淺談我國(guó)測(cè)量工程的歷史、發(fā)展、現(xiàn)狀、任務(wù)和未來(lái)預(yù)測(cè)

朱兆陽(yáng)等

摘 要：工程測(cè)量學(xué)科是一門應(yīng)用范圍廣闊而古老的實(shí)用學(xué)科，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究方面對(duì)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著越來(lái)越顯著地作用。由“3S”技術(shù)支撐的測(cè)量科學(xué)正步入數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化的新階段。

關(guān)鍵字：工程測(cè)量；發(fā)展；技術(shù)；未來(lái)；管理工程測(cè)量同其他測(cè)量一樣，是測(cè)繪科學(xué)的一個(gè)分支，基本建設(shè)工程從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、竣工直至運(yùn)行管理，步步離不開工程測(cè)量，有“施工的靈魂”的稱號(hào)，在工程建設(shè)中起著“眼睛”、“尖兵”的作用。

1 工程測(cè)量的歷史

工程測(cè)量在我國(guó)有著深遠(yuǎn)的歷史：定向工具“司南”、《地形圖》、以及“大清一統(tǒng)輿圖”無(wú)不訴說(shuō)著我國(guó)測(cè)量學(xué)的久遠(yuǎn)。

我國(guó)測(cè)繪事業(yè)自1949年進(jìn)入迅速發(fā)展的時(shí)期。1956年建立了國(guó)家測(cè)繪總局，建立了全國(guó)統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，建立了全國(guó)范圍內(nèi)的大地控制網(wǎng)，測(cè)繪了全國(guó)基本圖和不同比例的大量地形圖。隨著大規(guī)模的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防、軍事工業(yè)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快以及近幾年提出的新農(nóng)村建設(shè)，各種大、高、重、深的建設(shè)工程不斷增多，測(cè)量難度不斷增大，向工程測(cè)量提出新的挑戰(zhàn)，無(wú)疑也推進(jìn)了工程技術(shù)和科學(xué)的迅猛發(fā)展。測(cè)量過(guò)程細(xì)致的分類為：鋼卷尺---經(jīng)緯儀---全站儀---測(cè)量機(jī)器人---三維激光掃描儀。

2 工程測(cè)量的發(fā)展

工程測(cè)量領(lǐng)域正逐漸從陸地轉(zhuǎn)到海洋空間，從地球表面延伸到地下、水域和宇宙，如核電站、摩天大樓、南北極站、太空站、海底隧道、跨海大橋、大型正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。服務(wù)范圍已經(jīng)擴(kuò)大到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)與地理信息有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。隨著傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)向數(shù)字化測(cè)量工程的轉(zhuǎn)變，21世紀(jì)我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展的方向和趨勢(shì)是：“3S”技術(shù)支撐的測(cè)量技術(shù)在信息采集、數(shù)據(jù)處理和成果應(yīng)用等方面正步入數(shù)字化、可視化的新階段。測(cè)量學(xué)已成為研究對(duì)地球和其他實(shí)體的與空間分布有關(guān)的信息進(jìn)行采集測(cè)量、分析、顯示、管理和利用的一門科學(xué)技術(shù)?，F(xiàn)在測(cè)量學(xué)正向著近幾年興起的新學(xué)科---地球空間信息學(xué)（Geo-Spatial Information Science，簡(jiǎn)稱Geomatics）跨越和融合。

3 工程測(cè)量的現(xiàn)狀

近幾年，引進(jìn)新技術(shù)起作用較大，紅外測(cè)距儀和電算應(yīng)該說(shuō)收到了很好的效果，改變了幾十年來(lái)使用鋼尺量距和對(duì)函數(shù)表的落后面貌。其他如空間技術(shù)的應(yīng)用、控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、以及電算在非數(shù)值方面的應(yīng)用也取得突破。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，測(cè)量學(xué)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，所涉及的內(nèi)容派生出許多學(xué)科：大地測(cè)量學(xué)、地形測(cè)量學(xué)、攝影測(cè)量學(xué)、海洋測(cè)量學(xué)、礦山測(cè)量學(xué)、工程測(cè)量學(xué)和地圖學(xué)。實(shí)際生活中工程測(cè)量學(xué)也發(fā)揮著不可或缺的作用，如98抗洪、三峽庫(kù)區(qū)滑坡監(jiān)測(cè)、TCA2003測(cè)量塔柱動(dòng)態(tài)變形、GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、橋梁監(jiān)測(cè)、道路施工和露天煤礦的挖掘監(jiān)測(cè)、體育競(jìng)賽測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、高精度工業(yè)測(cè)量、隧道開挖的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)及斷面測(cè)量、遙感圖像處理、GIS建庫(kù)、三維景觀數(shù)據(jù)的快速測(cè)量、特種測(cè)量及軍事應(yīng)用?？梢钥闯龉こ虦y(cè)量已經(jīng)影響到人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面，正以它獨(dú)特的方式提升著人們的生活質(zhì)量。

對(duì)于近幾年興起的比較前沿有較大的發(fā)展?jié)摿Φ挠幸韵聨讉€(gè)技術(shù)：1、RS 用傳感器采集目標(biāo)物的電磁波信息，經(jīng)處理、分析后識(shí)別目標(biāo)物，揭示幾何、物理性質(zhì)的相互聯(lián)系及其變化規(guī)律。2、GIS 在計(jì)算機(jī)軟件和硬件系統(tǒng)支持下，把各種地理信息按照空間分布及屬性以一定的格式檢索、存儲(chǔ)、輸入、更新、顯示、制圖和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。3、Digital Cartography利用計(jì)算機(jī)輸入、輸出等設(shè)備，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和圖形數(shù)字處理方法，實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的獲取、處理、顯示、存儲(chǔ)和輸出。4、最近特別突出的結(jié)合技術(shù)是Integration of GPS， RS and GIS technology， 集成的3S技術(shù)包含：用于快速提供目標(biāo)位置的GPS，用于快速實(shí)時(shí)提供大面積的物體和環(huán)境的信息5、衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)（Satellite Gravimetry）通過(guò)對(duì)觀察對(duì)象的軌道運(yùn)動(dòng)拍攝和參數(shù)變化的分析，了解研究地球的重力場(chǎng)的精細(xì)結(jié)構(gòu)6、最具潛力與發(fā)展空間的Virtual Reality Technology主要由計(jì)算機(jī)組成的高級(jí)人機(jī)交互系統(tǒng)，創(chuàng)造一個(gè)以視覺感受為主，包含聽覺、嗅覺、觸覺的可以讓人感知虛擬的環(huán)境。很有可能隨著它的發(fā)展和成熟應(yīng)用到心理治療等方面。從這些高新的測(cè)量技術(shù)中發(fā)現(xiàn)測(cè)量發(fā)展是一門與前沿科學(xué)技術(shù)聯(lián)系緊密的科學(xué)，它的發(fā)展必然帶來(lái)人們的生活水平的提升

4 工程測(cè)量的未來(lái)任務(wù)

對(duì)于未來(lái)工程測(cè)量，參照國(guó)外的發(fā)展情況我們應(yīng)該做好：（1）、工程測(cè)量技術(shù)和手段更新?lián)Q代：把新技術(shù)理論與本學(xué)科有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。充分利用遙感、航空攝影、衛(wèi)星像片等信息把傳統(tǒng)的測(cè)距、測(cè)高、測(cè)圖、內(nèi)業(yè)計(jì)算、繁雜工序的繪圖，朝著內(nèi)外業(yè)結(jié)合、自動(dòng)化發(fā)展。（2）重視軟技術(shù)，加速管理科學(xué)現(xiàn)代化，提高綜合效益：大地、航測(cè)、制圖、服務(wù)階段有規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工安裝、運(yùn)行管理，所以科學(xué)管理至關(guān)重要。微電腦輔助管理是現(xiàn)代化管理的必經(jīng)之路，分工管理才能有物質(zhì)生產(chǎn)變?yōu)樾畔⑸a(chǎn)，才能管理創(chuàng)造生產(chǎn)力。（3）工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化改革成必然：要將技術(shù)規(guī)范結(jié)合國(guó)情特色，創(chuàng)造性的執(zhí)行。同時(shí)建立健全制度，保證工程測(cè)量的精度和可靠性。（4）研究相關(guān)科學(xué)，擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域：將來(lái)的工程測(cè)量不單是直接服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的學(xué)科，必將為城市管理（公安、消防、文衛(wèi)、稅務(wù)等）、縣鎮(zhèn)村的規(guī)劃建設(shè)擴(kuò)大服務(wù)。

5 工程測(cè)量的未來(lái)預(yù)測(cè)

我們可以預(yù)測(cè)工程測(cè)量將在下列方面迅猛的發(fā)展： 1、在人工智能（機(jī)器人的應(yīng)用）方面將進(jìn)一步拓展 2、在大型工程的建設(shè)和新建的大型項(xiàng)目中必將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)。3、工程測(cè)量也必將拓展到人體科學(xué)監(jiān)測(cè)，比如身體各個(gè)器官，各個(gè)部位的圍觀測(cè)量和顯微影像觀察。4、光、機(jī)、電測(cè)量方法、光機(jī)電傳感器測(cè)量方法必將在未來(lái)的科學(xué)測(cè)量中廣泛應(yīng)用、普及5、“3S”技術(shù)（GPS、RS、GIS）也必將與實(shí)際的工程項(xiàng)目結(jié)合實(shí)用。6. 質(zhì)量控制、幾何重構(gòu)、設(shè)備的3維測(cè)量以及大型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑必將是工程測(cè)量學(xué)發(fā)展的一個(gè)明顯特點(diǎn)。 7、處理數(shù)據(jù)中建立、辨識(shí)和數(shù)分析學(xué)物理模型也必將成為工程測(cè)量學(xué)高等專業(yè)教育的重要組成部分。

工程測(cè)量技術(shù)迅猛發(fā)展，一方面、隨著人類文明的發(fā)展，對(duì)工程測(cè)量提出了更高的要求，進(jìn)而使工程測(cè)量的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大；另一方面，新的科技為其提供了新的手段和源源不斷的動(dòng)力。工程測(cè)量影響著人們的生活品質(zhì)，為人們的生活水平的提高起著不可或缺的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊正祿，李廣元，潘國(guó)榮，靳豐祥，張賢洲，劉元慶，潘建平《工程測(cè)量學(xué)》武漢大學(xué)出版社

[2]楊正堯《測(cè)量學(xué)》化學(xué)工業(yè)出版社、

[3]寧津生，陳俊勇《測(cè)量學(xué)概論》武大出版社

[4]測(cè)繪學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告 測(cè)繪出版社