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、方法和技術的總稱。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節，而傳統的斷面測繪作業方式，具有外業測量程序復雜、定位的精度較低，內業的數據處理工作任務量龐大、效率也很低，歸其主要問題是傳統的測繪方法和對其進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，必須結合先進的測量儀器對測量的方式進行改進，來提高繪圖和數據分析的效率。
1 隧洞橫斷面的特點和測量的困難
隧洞斷面主要有兩大特點，其一是形狀的多元化，第二是面積比較大。隧洞的這些特點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緯儀的測量方法不能對某些疏導洞的斷面進行測繪。隨著科學技術的發展，電子測量儀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內部作業仍然使用手工方法對斷面進行繪制；②棱鏡的放置位置不會在同一個斷面，導致產生較大的誤差；③棱鏡的放置位置不易選取，尤其是面積比較大的隧洞，經常借助吊車等機械設備。
2 GPS布設隧洞工程控制網
隧洞工程控制網的建立與其它工程的基本類似，通常設為獨立網形式。主要依據是隧洞的環境/地形條件、自身的長度、現有的儀器設備以及規定的貫通誤差等。
通過 GPS 定位技術建設隧洞的平面控制網具有很多優勢：①建立網的效率比較高，與三角網相比，觀測工作可提高5~10 倍；②GPS 網 對圖形夾角或條件要求較低，選布點間距和點位較為隨意，僅僅在隧洞口處布設可以互相通視的控制點即可；③計算、檢查的工作量比三角網降低很多，并且極易符合規范的要求；④不管隧洞長短，均可應用，適用的范圍較廣。
3 隧洞斷面測量改進方法的研究
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激光的方式進行，采用坐標系進行定位，X 軸是隧洞的洞室軸線，原點是洞室軸線的起始點。
3.1.2 繪制斷面圖
在對實地的數據進行測量后，將全站儀連接在計算機上，打開全站儀辦公軟件，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值很相似時候，應依照樁號把每個斷面的 Y值的固定系數進行遞增產生斷面間距，但是應該保持同一斷面不同點 Y值所加的數值相同，避免在自動繪制斷面圖時出現重疊的現象（見圖 1）。
3.1.3 該方法的優點
綜合來看，上述方法是一種可行使用、作業效率高的隧洞斷面測繪的方法。
其優勢具體表現為：①利用Auto CAD 進行自動繪制斷面圖，解決了手工繪圖的麻煩，降低了內業工作任務；②提高了外業作業時的定位準確度，應用先進的電子設備，使測量程序簡單化，通常只需 2名外業測量工作人員；③所測數據具有較好的直觀性，不用進行復雜的轉化，也簡化了計算的過程。對該方法在實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 斷面儀是電子測量儀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，能夠隨時改變測量的密度。
3.2.2 AMT.3000 的作業方式
主要分為以下三步：
（1）定 位，即選取斷面儀的安置地點。一般情形下，將斷面儀安裝在已知地點，并在該地點放置好棱鏡，測量三維坐標，數據將自動計入內存。
（2）啟動斷面儀。安置好斷面儀后，依照菜單的提示進行操作，將斷面儀啟動后便會進行自動測量工作。其外業工作是通過 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 軟件對所有數據進行分析，通常采用交互式、人機對話和自動分析三種方式。在此基礎上，計算機系統將自動繪制斷面圖[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進行測量的站點應該架設在隧洞的中線上，而在輸入坐標時，高程值輸入的是測站位置到設計斷面高的相對值；②進行踩點時，應該在隧洞前進方向上、左邊底端能測到的第一個點，順序性的向上進行，需要記錄每點的編碼 n（即斷面的序號），最大程度地密集測量，天頂距點的編碼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可測量點一次向下進行測量，最后一點是右邊最底端可以看見的一點，到此結束全斷面的采點。
3.3.2 內業數據的處理
（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的順序是否有誤。其基本步驟是：在進行點擊菜單“工程應用”-“生成里程文件”-“由坐標文件生成”操作后，電腦會彈出查找數據文件的對話框，查找并點擊導入的文件，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選取已經存在的設計線，前者實現比較困難，后者比較實用。其基本步驟是：點擊“工程應用”-“隧道斷面土方計算”-“繪斷面圖”,在出現的對話框里選擇“選擇里程文件”里剛剛導入的數據文件即可[3].
3.4利用圖像處理實現隧洞斷面測量
3.4.1 基本思想
要對隧洞斷面進行測量和計算，就必須把隧洞斷面邊緣信息導入相關的系統中。而在真實的項目施工中，隧洞斷面很大區域的光線較弱，而且邊緣特征不顯著。此時，通過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施檢測。
在圖像進行邊緣檢測后，把它進行細化處理，并進行曲線擬合，生成可以對面積進行計算的環狀的有向離散點陣。此處，將簡要介紹對環狀細化圖形進行擬合的方法。首先，上述的點陣應該有與之對應的邏輯中點，以此點為界，把屏幕分成12 個 部分，把各個部分的數據點都設置成水平方向，對其進行曲線擬合，再把擬合結果調至原先的方向，則生成由離散點陣構成的有向環。
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針的排列，并把縱坐標軸作為角分線，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
之后再對其進行曲線擬合并把結果還原。
3.4.2 實現步驟
在該方法中，隧洞斷面的測量系統是利用 Visual Basic 語言進行編寫的，而計算系統是通過 Fortran 和Visual C++語言編程的，測量數據的傳輸是由動態鏈接庫進行的。其基本步驟主要有以下幾步：①通過相機進行圖像的輸入；②把圖像導入圖像處理系統，并明確坐標點和比例尺；③對圖像進行的面積進行處理和曲線擬合；④導入斷面的大小，明確標準高程值，計算斷面面積值；⑤把曲線離散轉變成逆向離散數據點陣；⑥計算所有斷面，并把結果儲存到磁盤文件；⑦以表格或圖形方式輸出數據結果。
3.4.3 實例介紹
通過上述方法對某隧洞進行的實地測量，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。可以看出，經過隧洞斷面測量系統處理后的結果是能夠滿足工程施工所要求精度的。
4 結語
先進的科學技術帶動了測繪工程的發展，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，在測量過程中要選擇合理有效的方法，并結合使用，必將發揮更大的作用。
參考文獻
[1]彭 勇剛，曹必正。工 程隧洞斷面測繪的一種改進方法 [J]. 西 北水電，2006,02:12~13.
[2]郝 亞東，李智祥，郭朝亮。利 用 AMT.3000 斷 面儀進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].河北建筑工程學院學報，2006,01:78~79.
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