工程測(cè)量學(xué)就業(yè)方向

展望21世紀(jì)，工程測(cè)量學(xué)在以下方面將得到顯著發(fā)展：

1. 測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)；

2. 在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中，將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)，并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問題。

3. 工程測(cè)量將從土木工程測(cè)量、3維工業(yè)測(cè)量擴(kuò)展到人體科學(xué)測(cè)量，如人體各器官或部位的顯微測(cè)量和顯微圖像處理?。?

4. 多傳感器的混合測(cè)量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，如GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人集成，可在大區(qū)域乃至國(guó)家范圍內(nèi)進(jìn)行無控制網(wǎng)的各種測(cè)量工作。

5. GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目，在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、 施工 管理一體化方面發(fā)揮重大作用。

6. 大型和復(fù)雜 結(jié)構(gòu) 建筑、設(shè)備的3維測(cè)量、幾何重構(gòu)以及質(zhì)量控制將是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)。

7. 數(shù)據(jù)處理中數(shù)學(xué)物理模型的建立、分析和辨識(shí)將成為工程測(cè)量學(xué)專業(yè)教育的重要內(nèi)容。

綜上所述，工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在從1維、2維到3維、4維，從點(diǎn)信息到面信息獲取，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，從后處理到實(shí)時(shí)處理，從人眼觀測(cè)操作到機(jī)器人自動(dòng)尋標(biāo)觀測(cè)，從大型特種工程到人體測(cè)量工程，從高空到地面、地下以及水下，從人工量測(cè)到無接觸遙測(cè)，從周期觀測(cè)到持續(xù)測(cè)量。測(cè)量精度從毫米級(jí)到微米乃至納米級(jí)。工程測(cè)量學(xué)的上述發(fā)展將　直接對(duì)改善人們的生活環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量起重要作用。

基于掌上電腦的地面控制與施工測(cè)量工程內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化自動(dòng)化系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱科傻系統(tǒng))是我們近年來所作的一項(xiàng)科技研究開發(fā)實(shí)踐?？粕迪到y(tǒng)是對(duì)電子全站儀實(shí)現(xiàn)在線控制數(shù)據(jù)采集。掌上電腦上可固化兩個(gè)軟件包，一個(gè)用于地面控制測(cè)量數(shù)據(jù)采集、檢查、預(yù)處理、概算以及網(wǎng)平差等(稱科傻一)；一個(gè)用于工程放樣、道路測(cè)量以及碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集(稱科傻三)。另外，在微機(jī)上研制了一個(gè)“現(xiàn)代測(cè)量控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理通用軟件包”(稱科傻二)。上述3個(gè)軟件包既可獨(dú)立使用，又有密切的聯(lián)系(特別是科傻一與科傻二之間)?？粕狄豢捎糜谌我?、3維工程控制網(wǎng)，國(guó)家及城市等級(jí)網(wǎng)，一、二、三級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)以及圖根加密網(wǎng)的在線或離線數(shù)據(jù)采集到網(wǎng)平差，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理的一體化。同時(shí)也可作一、二、三、四等和等外水準(zhǔn)測(cè)量從數(shù)據(jù)采集到網(wǎng)平差的數(shù)據(jù)處理?？粕刀哂腥我饩W(wǎng)形、任意規(guī)模的地面平面、高程控制網(wǎng)的平差功能外，還包含近似坐標(biāo)計(jì)算，稀疏矩陣壓縮存貯，網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化排序，閉合差自動(dòng)計(jì)算，概算，粗差定值計(jì)算和改正，方差分量估計(jì)，貫通誤差影響值估算，工程控制網(wǎng)模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)，控制網(wǎng)數(shù)據(jù)管理，網(wǎng)圖顯繪，成果報(bào)表輸出，以及與掌上電腦、全站儀的數(shù)據(jù)通訊等功能。 2100433B

測(cè)繪科學(xué)和技術(shù)(或稱測(cè)繪學(xué))是一門具有悠久歷史和現(xiàn)代發(fā)展的一級(jí)學(xué)科。該學(xué)科無論怎樣發(fā)展，服務(wù)領(lǐng)域無論怎樣拓寬，與其他學(xué)科的交叉無論怎樣增多或加強(qiáng)，學(xué)科無論出現(xiàn)怎樣的綜合和細(xì)分，學(xué)科名稱無論怎樣改變，學(xué)科的本質(zhì)和特點(diǎn)都不會(huì)改變?？偟膩碚f，整個(gè)學(xué)科的二級(jí)學(xué)科仍應(yīng)作如下劃分：

大地測(cè)量學(xué)(包括天文、幾何、物理、衛(wèi)星和海洋大地測(cè)量)；

工程測(cè)量學(xué)(含近景攝影測(cè)量和礦山測(cè)量)；

航空攝影測(cè)量與遙感學(xué)；

地圖制圖學(xué)；

不動(dòng)產(chǎn)地籍與土地整理。

國(guó)內(nèi)把工程建設(shè)有關(guān)的工程測(cè)量按勘測(cè)設(shè)計(jì)、 施工 建設(shè)和運(yùn)行管理三個(gè)階段劃分；也有按行業(yè)劃分成：線路(鐵路、公路等)工程測(cè)量、 水利 工程測(cè)量、橋隧工程測(cè)量、建筑工程測(cè)量、礦山測(cè)量、海洋工程測(cè)量、軍事工程測(cè)量、3維工業(yè)測(cè)量等，幾乎每一行業(yè)和工程測(cè)量都有相應(yīng)的著書或教材。

國(guó)際測(cè)量師聯(lián)合會(huì)(FIG)的第六委員會(huì)稱作工程測(cè)量委員會(huì)，過去它下設(shè)4個(gè)工作組：測(cè)量方法和限差；土石方計(jì)算；變形測(cè)量；地下工程測(cè)量。此外還設(shè)了一個(gè)特別組：變形分析與解釋?，F(xiàn)在，下設(shè)了6個(gè)工作組和2個(gè) 專題 組。6個(gè)工作組是：大型科學(xué)設(shè)備的高精度測(cè)量技術(shù)與方法；線路工程測(cè)量與優(yōu)化；變形測(cè)量；工程測(cè)量信息系統(tǒng)；激光技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用；電子科技文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)。2個(gè) 專題 組是：工程和工業(yè)中的特殊測(cè)量?jī)x器；工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

德國(guó)、瑞士、奧地利3個(gè)德語語系國(guó)家自50年代發(fā)起組織每3～4年舉行一次的“工程測(cè)量國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)”。過去把工程測(cè)量劃分為以下幾個(gè) 專題 ：測(cè)量?jī)x器和數(shù)據(jù)獲?。粩?shù)據(jù)解釋、處理和應(yīng)用；高層建筑和設(shè)備安裝測(cè)量；地下和深層建筑測(cè)量；環(huán)境和工程建筑物變形監(jiān)測(cè)。

1992年第11屆討論會(huì)的 專題 是：測(cè)量理論與測(cè)量方案；測(cè)量技術(shù)和測(cè)量系統(tǒng)；信息系統(tǒng)和 CAD ；在建筑工程和工業(yè)中的應(yīng)用。

1996年的第12屆討論會(huì)的 專題 是：測(cè)量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；監(jiān)測(cè)和控制；在工業(yè)和建筑工程中的質(zhì)量問題；數(shù)據(jù)模型和信息系統(tǒng)；交叉學(xué)科的大型工程項(xiàng)目。

從以上可見，工程測(cè)量學(xué)的研究領(lǐng)域既有相對(duì)的固定性，又是不斷發(fā)展變化的。工程測(cè)量學(xué)主要包括以工程建筑為對(duì)象的工程測(cè)量和以設(shè)備與機(jī)器安裝為對(duì)象的工業(yè)測(cè)量?jī)纱蟛糠帧Ｔ趯W(xué)科上可劃分為普通工程測(cè)量和精密工程測(cè)量。工程測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是為各種工程建設(shè)提供 測(cè)繪 保障，滿足工程所提出的要求。精密工程測(cè)量代表著工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展方向，大型特種精密工程建設(shè)是促進(jìn)工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。

將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力是科研的最終目的，作為一門應(yīng)用性學(xué)科，這種轉(zhuǎn)化尤為重要。它主要表現(xiàn)在軟硬件的開發(fā)研制上。

基于掌上電腦的地面控制與 施工 測(cè)量工程內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化自動(dòng)化系統(tǒng)集成了測(cè)量學(xué)、控制測(cè)量學(xué)、工程測(cè)量學(xué)、測(cè)量平差等課程的有關(guān)專業(yè)知識(shí)和長(zhǎng)期科研成果，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、教學(xué)及科技開發(fā)活動(dòng)。并且在電腦型全站儀上，已成功地開發(fā)了全中文版 軟件 包，這種全站儀通過 軟件 開發(fā)，功能得到大大增強(qiáng)，故稱為全能型全站儀。結(jié)合專業(yè)測(cè)量特點(diǎn)，我們?cè)诳粕迪到y(tǒng)的基礎(chǔ)上還研制開發(fā)了“鐵路 施工 測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理系統(tǒng)”。該 軟件 包也通過了鐵道部的鑒定，將在整個(gè)鐵路系統(tǒng)的測(cè)量單位推廣應(yīng)用。對(duì)于城市工程測(cè)量、地籍測(cè)量、水利工程測(cè)量等各種測(cè)量，只要對(duì)科傻系統(tǒng)稍加修改，都可以滿足測(cè)量工程數(shù)據(jù)采集和處理的一體化自動(dòng)化要求。同時(shí)，可將科傻系統(tǒng)移植應(yīng)用到不同型號(hào)的電腦型全站儀上和商品化掌上電腦上，進(jìn)一步擴(kuò)大用戶。如果移植到測(cè)量機(jī)器人上，并進(jìn)一步開發(fā)各種智能化應(yīng)用程序，可應(yīng)用到滑坡監(jiān)測(cè)、 施工 測(cè)量中以及工業(yè)測(cè)量。若再開發(fā)與GPS網(wǎng)平差和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位 軟件 的集成 軟件 包，并研制開發(fā)相應(yīng)的 軟件 ，可望大大改變目前工程測(cè)量領(lǐng)域的面貌　。

通過科技研究開發(fā)實(shí)踐，我們深刻體會(huì)到科技是第一生產(chǎn)力的科學(xué)論斷，感受到了為社會(huì)作貢獻(xiàn)的人生價(jià)值的樂趣?？萍奸_發(fā)和成果轉(zhuǎn)化必須有具備以下特點(diǎn)：是真正的轉(zhuǎn)化而不是抄襲，必須有自己的研究成果；有一定特色；既要有通用性也要專業(yè)化；易于擴(kuò)展和維護(hù)，要不斷完善并推陳出新；要有市場(chǎng)觀念、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和為用戶服務(wù)的態(tài)度。

工程測(cè)量?jī)x器可分通用儀器和專用儀器。通用儀器中常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀和電磁波測(cè)距儀將逐漸被電子全測(cè)儀、電子水準(zhǔn)儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的軟件，向全能型和智能化方向發(fā)展。帶電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和程序控制的全站儀結(jié)合激光、通訊及CCD技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量的全自動(dòng)化，被稱作測(cè)量機(jī)器人。測(cè)量機(jī)器人可自動(dòng)尋找并精確照準(zhǔn)目標(biāo)，在1 s內(nèi)完成一目標(biāo)點(diǎn)的觀測(cè)，像機(jī)器人一樣對(duì)成百上千個(gè)目標(biāo)作持續(xù)和重復(fù)觀測(cè)，可廣泛用于變形監(jiān)測(cè)和 施工 測(cè)量。GPS接收機(jī)已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。將GPS接收機(jī)與電子全站儀或測(cè)量機(jī)器人連接在一起，稱超全站儀或超測(cè)量機(jī)器人。它將GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)與全站儀靈活的3維極坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)完美結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)無控制網(wǎng)的各種工程測(cè)量。

專用儀器是工程測(cè)量學(xué)儀器發(fā)展最活躍的，主要應(yīng)用在精密工程測(cè)量領(lǐng)域。其中，包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電(子)結(jié)合式的儀器或測(cè)量系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是：高精度、自動(dòng)化、遙測(cè)和持續(xù)觀測(cè)。

用于建立水平的或豎直的基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面，測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(或基準(zhǔn)面)的偏距(垂距)，稱為基準(zhǔn)線測(cè)量或準(zhǔn)直測(cè)量。這方面的儀器有正、倒錘與垂線觀測(cè)儀，金屬絲引張線，各種激光準(zhǔn)直儀、鉛直儀(向下、向上)、自準(zhǔn)直儀，以及尼龍絲或金屬絲準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)等。

在距離測(cè)量方面，包括中長(zhǎng)距離(數(shù)十米至數(shù)公里)、短距離(數(shù)米至數(shù)十米)和微距離(毫米至數(shù)米)及其變化量的精密測(cè)量。以ME5000為代表的精密激光測(cè)距儀和TERRAMETER LDM2雙頻激光測(cè)距儀，中長(zhǎng)距離測(cè)量精度可達(dá)亞毫米級(jí)；可喜的是，許多短距離、微距離測(cè)量都實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化，其中最典型的代表是銦瓦線尺測(cè)距儀DISTINVAR，應(yīng)變儀DISTERMETER ISETH，石英伸縮儀，各種光學(xué)應(yīng)變計(jì)，位移與振動(dòng)激光快速遙測(cè)儀等。采用多譜勒效應(yīng)的雙頻激光干涉儀，能在數(shù)十米范圍內(nèi)達(dá)到0.01μm的計(jì)量精度，成為重要的長(zhǎng)度檢校和精密測(cè)量設(shè)備；采用CCD線列傳感器測(cè)量微距離可達(dá)到百分之幾微米的精度，它們使距離測(cè)量精度從毫米、微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)世界。

高程測(cè)量方面，最顯著的發(fā)展應(yīng)數(shù)液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通過各種類型的傳感器測(cè)量容器的液面高度，可同時(shí)獲取數(shù)十乃至數(shù)百個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，具有高精度、遙測(cè)、自動(dòng)化、可移動(dòng)和持續(xù)測(cè)量等特點(diǎn)。兩容器間的距離可達(dá)數(shù)十公里，如用于跨河與跨海峽的水準(zhǔn)測(cè)量；通過一種壓力傳感器，允許兩容器之間的高差從過去的數(shù)厘米達(dá)到數(shù)米。

與高程測(cè)量有關(guān)的是傾斜測(cè)量(又稱撓度曲線測(cè)量)，即確定被測(cè)對(duì)象(如橋、塔)在豎直平面內(nèi)相對(duì)于水平或鉛直基準(zhǔn)線的撓度曲線。各種機(jī)械式測(cè)斜(傾)儀、電子測(cè)傾儀都向著數(shù)字顯示、自動(dòng)記錄和靈活移動(dòng)等方向發(fā)展，其精度達(dá)微米級(jí)。

具有多種功能的混合測(cè)量系統(tǒng)是工程測(cè)量專用儀器發(fā)展的顯著特點(diǎn)，采用多傳感器的高速鐵路軌道測(cè)量系統(tǒng)，用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)跟蹤沿鐵路軌道前進(jìn)的測(cè)量車，測(cè)量車上裝有棱鏡、斜傾傳感器、長(zhǎng)度傳感器和微機(jī)，可用于測(cè)量軌道的3維坐標(biāo)、軌道的寬度和傾角。液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量與金屬絲準(zhǔn)直集成的混合測(cè)量系統(tǒng)在數(shù)百米長(zhǎng)的基準(zhǔn)線上可精確測(cè)量測(cè)點(diǎn)的高程和偏距。

綜上所述，工程測(cè)量專用儀器具有高精度(亞毫米、微米乃至納米)、快速、遙測(cè)、無接觸、可移動(dòng)、連續(xù)、自動(dòng)記錄、微機(jī)控制等特點(diǎn)，可作精密定位和準(zhǔn)直測(cè)量，可測(cè)量?jī)A斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，還可測(cè)振動(dòng)頻率以及物體的動(dòng)態(tài)行為。

工程測(cè)量學(xué)國(guó)內(nèi)覽勝

三峽水利 樞紐工程變形監(jiān)測(cè)和庫區(qū)地殼形變、滑坡、巖崩以及水庫誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)，其規(guī)模之大，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之多，都堪稱世界之最。不僅采用目前國(guó)內(nèi)外最成熟最先進(jìn)的儀器、技術(shù)，在實(shí)踐中也在不斷發(fā)展新的技術(shù)和方法，如對(duì)滑坡體變形與失穩(wěn)研究的計(jì)算機(jī)智能仿真系統(tǒng)；擬進(jìn)行研究的三峽庫區(qū)滑坡泥石流預(yù)報(bào)的3S工程等，都涉及到精密工程測(cè)量。隔河巖大壩外部變形觀測(cè)的GPS實(shí)時(shí)持續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置精度達(dá)到了亞毫米。該工程用地面方法建立的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)，其最弱點(diǎn)精度優(yōu)于±1.5 mm。

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的精密控制網(wǎng)，精度達(dá)±0.3 mm。設(shè)備定位精度優(yōu)于±0.2 mm，200 m直線段漂移管直線精度達(dá)±0.1 mm。大亞灣核電站控制網(wǎng)精度達(dá)±2 mm，秦山核電站的環(huán)型安裝測(cè)量控制網(wǎng)精度達(dá)±0.1 mm。

上海楊浦大橋控制網(wǎng)的最弱點(diǎn)精度達(dá)±0.2 mm，橋墩點(diǎn)位標(biāo)定精度達(dá)±0.1 mm；武漢長(zhǎng)江二橋全橋的貫通精度(跨距和墩中心偏差)達(dá)毫米級(jí)。高454 m的東方明珠電視塔對(duì)于長(zhǎng)114 m、重300 t的鋼桅桿天線，安裝的垂準(zhǔn)誤差僅±9 mm。

長(zhǎng)18.4 km的秦嶺隧道，洞外GPS網(wǎng)的平均點(diǎn)位精度優(yōu)于±3 mm，一等精密水準(zhǔn)線路長(zhǎng)120多公里。目前輔助隧道已貫通，僅一個(gè)貫通面的情況下，橫向貫通誤差為12 mm，高程方向的貫通誤差只有3 mm。

工程測(cè)量學(xué)國(guó)外簡(jiǎn)述

國(guó)外的大型特種精密工程更不勝枚舉。以大型粒子加速器為例，德國(guó)漢堡的粒子加速器研究中心，堪稱特種精密工程測(cè)量的歷史博物館。1959年建的同步加速器，直徑僅100 m，1978年的正負(fù)電子儲(chǔ)存環(huán)，直徑743 m，1990年的電子質(zhì)子儲(chǔ)存環(huán)，直徑2000 m。為了減少能量損失，改用直線加速器代替環(huán)形加速器，正在建的直線加速器長(zhǎng)達(dá)30 km，100～300 m的磁件相鄰精度要求優(yōu)于±0.1 mm,磁件的精密定位精度僅幾個(gè)微米，并能以納米級(jí)的精度確定直線度。整個(gè)測(cè)量過程都是無接觸自動(dòng)化的。用精密激光測(cè)距儀TC2002K距離測(cè)量，其測(cè)距精度與ME5000相當(dāng)，對(duì)平均邊長(zhǎng)為50m的3 800條邊，改正數(shù)小于0.1 mm的占95%。美國(guó)的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)，其直徑達(dá)27 km，為保證橢圓軌道上的投影變形最小且位于一平面上，利用了一種雙重正形投影。所作的各種精密測(cè)量，均考慮了重力和潮汐的影響。主網(wǎng)和加密網(wǎng)采用GPS 測(cè)量，精度優(yōu)于1×10-6 D。

露天煤礦的大型挖煤機(jī)開挖量的動(dòng)態(tài)測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)(德國(guó))。大型挖煤機(jī)長(zhǎng)140 m，高65 m,自重8 000 t，其挖斗輪的直徑17.8 m，每天挖煤量可達(dá)10多萬噸。為了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地得到挖煤機(jī)的采煤量，在其上安置了3臺(tái)GPS接收機(jī)，與參考站無線電實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和差分動(dòng)態(tài)定位，挖煤機(jī)上兩點(diǎn)間距離的精度可達(dá)±1.5 cm。根據(jù)3臺(tái)接收機(jī)的坐標(biāo)，按一定幾何模型可計(jì)算出挖煤機(jī)挖斗輪的位置及采煤層截曲面，可計(jì)算出采煤量，經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)，其精度達(dá)7%～4%。這是GPS， GIS技術(shù)相結(jié)合在大型特種工程中應(yīng)用的一個(gè)典型例子。

核電站冷卻塔的 施工 測(cè)量系統(tǒng)。南非某一核電站的冷卻塔高165 m，直徑163 m。在整個(gè) 施工 過程中，要求每一高程面上塔壁中心線與設(shè)計(jì)的限差小于±50 mm，在塔高方向上每10 m的相鄰精度優(yōu)于10 mm。由于在建造過程中發(fā)現(xiàn)地基地質(zhì)構(gòu)造不良，出現(xiàn)不均勻沉陷，使塔身產(chǎn)生變形。為此，要根據(jù)精密測(cè)量資料擬合出實(shí)際的塔壁中心線作為修改設(shè)計(jì)的依據(jù)。采用測(cè)量機(jī)器人用極坐標(biāo)法作3維測(cè)量，對(duì)每一 施工 層，沿塔外壁設(shè)置了1 600多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，在夜間可完成全部測(cè)量工作。對(duì)大量的測(cè)量資料通過恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理模型使精度提高了一至數(shù)倍，所達(dá)到的相鄰精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)計(jì)要求。精密測(cè)量不僅是 施工 的質(zhì)量保證，也為整治工程病害提供了可靠的資料，同時(shí)也能對(duì)整治效果作出精確評(píng)價(jià)。

瑞士阿爾卑斯山的特長(zhǎng)雙線鐵路隧道哥特哈德長(zhǎng)達(dá)57 km，為該工程特地重新作了國(guó)家大地測(cè)量(LV95)，采用GPS技術(shù)施測(cè)的控制網(wǎng)，平面精度達(dá)±7 mm，高程精度約±2 cm。以厘米級(jí)的精度確定出了整個(gè)地區(qū)的大地水準(zhǔn)面。為加快進(jìn)度和避開不良地質(zhì)段，中間設(shè)了3個(gè)豎井，共4個(gè)貫通面，橫向貫通誤差允許值為69～92 mm(較只設(shè)一個(gè)貫通面可縮短工期11年)。整個(gè)隧道的工程投資預(yù)計(jì)約15億瑞士法朗，計(jì)劃于2004年全線貫通。

高聳建筑物方面，有人設(shè)想，在21世紀(jì)將建造2 000 m乃至4 000 m的摩天大廈，這不僅是建筑師的夢(mèng)想，也是對(duì)測(cè)量工程師的挑戰(zhàn)。

測(cè)量平差理論

最小二乘法廣泛應(yīng)用于測(cè)量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型，它是各種經(jīng)典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型。測(cè)量誤差理論主要表現(xiàn)在對(duì)模型誤差的研究上，主要包括：平差中函數(shù)模型誤差、隨機(jī)模型誤差的鑒別或診斷；模型誤差對(duì)參數(shù)估計(jì)的影響，對(duì)參數(shù)和殘差統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的影響；病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測(cè)方案設(shè)計(jì)的關(guān)系。由于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)參考點(diǎn)穩(wěn)定性檢驗(yàn)的需要，導(dǎo)致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測(cè)值粗差的研究促進(jìn)了控制網(wǎng)可靠性理論，以及變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)變形和觀測(cè)值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展。針對(duì)觀測(cè)值存在粗差的客觀實(shí)際，出現(xiàn)了穩(wěn)健估計(jì)(或稱抗差估計(jì))；針對(duì)法方程系數(shù)陣存在病態(tài)的可能，發(fā)展了有偏估計(jì)。與最小二乘估計(jì)相區(qū)別，穩(wěn)健估計(jì)和有偏估計(jì)稱為非最小二乘估計(jì)。

巴爾達(dá)的數(shù)據(jù)探測(cè)法對(duì)觀測(cè)值中只存在一個(gè)粗差時(shí)有效，穩(wěn)健估計(jì)法具有抵抗多個(gè)粗差影響的優(yōu)點(diǎn)。建立改正數(shù)向量與觀測(cè)值真誤差向量之間的函數(shù)關(guān)系，可對(duì)多個(gè)粗差同時(shí)進(jìn)行定位和定值，這種方法已在通用平差 軟件 包中得到算法實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。

方差和協(xié)方差分量估計(jì)實(shí)質(zhì)上是精化平差的隨機(jī)模型，過去一直僅停留在理論的研究上。實(shí)際中，要求對(duì)多種觀測(cè)量進(jìn)行綜合處理，因此，方差分量估計(jì)已成為測(cè)量平差的必備內(nèi)容了。通用平差 軟件 包中已增加了該功能，但還需要在測(cè)量規(guī)范中明確提出來。

需要指出的是：許多測(cè)量作業(yè)單位喜歡采用附合導(dǎo)線進(jìn)行逐級(jí)加密，主要依據(jù)目前規(guī)范中有關(guān)一、二、三級(jí)導(dǎo)線和圖根導(dǎo)線的規(guī)定。無疑附合導(dǎo)線具有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于多余觀測(cè)少，發(fā)現(xiàn)和抵抗粗差的能力較弱，不宜濫用。建立一個(gè)區(qū)域的控制，首級(jí)網(wǎng)點(diǎn)采用GPS測(cè)量，下面最好用一個(gè)等級(jí)的導(dǎo)線網(wǎng)作全面加密。從測(cè)量平差理論來看，全面布設(shè)的導(dǎo)線網(wǎng)具有更好的圖形強(qiáng)度，精密較均勻，可靠性也較高。

工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法

網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件，解求目標(biāo)函數(shù)的極大值或極小值。一般將網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件。網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)主要有精度、可靠性和建網(wǎng)費(fèi)用，對(duì)于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)還包括網(wǎng)的靈敏度或可區(qū)分性。對(duì)于網(wǎng)的平差模型而言，按固定參數(shù)和待定參數(shù)的不同，網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)又分為零類、一類、二類和三類優(yōu)化設(shè)計(jì)，涉及到網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，網(wǎng)形、觀測(cè)值精度以及觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)。在工程測(cè)量中， 施工 控制網(wǎng)、安裝控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)都需要作優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于采用GPS定位技術(shù)和電磁波測(cè)距，網(wǎng)的幾何圖形概念與傳統(tǒng)的測(cè)角網(wǎng)有很大的區(qū)別。除特別的精密控制網(wǎng)可考慮用專門編寫的解析法優(yōu)化設(shè)計(jì)程序作網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)外，其他的網(wǎng)都可用模擬法進(jìn)行設(shè)計(jì)。模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)的 軟件功能和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟主要是：根據(jù)設(shè)計(jì)資料和地圖資料在圖上選點(diǎn)布網(wǎng)，獲取網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)(最好將資料作數(shù)字化掃描并在微機(jī)上進(jìn)行)。模擬觀測(cè)方案，根據(jù)儀器確定觀測(cè)值精度，可進(jìn)一步模擬觀測(cè)值。計(jì)算網(wǎng)的各種質(zhì)量指標(biāo)如精度、可靠性、靈敏度。精度應(yīng)包括點(diǎn)位精度、相鄰點(diǎn)位精度、任意兩點(diǎn)間的相對(duì)精度、最弱點(diǎn)和最弱邊精度、邊長(zhǎng)和方位角精度。進(jìn)一步可計(jì)算坐標(biāo)未知數(shù)的協(xié)方差陣或部分點(diǎn)坐標(biāo)的協(xié)方差陣，協(xié)方差陣的主成份計(jì)算，特征值計(jì)算，點(diǎn)位誤差橢圓、置信橢圓的計(jì)算等?？煽啃园總€(gè)觀測(cè)值的多余觀測(cè)分量(內(nèi)部可靠性)和某一觀測(cè)值的粗差界限值對(duì)平差坐標(biāo)的影響(外部可靠性)。靈敏度包括靈敏度橢圓、在給定變形向量下的靈敏度指標(biāo)以及觀測(cè)值的靈敏度影響系數(shù)。將計(jì)算出的各質(zhì)量指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)比較，使之既滿足設(shè)計(jì)要求，又不致于有太大的富余。通過改變觀測(cè)值的精度或改變觀測(cè)方案(增加或減少觀測(cè)值)或局部改變網(wǎng)形(增加或減少網(wǎng)點(diǎn))等方法重新作上述設(shè)計(jì)計(jì)算，直到獲取一個(gè)較好的結(jié)果。

在實(shí)踐中，總結(jié)出了下述優(yōu)化設(shè)計(jì)策略：先固定觀測(cè)值的精度，對(duì)選取的網(wǎng)點(diǎn)，觀測(cè)所有可能的邊和方向，計(jì)算網(wǎng)的質(zhì)量的指標(biāo)，若質(zhì)量偏低，則必須提高觀測(cè)值的精度。在某一組先驗(yàn)精度下，若網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)偏高了，這時(shí)可按觀測(cè)值的內(nèi)部可靠性指標(biāo)ri，刪減觀測(cè)值。ri太大，說明該觀測(cè)值顯得多余，應(yīng)刪去；若ri很小，則該觀測(cè)值的精度不宜增加。這種根據(jù)ri大小來刪除觀測(cè)值的方法稱為從“密”到“疏”，從“肥”到“瘦”的優(yōu)化策略。

從模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)的整個(gè)過程來看，它是一種試算法，需要有一個(gè)好的 軟件 。該 軟件 除具有通用平差 軟件 的功能外，在成果輸出的多樣性、直觀性，在可視化以及人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)方面都有更高要求。同時(shí)也要求設(shè)計(jì)者具有堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。

用模擬法可獲得一個(gè)相對(duì)較優(yōu)且切實(shí)可行的方案，可進(jìn)一步用模擬觀測(cè)值作網(wǎng)的平差計(jì)算，同時(shí)可模擬觀測(cè)值粗差并計(jì)算對(duì)結(jié)果的影響。這種方法稱為數(shù)學(xué)扭曲法或蒙特卡洛法。對(duì)于一個(gè)精度、可靠性以及靈敏度要求極高的監(jiān)測(cè)網(wǎng)或精密控制網(wǎng)，作上述優(yōu)化設(shè)計(jì)和精細(xì)計(jì)算是十分必要的。國(guó)內(nèi)在這方面的應(yīng)用報(bào)道較少。多是為了安全起見，有較大的質(zhì)量富余，建網(wǎng)費(fèi)用偏高。網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)費(fèi)用很少，所帶來的效益較大，凡是較重要的工程控制網(wǎng)，都應(yīng)作優(yōu)化設(shè)計(jì)。

變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理

工程建筑物及與工程有關(guān)的變形的監(jiān)測(cè)、分析及預(yù)報(bào)是工程測(cè)量學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容。其中的變形分析和預(yù)報(bào)涉及到變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理。但變形分析和預(yù)報(bào)的范疇更廣，屬于多學(xué)科的交叉。

(1) 變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的幾種典型方法

根據(jù)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制變形過程曲線是一種最簡(jiǎn)單而有效的數(shù)據(jù)處理方法，由過程曲線可作趨勢(shì)分析。如果將變形觀測(cè)數(shù)據(jù)與影響因子進(jìn)行多元回歸分析和逐步回歸計(jì)算，可得到變形與顯著性因子間的函數(shù)關(guān)系，除作物理解釋外，也可用于變形預(yù)報(bào)。多元回歸分析需要較長(zhǎng)的一致性好的多組時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

若僅對(duì)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)，可采用灰色系統(tǒng)理論或時(shí)間序列分析理論建模，前者可針對(duì)小數(shù)據(jù)量的時(shí)間序列，對(duì)原始數(shù)列采用累加生成法變?yōu)樯蓴?shù)列，因此有減弱隨機(jī)性、增加規(guī)律性的作用。如果對(duì)一個(gè)變形觀測(cè)量(如位移)的時(shí)間序列，通過建立一階或二階灰微分方程提取變形的趨勢(shì)項(xiàng)，然后再采用時(shí)序分析中的自回歸滑動(dòng)平均模型ARMA，這種組合建模的方法，可分性好且具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：將非平穩(wěn)相關(guān)時(shí)序轉(zhuǎn)化為獨(dú)立的平衡時(shí)序；具有同時(shí)進(jìn)行平滑、濾波和推估的作用；模型參數(shù)聚集了系統(tǒng)輸出的特征和狀態(tài)；這種組合模型是基于輸出的等價(jià)系統(tǒng)的理想動(dòng)態(tài)模型。

把變形體視為一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，將一組觀測(cè)值作為系統(tǒng)的輸出，可以用卡爾曼濾波模型來描述系統(tǒng)的狀態(tài)。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)由狀態(tài)方程和觀測(cè)方程描述，以監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置、速率和加速率參數(shù)為狀態(tài)向量，可構(gòu)造一個(gè)典型的運(yùn)動(dòng)模型。狀態(tài)方程中要加進(jìn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)噪聲?？柭鼮V波的優(yōu)點(diǎn)是勿需保留用過的觀測(cè)值序列，按照一套遞推算法，把參數(shù)估計(jì)和預(yù)報(bào)有機(jī)地結(jié)合起來。除觀測(cè)值的隨機(jī)模型外，動(dòng)態(tài)噪聲向量的協(xié)方差陣估計(jì)和初始周期狀態(tài)向量及其協(xié)方差陣的確定值得注意。采用自適應(yīng)卡爾曼濾波可較好地解決動(dòng)態(tài)噪聲協(xié)方差的實(shí)時(shí)估計(jì)問題?？柭鼮V波特別適合滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理；也可用于靜態(tài)點(diǎn)場(chǎng)、似靜態(tài)點(diǎn)場(chǎng)在周期的觀測(cè)中顯著性變化點(diǎn)的檢驗(yàn)識(shí)別。

對(duì)于具有周期性變化的變形觀測(cè)時(shí)間序列，通過Fourier變換，可將時(shí)域內(nèi)的信息轉(zhuǎn)變到頻域內(nèi)分析，例如大壩的水平位移、橋梁的垂直位移都具有明顯的周期性。在某一觀測(cè)時(shí)刻的觀測(cè)值數(shù)字信號(hào)可表示為許多個(gè)不同頻率的諧波分量之和，通過計(jì)算各諧波頻率的振幅，最大振幅以及所對(duì)應(yīng)的主頻率等，可揭示變形的周期變化規(guī)律。若將變形體視為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，變形視為輸出，各種影響因子視為輸入，并假設(shè)系統(tǒng)是線性的，輸入輸出信號(hào)是平穩(wěn)的，則通過頻譜分析中的相干函數(shù)、頻響函數(shù)和響應(yīng)譜函數(shù)估計(jì)，可以分析輸入輸出信號(hào)之間的相干性，輸入對(duì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)(即影響變形的主要因素及其頻譜特性)。

(2) 變形的幾何分析與物理解釋

傳統(tǒng)的方法將變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理分為變形的幾何分析和物理解釋。幾何分析在于描述變形的空間及時(shí)間特性，主要包括模型初步鑒別、模型參數(shù)估計(jì)和模擬統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)及最佳模型選取3個(gè)步驟。變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的參考網(wǎng)、相對(duì)網(wǎng)在周期觀測(cè)下，參考點(diǎn)的穩(wěn)定性檢驗(yàn)和目標(biāo)點(diǎn)和位移值計(jì)算是建立變形模型的基礎(chǔ)。變形模型既可根據(jù)變形體的物理力學(xué)性質(zhì)和地質(zhì)信息選取，也可根據(jù)點(diǎn)場(chǎng)的位移矢量和變形過程曲線選取。此外，前述的時(shí)間序列分析，灰色理論建模、卡爾曼濾波以及時(shí)間序列頻域法分析中的主頻率和振幅計(jì)算等也可看作變形的幾何分析。

變形的物理解釋在于確定變形與引起變形的原因之間的關(guān)系，通常采用統(tǒng)計(jì)分析法和確定函數(shù)法。統(tǒng)計(jì)分析法包括多元回歸分析、灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)度分析以及時(shí)間序列頻域法分析中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析等。統(tǒng)計(jì)分析法以實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ)，觀測(cè)資料愈豐富、質(zhì)量愈高，其結(jié)果愈可靠，且具有“后驗(yàn)”性質(zhì)，它與變形的幾何分析具有密切的關(guān)系，是測(cè)量工作者最熟悉和樂于采用的方法。確定函數(shù)法是根據(jù)變形體的物理力學(xué)參數(shù)，建立力(荷載)和變形之間的函數(shù)關(guān)系如位移場(chǎng)的微分方程，在邊界條件已知時(shí)，采用有限元法解微分方程，可得到變形體有限元結(jié)點(diǎn)上的變形。采用有限元法，可以計(jì)算混凝土大壩、礦山地表以及滑坡在外力(表面力和體力)作用下的位移值。這種方法不需要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)僅作檢驗(yàn)用)，具有“先驗(yàn)”性質(zhì)。只要有限元?jiǎng)澐值卯?dāng)，變形體的物理力學(xué)參數(shù)(如楊氏彈性模量，泊松比，內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力以及容重等)選取得較好，該法無疑是一種多快好省的方法，目前有許多有限元計(jì)算 軟件如COSMOS/M供用。但變形體的物理力學(xué)參數(shù)的確定和所建立的微分方程都帶有一定的假設(shè)，有時(shí)用有限元法計(jì)算的值與實(shí)測(cè)值有較大的差異，這就導(dǎo)致了將兩種方法相結(jié)合的綜合分析法，以及根據(jù)實(shí)測(cè)值按一定理論反求變形體物理力學(xué)參數(shù)的反演分析法，通過反演解算，重新用有限元法作修正計(jì)算。相對(duì)于有限元法，條分法用于邊坡穩(wěn)定性分析、計(jì)算和評(píng)價(jià)更為簡(jiǎn)單，其中薩爾碼(SARMA) 法應(yīng)用最普遍，根據(jù)力學(xué)模型、幾何條件和靜力平衡方程，對(duì)平衡條件作迭代計(jì)算，可定量的得到邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)——穩(wěn)定安全系統(tǒng)。一般要求對(duì)條分法和有限元法同時(shí)使用。上述方法對(duì)大多數(shù)測(cè)量工作者來說較為陌生，用確定函數(shù)法進(jìn)行地變形的物理解釋和預(yù)測(cè)屬于學(xué)科交叉領(lǐng)域，需要與地質(zhì)和工程 結(jié)構(gòu) 方面的人員合作。

(3) 變形分析與預(yù)報(bào)的系統(tǒng)論方法

用現(xiàn)代系統(tǒng)論為指導(dǎo)進(jìn)行變形分析與預(yù)報(bào)是目前研究的一個(gè)方向。變形體是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，它具有多層次高維的灰箱或黑箱式 結(jié)構(gòu) ，是非線性的，開放性(耗散)的，它還具有隨機(jī)性，這種隨機(jī)性除包括外界干擾的不確定性外，還表現(xiàn)在對(duì)初始狀態(tài)的敏感性和系統(tǒng)長(zhǎng)期行為的混沌性。此外，還具有自相似性、突變性、自組織性和動(dòng)態(tài)性等特征。

按系統(tǒng)論方法，對(duì)變形體系統(tǒng)一般采用輸入—輸出模型和動(dòng)力學(xué)方程兩種建模方法進(jìn)行研究，前者系針對(duì)黑箱或灰箱系統(tǒng)建模，前述的時(shí)序分析、卡爾曼濾波、灰色系統(tǒng)建模、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型乃至多元回歸分析法都可以視為輸入—輸出建模法。采用動(dòng)力學(xué)方程建模與變形物理解釋中的確定函數(shù)法相似，系根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的物理規(guī)律建立確定的微分方程來描述系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)演化。但對(duì)動(dòng)力學(xué)方程不是通過有限元法求解，而是在對(duì)系統(tǒng)受力和變形認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，用低階的簡(jiǎn)化的在數(shù)學(xué)上可解和可分析的模型來模擬變形過程，模型解算的結(jié)果基本符合客觀事實(shí)。例如用彈簧滑塊模型模擬地震過程的混沌狀態(tài)和高邊坡的粘滑過程，用單滑塊模型模擬大壩的變形過程，用尖點(diǎn)突變模型解釋大壩失穩(wěn)的機(jī)理。對(duì)動(dòng)力學(xué)方程的解的研究是系統(tǒng)論分析方法的核心，為此引入了許多與動(dòng)力系統(tǒng)有關(guān)的基本概念，這些概念與變形分析和預(yù)報(bào)密切相關(guān)，它們是：狀態(tài)空間或相空間(稱解空間)、相軌線、吸引子、相體積、李亞普諾夫指數(shù)和柯爾莫哥洛夫熵等。例如相軌線代表相點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的跡線，每一個(gè)相點(diǎn)代表狀態(tài)向量(變形、速率或影響因子)在某一時(shí)刻的解；吸引子代表系統(tǒng)的一種穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它可以是一個(gè)穩(wěn)定的相點(diǎn)位，環(huán)或環(huán)面，也可以是相空間的一個(gè)有限區(qū)域，對(duì)于局部不穩(wěn)定的非線性系統(tǒng)，將出現(xiàn)分?jǐn)?shù)維的奇怪吸引子，表示系統(tǒng)將出現(xiàn)混沌狀態(tài)。李亞普諾夫指數(shù)描述系統(tǒng)對(duì)于初始條件的敏感特征，根據(jù)其符號(hào)可以判斷吸引子的類型以及軌線是發(fā)散的還是吸引(收斂)的?？聽柲缏宸蜢貏t是系統(tǒng)不確定性的量度，由它可導(dǎo)出系統(tǒng)變形平均可預(yù)報(bào)的時(shí)間尺度。對(duì)變形觀測(cè)的時(shí)間序列(如位移量)進(jìn)行相空間重構(gòu)，并按一定的算法計(jì)算吸引子的關(guān)聯(lián)維數(shù)，柯爾莫哥洛夫熵和李亞普諾夫指數(shù)等，可在整體上定性地認(rèn)識(shí)變形的規(guī)律。另外，也可根據(jù)監(jiān)測(cè)資料，反演變形體系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)方程。

系統(tǒng)論方法還涉及變形體運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究，這種穩(wěn)定性在數(shù)學(xué)上可轉(zhuǎn)化為微分方程穩(wěn)定性的研究，主要采用李亞普諾夫提出的判別方法。

系統(tǒng)論方法涉及到許多非線性科學(xué)學(xué)科的知識(shí)，如系統(tǒng)論、控制論、信息論、突變論、協(xié)同論、分形、混沌理論、耗散 結(jié)構(gòu) 等。上述理論遠(yuǎn)不是工程測(cè)量工作者所能掌握的，將系統(tǒng)論方法與變形分析與預(yù)報(bào)相結(jié)合的研究只是初步的，希望有更多的青年學(xué)者加入到這一研究領(lǐng)域來。

工程測(cè)量學(xué)是各種大專院校測(cè)繪工程專業(yè)的一門重要必修課?！逗?jiǎn)明工程測(cè)量學(xué)》以作者多年從事工程測(cè)量學(xué)教學(xué)、科研和科技開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)和成果為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)明系統(tǒng)地講述工程測(cè)量學(xué)的理論技術(shù)和方法，涵蓋工程測(cè)量學(xué)的全部?jī)?nèi)容?！逗?jiǎn)明工程測(cè)量學(xué)》結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、敘述清楚、觀點(diǎn)正確、圖表豐富、聯(lián)系實(shí)際且簡(jiǎn)明易懂，每章給出重點(diǎn)、難點(diǎn)和思考題?！逗?jiǎn)明工程測(cè)量學(xué)》配有簡(jiǎn)明工程測(cè)量學(xué)習(xí)題集、課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，有益于該課程的規(guī)范化教學(xué)。

《簡(jiǎn)明工程測(cè)量學(xué)》共14章，包括工程測(cè)量學(xué)的理論、技術(shù)和方法，工程測(cè)量控制網(wǎng)，地形圖測(cè)繪和應(yīng)用，工程的施工放樣，工程的變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)，設(shè)備安裝測(cè)量和工業(yè)測(cè)量，以及建筑工程測(cè)量、線路工程測(cè)量、水利和港口工程測(cè)量、橋梁和隧道工程測(cè)量、城市地下管線探測(cè)和礦山測(cè)量等典型T程測(cè)量。最后對(duì)工程測(cè)量學(xué)的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展進(jìn)行系統(tǒng)性的歸納和總結(jié)。

影響及意義

工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容

（1）工程測(cè)量中的地形圖測(cè)繪

（1）工程控制網(wǎng)布設(shè)及優(yōu)化設(shè)計(jì)

（2）施工放樣技術(shù)和方法

（3）工程的變形檢測(cè)分析和預(yù)報(bào)

（4）工程測(cè)量的通用和專用儀器

工程測(cè)量學(xué)中的誤差及測(cè)量平差理論

1工程測(cè)量學(xué)是研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理階段所進(jìn)行的各種測(cè)量工作的學(xué)科。

2工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容劃分；

（1）按施工建設(shè)階段劃分：規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理三個(gè)階段

（2）按服務(wù)對(duì)象劃分：建設(shè)工程測(cè)量、水利工程測(cè)量、線路工程測(cè)量、橋隧工程測(cè)量、地下工程測(cè)量、海洋工程測(cè)量、軍事工程測(cè)量、三維工業(yè)測(cè)量、礦山測(cè)量、城市測(cè)量。

3工程測(cè)量設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)個(gè)階段的主要內(nèi)容

（1）規(guī)劃設(shè)計(jì)階段：主要是提供各種比例尺的地形圖，另外還要為工程地質(zhì)勘探、水文地質(zhì)勘探以及水文測(cè)驗(yàn)等進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于重要的工程或地質(zhì)條件不良的地區(qū)進(jìn)行建設(shè)，則還要對(duì)地層的穩(wěn)定性進(jìn)行觀測(cè)。

（2）建設(shè)施工階段：首先要定線放樣，作為實(shí)地修建的依據(jù)，定線放樣的基礎(chǔ)是建立不同形式的施工控制網(wǎng)。此外，還要進(jìn)行施工質(zhì)量控制，作為施工質(zhì)量的監(jiān)督，進(jìn)行工程質(zhì)量監(jiān)理。

（3）運(yùn)營(yíng)管理階段：主要是變形觀測(cè)，對(duì)于大型工業(yè)設(shè)備，還要經(jīng)常性的檢測(cè)和調(diào)校，以保證其按設(shè)計(jì)安全運(yùn)行。為了對(duì)工程進(jìn)行有效的管理維護(hù)，還應(yīng)建立工程信息系統(tǒng)。2100433B

第一章 緒論

1.1 工程測(cè)量學(xué)在測(cè)繪學(xué)中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域

1.2 工程測(cè)量學(xué)的內(nèi)容

1.3 工程測(cè)量學(xué)的結(jié)構(gòu)體系

1.4 工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r

1.5 工程測(cè)量學(xué)與相鄰課程的關(guān)系

第二章 工程建設(shè)中的測(cè)量工作與信息管理

2.1 工程勘測(cè)設(shè)計(jì)階段測(cè)量工作

2.2 工程施工建設(shè)階段的測(cè)量工作

2.3 工程運(yùn)營(yíng)管理階段的測(cè)量工作

2.4 工程建設(shè)中的測(cè)量信息管理

第三章 工程控制網(wǎng)布局的理論與方法

3.1 工程控制網(wǎng)的分類和作用

3.2 工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)和建立方法

3.3 工程控制網(wǎng)的質(zhì)量準(zhǔn)則

第四章 工程測(cè)量的儀器與方法

第五章 工程建設(shè)的地形圖與應(yīng)用

第六章 工程建筑的施工放樣

第七章 工程的變形監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理

第八章 工業(yè)設(shè)備的裝和檢校測(cè)量

第九章 線狀工程測(cè)量

第十章 橋梁工程測(cè)量

第十一章 水利工程測(cè)量

第十二章 工業(yè)與民用建筑測(cè)量

第十三章 地下工程測(cè)量2100433B