，由多家高校和研究机构进行仪器研制和野外试验工作。但是由于种种原因，研究成果至今未能用于实际。目前，国内使用的地质雷达仪器都是引进的，能够提供商用地质雷达技术的有美国、加拿大、瑞典、俄罗斯等国家。

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地质雷达是由地面的发射天线将电磁波送入地下，经地下目标体反射被地面接收天线所接收，通过分析接收到电磁波的时频、振幅特性，可以评价地质体的展布形态和性质。由于雷达穿透深度与发射的电磁波频率有关，使其穿透深度有限，但分辨率很高，可达0.05米以下。早期，地质雷达只能探测几米内的目标体，应用范围比较狭窄。此外，地质雷达与地震反射法原理相似，一些地震资料处理解释方法可以借用。目前，地质雷达探测深度最大可达100米，使之成为水文和工程地质勘察中最有效的地球物理方法。

地质雷达因具有分辨率高，成果解释可靠的特点，在浅层地质勘探中，有着非常广泛的应用。如探测覆盖层厚度、基岩面起伏，查找潜伏断层、破碎带、古溶洞、管道沟、涵洞以及地下掩埋体，进行环境地质、考古调查等。在水文和工程地质中，地质雷达应用也是非常广泛，主要有：杨天春（2001）、钱荣毅（2003）、邓居智（1999）使用地质雷达进行公路、高速公路、机场道路等质量的无损检测；赵永贵（2003）、薛建（2000）、史付生（2003）使用地质雷达进行隧道地质超前预报、检测隧道衬砌质量；王俊茹（2003）、李永革（2001）、姬继法（2002）使用地质雷达探测建筑物地下边坡孤石、机场地下古墓等不良地质体分布，消除其对邻近或上部构筑物构成的潜在威胁；姜卫方（2000）、李大心（2000）、朱红军（2002）使用地质雷达调查滑坡体及滑坡面、评估崩塌、滑坡及地面沉降等地质灾害；高建东（1999）、曾校丰（2000）、王百荣（2001）、张志清（2000）使用地质雷达探测水库地下防渗墙、探测水库坝体结构层及结构层材料老历年真题解析免费获取尽在：http://www.xiexiebang.com/jianzaoshi2/

化变质、检测灌浆质量及混凝土厚度、调查覆盖层厚度及衬砌混凝土质量；杨向东（2001）使用地质雷达探测地下管道；李张明（2000）使用地质雷达在三峡工程施工中探明花岗岩不均匀风化分布范围、圈定较大断层及风化夹层的延伸范围和产状、检测高速公路质量；王孝起（2001）使用地质雷达调查南水北调中线天津干渠基岩岩性及基岩面高程；张兴磊（2001）使用地质雷达查明了煤柱破坏情况和采空区分布范围，指导注浆施工；张欣海（1999）使用地质雷达查明了海上围堤的断面特征以及着底情况；陈爱云（2003）使用地质雷达在石质文物保护工程中查明岩体中含水裂隙和溶洞的分布规律及对文物的影响。

七、结论

通过对几种主要电法勘探方法的发展、原理及实际应用进行综述，可以看出，电法勘探方法在水文和工程地质勘探领域有着广泛的应用，归结起来有以下几方面：

1.高密度电法由于其高效率、深探测和精确的地电剖面成像，成为水文和工程地质勘察中最有效的方法。考虑到该方法的分辨率不高，在具体的应用中可以结合其他电法勘探、电测井等方法，达到精细地质解释的目的。

2.地质雷达主要用于各类工程地质勘探，是工程地质勘探首选的电法勘探方法。同时，该方法可以借用地震勘探中已有的资料处理和解释技术，使其迅速发展，可以在更多的领域发挥作用。

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3.在水文地质勘探中，激发极化法和可控源音频大地电磁法是首选的电法勘探方法，如果将激发极化法和高密度电法结合起来寻找地下水资源，效果将会更好。

4.瞬变电磁法在水文地质和工程地质勘探中都有着广泛的应用，尤其是大功率瞬变电磁仪不仅可以在深部地质勘探中发挥作用，还具有较高的分辨能力。如果将该方法与高密度电法结合使用，有望解决深部精细地质勘察问题。

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第四篇：浅谈工程测量在水利枢纽工程中的应用

浅谈工程测量在水利枢纽工程中的应用

魏焰展(福建省漳州市水利水电勘测设计研究院,邮编363000)

摘要:随着测绘技术的迅猛发展,工程测量的方法和技术也在不断地进步和更新。结合工程测量在水利枢纽工程中的应用,本文概括了工程测量的相关理论,并阐述了工程测量在水利枢纽工程应用中的特点。关键词:工程测量;水利枢纽工程

1概述

水利工程源远流长。公元前21世纪禹奉命治理洪水，已有“左准绳，右规矩”，用以测定远近高低。20世纪50年代以后，测量工作吸收各种新兴技术，发展更加迅速，出现许多先进的测量仪器，为工程测量在水利枢纽工程中提供了先进的技术和工具，向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利条件。2流域规划阶段的测量

由于流域规划是在整个流域地区进行，因此，不仅要对河流中径流的水利资源进行规划，同时也要对该区域地下水源进行规划。流域规划的主要内容之一是制定河流的梯级开发方案，合理地选择枢纽的位置和分布。在进行梯级布置时，不仅需要在地形图上确定合适的位置，而且还应确定各水库的正常高水位。为此，测量人员应提供该流域内的地形图、河流纵横断面图以及河谷地形图。可收集国家基本图或其他勘测单位的现有图提供设计使用。在收集资料时，除具体成果、成图外，还应收集下列资料：施测单位、时间、作业规范，标石耐久程度和保存情况，实测结果所达到的各项精度指标，所采用的坐标系统等。根据需要有时还要测定河流水面高程，测定局部地区河流的横断面及水下地形图。

2.1河流水面高程的测定

尽管在河流上每隔一定的间距设有水文站，但要详细了解河流水面的变化特征，仅靠水文站的观测是不够的。因此，还必须沿河流布设一定数量的水位点，以测定水面高程及其变化，水位点应尽可能位于河流水面变化的特征处。水位点的密度应根据河流的比降、落差、横断面形态变化等来确定，同时也要考虑各设计阶段的要求。为了测定水面高程，首先沿河流建立统一的高程控制，然后再设立水位点进行水位观测。建立高程控制时，通常是在河流沿线布设一定数量的高程控制点，它们应尽可能布设在靠近河岸但又不致被洪水淹没、较为稳定的地点，且最好与待测水位点位于同岸；它们的分布尽量与水位点的位置相对应。控制点的高程一般采用等级几何水准法测定，其精度要求要视地形条件、水面比降和路线长度而定。

2.2横断面测量

对垂直于路线中线方向的地面高低所进行的测量工作称为横断面测量。横断面的位置一般可根据设计用途由设计人员会同测量人员先在地形图上选定，然后再现场确定。横断面应尽量选在水流比较平缓且能控制河床变化的地方。为方便于水深测量，横断面应尽可能避开急流、险滩、悬崖、峭壁，断面方向应垂直于河槽。横断面的间距视河流大小和设计要求而定，一般在重要的城镇附近、支流入口，水工建筑物上、下游和河道大转弯处等都应加设横断面；而对于河流比降变化和河槽形态变化小、人口稀少和经济价值低的地区，可适当放宽黄断面的间距。横断面的位置在实地确定后，应在断面两端设立断面基点或在一端设立一个基点并同时确定断面线的方位角。断面基点应埋设在最高洪水位以上，并与控制点联测，以确定其平面位置和高程。断面基点平面位置的测定精度不低于编制纵断面图使用的图根控制精度；高程一般应以等外水准测定。当地形条件限制无法测定断面点的平面位置和高程时，可布设成平面基点和高程基点，分别确定其平面和高程。横断面的编号可以从某一建筑物的轴线或支流入口处由上游向下游或下游向上游的顺序统一编号，并在序号前冠以河流名称或代号，还应注出横断面的里程桩号。横断面常用的方法有：断面索法、交会法、GPS(RTK)法等。

横断面测量的精度要求：横断面地形点的精度，包括地形点对中心线桩的平面位置中误差：平地、丘陵地应≤±1.5m，山地、高地应≤±2.0m；地形点对邻近基本高程控制点的高程中误差应≤±0.3m。

横断面测量的测设要求：

1、中心线与河道、沟渠、道路等交*时，应测出中心线与其交角。当交角大于85°、小于95°时，可只沿中心线施测一条所交渠、路的的横断面；当交角小于85°或大于95°时，应垂直于所交渠、路和沿中心线方向各测一条断面。2横断面通过居民地时，一侧测至居民地边缘，并注记村名，另一侧应适当延长。横断面遇到山坡时，一侧可测至山坡上1~2点，另一侧适当延长。3横断面上地形点密度，在平坦地区最大点距不得大于30m。地形变化处应增加测点，提高横断面的精度。

外业工作结束后，应对观测成果进行整理，检查和计算各测点的起点距，由观测时的工作水位和水深计算各测点的高程，然后将河道横断面图按一定的比例通过cass等软件在计算机上绘制并打印。

2.3纵断面编绘

河道纵断面是指沿着河流深泓点（即河床最低点）剖开的断面。用横坐标表示河长，纵坐标表示高程，将这些深泓点连接起来，就得到河底的纵断面形状。在河流纵断面图上应表示出河底线、水位线以及沿河主要居民地、工矿企业、铁路、公路、桥梁、水文站等的位置和高程。

河流纵断面图一般是利用已有的水下地形图、河流横断面图及有关水文资料进行编绘的，其基本步骤如下：

1、量取河道里程

2、换算同时水位，按距离成正比计算各点水位改正数的方法（由上游水位计算：△Hm=△HA-(△HA-△HB)/L*l1，由下游水位计算：△Hm=△HB+(△HA-△HB)/L*l2，hm= Hm-△Hm。式中△Hm中间点的水位改正数、Hm中间点处的观测水位、hm中间点处的同时水位、△HA上游水位改正数、△HB下游水位改正数、L上下游间水平距离、l1上游到中间点的水平距离、l2下游到中间点的水平距离）

3、编制河道纵断面表

4、绘制河道纵断面图

3水利枢纽工程设计阶段的测量

水利枢纽工程设计阶段的测量工作主要包括：各种比例尺的地形图测绘、水库淹没界线测量、地质勘察测量和控制测量等。

3.1控制测量

为保证工程设计阶段各项测绘工作的顺利进行，需在工程设计区域建立精度适当的控制网。控制测量的目的就是为了地形图测绘和各种工程测量提供控制基础和起算基准。控制网具有控制全局、限制测量误差累积的作用，是各项测量工作的依据。控制测量应遵循从高级到低级、由整体到局部、逐级控制、逐级加密的原则。控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。平面控制网常用三角测量、导线测量、三边测量和边角测量等方法建立，目前，由于GPS技术的推广应用，利用GPS建立平面控制网已成为主要方法。高程控制网主要用水准测量和三角高程测量方法建立。

3.2数字化测图

3.2.1 数字化地形测量的仪器设备硬件条件数字化地形测量的仪器设备从控制测量到成果成图输出大致需要GPS接收机、全站仪、计算机、绘图仪以及与之相关的平差计算成图软件、数据传输、交换附件、通讯器材等。仪器设备配置水平较常规地形测量是一个质的飞跃。

3.2.2 数字化地形测量工作的人员素质条件数字化地形测量的技术人员应当熟练掌握测量专业技术、熟练掌握计算机及测绘软件的应用技术,这对测量人员的技术素质提出了更高的要求。

3.2.3 作业方法

在生产工序上,数字化地形测量不一定要遵守“先控制、后测图”的原则,控制测量、碎部测图可以同时进行,甚至可以是先测图后控制,只是后者需将碎部成图以控制点为基准借助成图软件进行测站(图形)纠正。在控制点点之记的制作上,数字化地形测量不一定要将其作为一个专门工作来进行,可依据最终成图编绘点之记。碎部测图在数字化地形测量中只是个数据采集的过程,成图大量的工作量从外业转移到了内业,目前,碎部成图作业方法较多,因人而异。笔者认为较为成熟的方法是简码法,特点是成图数学精度好、地物地貌要素详尽、作业效率较高。

3.2.4 简码法数字化地形测量及其作业流程

简码法是数字化地形测量过程中,观测员给每一个碎部测点赋于一个自定义编码,并依据这种自定义编

码编图成图的一种数字化地形测量方法。

简码法数字化测图作业流程为:外业数据采集(自定义编码)→内业概略编图→草图外业补充调绘→内业详细编图→外业巡回检查→最终成果成图。分述如下:

外业数据采集:该环节重点是碎部点三维坐标与自定义编码采集,强调碎部点的数学精度、采集数量和自定义编码的可自我识别程度、强调测站与棱镜之间通讯联系,而不必过分关注碎部点间的连接关系。在同一个测站上,只要能看到而视线又不是过长,宜及时采集,不必频繁搬站。自定义编码不必过于严格,只要编图时作业员自己能够识别即可,完全根据作业员的习惯和自我条件决定。值得注意的是:由于自定义编码具有一定的随便性,在增加了自我识别难度的同时,也使其具有相当的灵活性和可开发性。

内业概略编图:既然是概略编图,其原则应该定为能识别多少就编多少,能编到什么程度就编到什么程度,不能识别的在外业补充调绘时处理。这一环节只需要编出有基本轮廓的平面草图,该草图只作为外业补充调绘的工作底图,绘图输出时应包括碎部点的简码信息,最好先不要绘出等高线。

草图外业补充调绘:该环节以带简码的基本平面图为工作底图,对照实地补充绘图,加上必要的量测,应理清地物、地貌要素的属性、各种线条间的连接关系等。外业补充调绘成果图在内容上已经是详细的平面图了。

内业详细编图:根据外业补充调绘成果图修编概略草图,在此基础上构高程模型三角网绘等高线生成初步地形图。绘图输出时最好将高程模型三角网和等高线一并绘出,作为外业巡回检查的工作底图。外业巡回检查:重点是高程模型三角网的检查与修编,以及植被、境界类符号补充调绘与检查、初步成果地形图外业最终检查等。

最终成果成图:根据外业巡回检查成果图再次修编初步成果地形图,以及图面整饰图帼分幅等。人员组织:数字化地形测量的一个作业组采用简码法时宜按一名技术员+一名测量工人编制,一个项目由多个作业组施测时需专设一名核心技术人员负责质量检查、成果资料汇总、电脑维护等。

3.3水库淹没界线测量

测设移民线、土地征用线、土地利用线、水库清理线等各种水库淹没、防护、利用界线的工作称为水库淹没界线测量。这些界线以设计正常蓄水位为基础，结合浸没、塌岸、风浪影响等因素综合确定，根据需要测设其中的一种、几种或全部。边界线的测设工作通常由测量人员配合水工设计人员和地方政府机关共同进行，其中测量人员的主要任务是用一系列的高程标志点将水库的设计边界线在实地标定下来，并委托当地有关部门或村民保管。界桩分为永久桩和临时桩两类。界线通过厂矿区或居民点时，在进出处各设一各永久桩，内部若干米测设一个临时桩，主要街道标出界线通过的实际位置。大片农田及经济价值较高的林区，一般每隔2～3km测设一个永久桩，再以临时桩加密到能互相通视。只有少量庄稼的山地，可只测设临时桩显示界线通过的位置。经查勘确定不予利用的永久冻土地、大片沼泽地、陡峭坡地等经济价值很低的地区，可不测设界桩。在通常情况下，一般采用几何水准法和经纬仪高程导线法进行，目前随着空间技术的迅速发展，RTK技术定位得到广泛应用。

3.4地质勘察测量

配合水利工程地质勘察所进行的测量工作称为地质勘察测量。其基本任务：

1、为坝址、厂址、引水洞、水库、堤线、料场、渠道、排灌区的地质勘察工作提供基本测量资料；

2、主要地质勘探点的放样；

3、联测地质勘探点的平面位置、高程和展绘上图。具体工作包括：钻孔测量、井峒测量、坑槽测量、地质点测量、剖面测量等。

3.5河道测量

河道测量主要内容包括：平面、高程控制测量；河道地形测量；河道纵、横断面测量；测时水位和历史洪水位的联测；某一河段瞬时水面线的测量；沿河重要地物调查或测量。

4水利枢纽工程的施工阶段测量

水利枢纽的技术设计批准以后，即可着手编制各项工程的施工详图。水利枢纽工程施工阶段的测量工作主要包括：施工控制测量、大坝的施工放样、水工隧洞施工测量、水电站厂房施工测量、金属结构安装测量等

4.1施工控制测量

建立施工控制网的主要目的是为建筑物的施工放样提供依据，所以必须根据施工总体布置图和有关测绘资料来布设。另外，施工控制网业可为工程的维护保养、扩建改建提供依据。施工控制测量分为：平面控制网的建立，一般按两级布设，即基本网和定线网；高程控制网的建立，由于勘测期间建立的高程控制点在点位分布和密度方面往往不能满足施工的要求，因此必须进行适当的加密，也分两级布设基本网和临时性作业水准点。

4.2大坝的施工放样

大坝施工放样的主要步骤有：坝轴线的测设、清基中的放样工作、坝体分块控制线的测设、坝体浇筑中的放样工作

4.3水工隧洞施工测量

水工隧洞按其作用可分为：引水发电洞、输水洞、支洞、泄洪洞、导流洞等，其中测量精度要求最高的是发电洞及其支洞。隧洞施工测量的主要内容包括：洞外控制测量、洞内控制测量、联系测量、隧洞中心线放样、开挖断面和衬砌断面的放样等

4.4水电站施工测量

水电站厂房施工测量的主要内容包括：厂房施工控制网的建立、基础开挖测量、厂房建筑放样测量等。在建立厂房控制网时，其点位精度和点位分布都应考虑机组的安装测量。

4.5金属结构安装测量

在水电工程中，闸门、压力管道、机组设备等都是金属构件，其安装测量的精度一般较高，要建立独立的控制网，须与轴线关系保持一致。

5水利枢纽工程的变形监测

变形监测的主要观测项目：水平位移观测、垂直位移观测、挠度观测、裂缝观测、应力/应变观测、分层沉降观测、倾斜观测、渗流观测、温度观测、检查观测、滑坡崩岸观测。

变形观测的精度和周期——在制定变形观测方案时，首先要确定精度要求。对于不同的监测目的所要求的观测精度不同。观测周期与工程的大小、测点所在位置的重要性、观测目的以及观测一次所需时间的长短有关。及时进行第一周期的观测有重要的意义。

观测资料的整编和分析——资料整编的主要内容包括：收集资料、审核资料、填表和绘图、编写整编成果说明。观测资料分析其目的是对水利工程系统和各项水工建筑物的工作状态做出评估、判断和预测，达到有效地监视建筑物安全运行的目的。常用的分析方法有：作图分析、统计分析、对比分析、建模分析。结语

伴随着测绘新技术的不断进步,现代水利枢纽工程测量必将朝着测量内外作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展。

参考文献

[1]张正禄,李广云,潘国荣等.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2005.[2] 高井祥,肖本林,付培义等.数字测图原理与方法[M].江苏:中国矿业大学出版社,2005.

第五篇：测量技术在土木工程中的应用

中南大学测绘0803班 闵启忠

测量技术在土木工程中的应用

土木工程是一门古老的学科，我想，自从人类诞生开始，我们的祖先就在耕耘着这一项文明的事业，直到今天，它依然展现出一幅蓬勃的姿态，昂扬向前飞速发展。然而在这个过程中一门新的学科也默默地产生了，那就是今天的测量工程。测量工程它发源与土木工程，并在这个过程中不断的得到发展，同时它也服务于土木工程的各个角落。随着土木工程的发展，测绘工程也在这个过程中不断提升，在如今，很多人都把测绘工程划分到土木工作之下。我想，在如今，随着测量技术在各个领域说起的作用不断加重，他已经开成为了一门独立的学科，当然测绘工程很大一部分还是服务于土木工程。如果把土木工程比作大海上行驶的一艘轮船，那么测量工程就是它的一个导航灯，没有测量技术为其服务，不管它有多么强劲的动力，它都寸步难行。在工程建设的各个阶段，无处不渗透着测量技术的痕迹，在工程设计阶段，我们需要引用到已有的地形图，以使设计人员根据地表形态和各种地物的分布做出合理地规划设计。在工程建设阶段，我们选用将已经设计好的建筑物放到实地去，这也需要测量技术为其导航。在工程的建设和运营阶段，也密切的和测量工程联系在一起，为了保证建筑物的安全使用，我们需要定期的对其进行沉降观测，以提供第一手的资料，对建筑物做出分析，必要时采取合适的措施。

测绘科学和技术是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。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，测绘科学与技术主要包含以下几个学科： 大地测量学、工程测量学、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。在土木工程的各个领域它都离不开我们的测量技术，而在整个测绘工程领域与工程测量学联系极为紧密。在我们测绘领域工程测量主要研究的是在各种工程的规划设计、施工建设和营运管理阶段所进行的各种测量工作。在此我们所提到的工程包括：工业建设、城市建设、交通工程（铁路、公路、机场、测站、桥梁、隧道等）、水利电力工程（河川枢纽、大坝、船闸、电站、渠道）地下工程、管线工程（高压输电线、输油送气管道）、矿山工程等。它涵盖了我们土木工程的各个领域。因此在土木工程中我们说应用的测量技术主要研究的学科应该是我们的工程测量了。下面我就从测量仪器，运用的测量理论，在施工的各个阶段测量技术所起的作用吧！

在土木工程测量中我们所应用的测量仪器情况：

用于建立水平的或竖直的基准线或基准面，测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距)，称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪，金属丝引张线，各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪，以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。

在距离测量方面，包括中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。精密激光测距仪和双频激光测距仪，中长距离测量精度可达亚毫米级；可喜的是，许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化，石英伸缩仪，各种光学应变计，位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪，能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度，成为重要的长度检校和精密测量设备；采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度，它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。

高程测量方面，最显著的发展应数液体静力水准测量系统。这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里，如用于跨河与跨海峡的水准测量；通过一种压力传感器，允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。

土木工程中所应用的测量理论：

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。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。

工程工程测量按工程建设的规划设计、施工设计和营运管理三个阶段分为“工程勘测”、“施工测量”和“安全检测”。在土木工程建设中也不例外，在这三个阶段对测绘工作有不同的要求。

工程建设规划阶段的测量工作。每项工程建设都必须按照自然条件和预期目的进行规划设计。在这个阶段中的测量工作，主要是提供各种比例尺的地形图，另外还要为工程地质探测、水文地质探测以及水文测验的进行测量。对于重要的工程，例如某些大型特种工程，或在地质条件不良的地区进行建设，这还有对地层的稳定性进行测量。

工程建设阶段的测量工作。每项工程建设的设计经过讨论、审查和批准之后，即进入施工阶段。这时，首先要将所建设的工程建筑物按照施工的要求在现场标定出来（即所谓定线放样），作为实地修建的依据。为此，要根据工地的地形，工程的性质以及施工组织和计划等，建立不同形式的施工控制网，作为定线放样的基础。然后再按照施工的需要，采用各种不同的放样方法，将图纸上所建设的内容转移到实地。此时，还需进行施工质量控制，这里主要是几何尺寸如工程建筑的竖直角、地下工程的断面等的监控。为检测工程进度，还要进行开挖与与建筑方测绘以及工程竣工测量、变形测量以及设备的安装测量等。

施工建设营运鼓励阶段的测量工作。在运营期间，为检测工程建筑物的安全情况，了解设计是否合理，验证设计理论是否正确，需要对工程建筑物的水平位移，沉陷、倾斜以及摆动等进行定期或持续的检测。这些工作，就是通常所说的变形检测。对于大型的工业设备，还要进行经常性的检测和调校，以保证其设计安全运行。为了对工程进行有效的管理、维护，为了日后扩展的需要，还应建立工程信息系统。

土木工程勘测设计阶段测量工作

任何一项工程都必须按照自然条件和预期目的进行选址和勘测设计。在此阶段的测量工作，主要是提供各种比例尺的地形图勘测设计人员进行规划设计。随着一体化设计软件和地理信息系统的发展及其在国土资源、能源、交通、人口、市政、生态环境和综合管理的方面的广泛应用，不仅给各类规划人员提供了更好的辅助工具，而且也可以让决策者据此对勘测设计做出客观的评价。

在以往设计人员规划选址首先是收集各种比例尺的地形图，如城市规划主要采用大比例吃地形图，在结合各方面的资料和规范要求，选出几条可能的方案，然后下达勘测设计任务委托测量人员进行初步勘测。因此勘测的任务说到底就是为设计人员提供各种设计用图。随着数字测图技术和GIS的逐步推广和使用，设计人员能利用野外数据和室内数据一体化软件以及GIS强大的空间分析功能，修改设计方案。勘测设计阶段的测量工作更加工程性质的不同而不同。下面简要的以工业企业勘测设计阶段和线路勘测设计阶段测量工作来说明测量技术的应用。工业企业勘测设计阶段测量工作

工业企业不同于铁路和公路呈现状地形，它是面装地形，因此它需要的图也是呈面装特特征。要进行勘测设计必须有设计地底图，而该阶段测量工作的任务是向设计者提供所需要的地形图。地形图主要使用在平面运输设计部门。该部门的设计任务，就是根据地形图等各种基础资料和工业企业生产特点，综合设计解决主要车间、辅助车间、动力设施、运输设施、等在厂内的平面与竖直布设。

工业厂地竖向布设就是将区域的自然地形加以平整改造，以保证生产运输在竖向的良好的结合，合理地组织排水，而且是建设中天文土石方工程保持平衡，降低工程造价。场地平整和设计高程确定后，即进行建筑物的地坪高程，铁道轨顶高程、道路中心线高程以及工程管网高程的设计。这些高程的设计原则仍然是要使其尽量与自然相适应。在一般情况下，1：5000比例尺地形图可用以勘测设计，例如厂址选择、总体规划、方案比较等；1:2000比例尺地形图可用于初步设计；1:1000比例尺地形图可用于施工设计；对于新建厂或比较简单的扩建厂、改建厂。可与初步设计共用同一比例尺的地形图；1：500比例尺地形图可用于地形复杂，建筑物密集、精度要求较高的工业企业的施工设计。

对于目前的测绘技术而言，大多采用野外实测数字化测图技术，故数字化测图已被设计者广泛使用。数字化地形图的优点在于，成图速度快，修改，备份，存储容易，其最大的优点是不限于比例尺，而可以根据不同的需要选用不同比例尺地形图。由于采用数字化成图技术，设计人员在电脑上可以方便地进行设计和修改，使的前面所提到的总体规划，方案比较，施工设计等均可在同一幅地图上完成。另外，以往从图上图解设计元素存在误差均不存在，提高了设计和获取放样元素的精度。从某种程度上讲，工业企业勘测设计阶段的测量工作任务就是根据设计任务的性质选择适当的成图比例尺，野外实测数字化地形图或航测数字化地形图，并制作各种专题图，为设计者提供设计底图。

线路勘测设计阶段测量工作

铁路、公路、架空送电线路以及输油管道等均属于线性工程。一条线路的勘测设计工作，主要是根据一定的计划与自然地理条件，确定线路经济合理地位置，为达此目的，必须进行反复的实际和比较。线路在勘测设计阶段的测量工作称线路勘测。这项工作的任务是为线路设计收集一切必要的地形资料。线路除了地形资料外，还必须考虑线路所经过地区的工程地质、水文地质已经经济等方面的问题，所以线路设计一般分阶段进行，其勘测工作也分阶段进行。各种线形工程的勘测工作的任务基本都一样，但随着工程的不同有以下差异，我们以铁路设计为例，说明测量在铁路勘测中的各项任务。

线路工作分为处测和定测两个阶段进行。初测是在设计人员根据已有的资料和有关部门对线路要求，在小比例尺地形图上选出几个可能的线路方案，经过全面的分析比较后，提出对主要方案的初步意见下达勘测设计任务后进行的测量工作。初测是对方案研究中认为有价值的几条线路后一条主要线路，结合现场的实地情况，在实地进行选点，标出路线方向。然后根据实地上选出的点进行平面控制测量和水准测量，测出个点的平面位置和高程。在以初测控制点为图根点，测绘一定比例尺的带状地形图供编制初步设计使用。定测是对已批准的初步设计方案选定的路线，利用带状地形图上初测导线和纸上线路的几何关系，将选定的线路勘测设到实地上去。测设时应结合现场的地形、水文、地质等实地情况，尽量改善线路的位置，力求选出最经济合理地路线。测定工作包括中线测量、曲线设计、纵横断面测量以及局部的地形图测绘，并为施工设计收集资料。以上的测量工作，现在又很大部分如平面控制，带状地形图的测绘等均可应用GPS、RTK技术完成，其不设速度快、精度高、成图周期短等特点成为各测量单位测量的重要手段。数字化测图技术的发展以及摄影测量技术的发展，时候的线路勘测成果更加丰富多样，特别是数字高程模型为线路设计提供了形象逼真的地面立体模型，为设计人员进一步设计提供了良好的平台。

桥梁勘测设计阶段测量工作

桥梁勘测设计阶段主要有以下测量工作： 桥位平面和高程控制测量：建立平面和高程控制网，要求与国家和地方高程等级已知三角点和水准点联测。桥址定线测量：在等级控制点基础上按I级导线测量精度与实地测设中线控制点，包括交点等。断面测量：在桥址定线范围内，按有关规范要求施测全桥中线断面，编制断面资料，绘制断面图，根据设计要求测绘若干桥墩台的断面图。河床地形测量：桥位大比例尺的陆地地形测绘，准确反映地形、地物现状、测量与桥址中线交叉的道路及平面位置、高程及悬空高度等。流量测量：采用前方交会法测量浮标，施测桥址中线上下游一定范围内水流流向和流速，并按照大比例尺测绘流量图。

土木工程施测阶段的量测工作

工程施测阶段的测量工作主要是按照设计要求将设计好的建（构）筑物的位置、形状、大小及高程在实地标定出来，以便进行施工；另一方面作为施工质量方面的监督，还需进行工程质量方面监理。工程监理是指独立于业主和承包方的第三方对基础设施施工项目建设过程的监督和管制，他是监理工程师依照施工合同，在业主授权范围内，对施工现场进行监督管理，对施工进度、质量和费用进行控制，对合同执行中出现的问题进行处理，是工程施工按照施工合同要求进行，并获得预期的建筑产品；测量工作是工程施工的眼睛，在工程建设中起到至关重要的作用。

施工测量工作：施工单位作为工程建设者，主要任务是按照设计和施工要求，将图纸上设计计好的建（构）筑物的位置、形状、大小及高程在实地标定出来，这种标定任务称为施工放样。施工放样也可以说是将图纸上的建构筑物放到地面上去的工作过程。施工放样与测量的程序恰好相反，但工作方法和原理都是一样。工程建筑物的放样，同样必须遵循从整体到局部、先控制和碎步的原则和工作程序。首先，根据工程平面图和地形条件建立施工控制网，根据施工控制点在实地定出各个建筑物的主轴线和辅助轴线；在根据主轴线和辅助轴线标定出建筑物的各个细部点。采用这样的工作程序，能保证建筑几何关系的正确性，而且是施工放样工作可以有条不紊的进行，避免误差的积累。

由于施工的对象不同，施工测量方案也有所区别，但其工作程序基本是一致的。主要的测量工作有施工控制网的建立与施工放样。施工控制网根据施工对象的不同有所区别。一般来说，建筑物和厂区的控制网布设成矩形控制网，即所谓的建筑方格网；对于地形平坦但通视比较困难的地区，这可采用GPS与全站仪结合布设的导线网；对于地形起伏较大的山区及跨越江河的工程，一般采用GPS网或边角位；对于线状工程多采用GPS与全站仪结合所布设的导线网，地下工程一般采用导线网。施工放样的主要内容是，放样依据的选择及放样已知点的选择；选择放样方法；计算放样元素，根据已选定的放样方法和已知点坐标和高程以及设计坐标和高程，计算出需要测设的水平角、边长值和高差值，这些元素称为放样元素。根据设计图和控制点分布情况的不同，放样方法也有时区别。随着全站仪和GPS的逐步普及和推广，传统的放样方法正逐步被淘汰，现阶段我国的大型工程建设中已全部采用全站仪和GPS进行高精度定位放样。

监理测量工作

建筑工程的测量工作不仅是工程建设的基础，而且是设计工程质量的关键。近几年随着社会经济快速发展，充适应现代化城市环境需求来考虑，建筑师在建筑设计中既要满足使用功能要求，又要注重建筑物外观造型，许多外观造型复杂的超大超高规模的建筑物应用而生，在这些建筑施工过程中，测量工作尤为显得重要。施工单位的测量方案是否合理，测量数据是否准确可靠，测量人员专业水平都直接影响到工程质量，因此，监理工程师切实做好测量监理工作室施工质量和控制的一项重要环节。监理工程师必须对工程建设过程中测量方案、测量数据进行审查、复核签证。由于测量监理师检查、验收的最后一道程序这样就对监理工程师的测量专业方面提出了很高的要求。监理工程师应结合工程特点，编制相应的测量监理实施细则，以保证监理测量工作的质量。

工程运营管理阶段的测量工作

工程运营管理阶段测量工作的主要任务是工程建筑物的变形观测。在工程建筑物运营期间，为了监视器安全和稳定情况，了解其设计是否合理，验证设计理论是否正确，需要定期对其位移、沉降、倾斜以及摆动等进行观测。

由于在各种因素的影响下，工程建筑物及其设备在运营过程中都会产生变形，这种变形若在一定限度之内，认为是正常现象，但如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重之时还会危及建筑物的安全，因此在工程建筑物的施工和运营期间，必须对其进行监视观测，及变形观测。监测其在施工和运营期间是否存在超出设计要求的变化量。因此在工程建筑物的施工和运营期间，必须进行监视观测，通过变形观测取得第一手的资料，可以监视工程建筑物的状态变化和工作情况，在发现不正常现象时，应及时分析原因，采取措施，防止事故发生并改善运营方式以保证安全。另外通过在施工和运营期间对工程建筑物原体进行观测，分析研究，可以验证地基与基础的计算方法，工程结构的设计方法，对不同的地基与工程结构规定合理的允许沉陷与变形的数值，为工程建筑物的设计施工管理和科学研究工作提供资料。

变形观测的任务是长期而具有周期性的工作，对观测点进行重复性观测，求得其在两个观察周期期间的变化量。而为了求得瞬时变形，则采用各种自动记录仪器记录其瞬时位置。目前，随着测绘仪器、网络技术、信息技术的不断发展，各种监测仪器应运而生，最具代表性的仪器设备是全站仪和ＧＰＳ时事动态技术。变形观察的内容，应根据建筑物的性质地基情况来定。要求有明确的针对性，既要有重点，又要做到全面考虑，以便能正确反映建筑物的变化情况，达到监测建筑物的安全运营了解其变形规律。

为了更全面地了解影响工程建构筑物变形原因及其规律，以及有些特种工程建构筑物的要求，有时在勘察阶段就要进行地表形变观测，以研究地层的稳定性。通过变形观察取得第一手资料，可以监视工程建筑物的状态变化及工作情况，在发现不正常现象时应及时分析原因，采取措施，防止事故发生。例如我国某水电厂的混凝土大坝，根据多年的观测结果，表明坝体渗流量、坝基场压力以及坝体的水平位移都很大，按这些观测资料的计算分析，在发生百年一遇的洪水时，大坝将有倾覆的危险，因此，对大坝进行紧急加固，从而提高了它的稳定度，保证了安全。其次，通过在施工和运营阶段对工程构建筑物原体进行观测，分析研究，可以验证地基的基础的计算方法，为工程建筑物的设计、施工、管理和科学研究工作提供资料。例如某水库的土坝，由变形观测资料的分析表明，其变形量不大，而且日趋稳定，与设计相;坝体清润线的实测资料也与设计接近，这就是说，该坝设计正确，施工质量良好，可以按照设计能力运营。当然，上述的分析研究工作应该有工程地质、土力学、工程结构等专业人员共同进行，其中，测量人员要对变形资料提供几何解释。

为了达到上述目的，通常建筑物的设计阶段，调查建筑物地基负载性能、研究自然因素对建筑物变行影响的同时，就应着手拟订观测的设计方案，并将其作为工程建筑物的一项设计内容，一边在施工时就将标志和设备埋设在设计位置上。从建筑物开始施工就进行观测了，一直持续到变形终止。

在我们的土建的各个环节，都留下了我们测量人的足迹，正是有了我们这些测量工作者不懈的努力，时刻保持一颗严谨的工作态度，为土建打开了一盏导航灯灯，伴随着土建工程健康蓬勃的成长着。同时我们的测量技术理论也得到了检验和提升。我想不管土建工程怎么发展，我们的测量技术永远都会陪伴着它走下去，并不断的发展和改善自己！在工程建设的各个环节，测量任务都是艰巨而重要的，他可能直接威胁到整个工程的正常建设。这是对我们测量工作者的一次巨大的挑战和考验，这就需要我们从现在开始培养一颗严谨的工作态度，更好发挥测量技术的作用，为社会发展做出一份贡献！