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工程测量学
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工程测量学
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研究工程建设在设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、技术和方法的学科。又称实用测量学或应用测量学。它是测绘学在国民经济和国防建设中的直接应用。
简史古代为了战胜洪水、兴修水利，就曾进行过工程测量工作。例如，中国汉代司马迁的《史记》就有关于夏禹治水(公元前21世纪)时的勘测情况的记载。北宋时沈括(1031～1095)为了治理汴渠，进行了由京师至泗州八百四十里的高差测量，求得“京师之地比泗州凡高十九丈四尺八寸六分”。及至近代，初期所进行的工程测量工作，也大量的是为工程规划设计提供地形资料，这就是“工程勘测”的内容。20世纪以后，相继出现了水利枢纽、钢铁联合企业、城市地下铁道等大型工程，其总体布置和工程结构都很复杂，施工场地也大。为了确保竣工后的工程质量，对于各个主轴线和细部结构的放样都提出了严格的要求。为此，人们致力于定线放样的方法及其精度分析的研究，形成了施工测量的内容。50年代以后，出现了高能粒子加速器和射电望远镜，以及各种大范围自动生产线等建设工程。这些工程定位放样的精度要求很高，必须采用特制的仪器设备和拟订专门的测量方法，这就是高精度工程测量。在施工测量发展的同时，由于设计、施工和管理的需要，监视工程建筑物空间位置随时间变化的测量工作（即变形观测）也发展起来。这样就形成了当代工程测量学的全部内容。
内容工程测量学所研究的内容，按工程测量所服务的工程种类，分为建筑工程测量、线路测量（如铁路测量、公路测量、输电线路测量和输油管道测量等）、桥梁测量、隧道测量、矿山测量、城市测量和水利工程测量等。按工程建设进行的程序，又可分为规划设计阶段的测量，施工兴建阶段的测量，和竣工后的运营管理阶段的测量，每个阶段测量工作的重点和要求各不相同。
规划设计阶段的测量主要是提供地形资料和配合地质勘探、水文测验进行测量。取得地形资料的方法有人工测图和航空摄影测量两大类。人工测图是根据“由整体到局部”的原则，先在测区内建立平面控制网和高程控制网，再依据控制点对地物、地貌的特征点进行逐点测绘。它主要用于小范围的大比例尺成图。航空摄影测量是对地面进行空中摄影，取得像片信息，再据以测绘地形图。其应用范围日益广泛。由于测量仪器和计算机辅助地图制图系统的发展，可应用多功能的电子速测仪，迅速地取得地物、地貌特征点的三维坐标数据，将其输入制图系统自动绘图，使人工逐点测绘的方法日趋自动化。另外，利用惯性元件（陀螺仪、加速度计）测量运载工具的加速度,自动获取其瞬时的坐标与高程,以得出地面形态数字资料的惯性测量系统，也在研究应用。
施工兴建阶段的测量主要任务是按照设计要求，在实地准确地标定出建筑物各部分的平面和高程位置，作为施工和安装的依据。一般先建立施工控制网，定出主轴线，然后根据现场情况，分别采用坐标法、交会法以及准直的方法对各个细部的平面位置进行放样，用水准测量或其他方法测设高程。应用激光技术建立可见的方向线或平面，使定线放样工作大为方便。还可用光电池将光能转变为电能，驱动控制设备，实现自动化定位。例如，在采用联合掘进机或盾构（一种施工机具）开挖地下坑道时，就已采用这种自动化的设备导向。应用陀螺经纬仪在地下坑道中测定真方位角，为定向测量和控制地下导线测角误差的累积创造了条件，有利于提高相向开挖坑道的贯通精度。
运营管理阶段的测量工程竣工后，为监视工程的状况，保证安全，需进行周期性的重复观测，即变形观测。有时在施工阶段就已进行这种观测。它的基本内容是观测垂直位移和水平位移，并对观测的成果进行整理和分析。这项测量工作的特点是精度要求高，速度要求快；为此除使用光学的和机械的测量方法（如精密水准测量、视准线法和引张线法）外，还可应用各种类型的传感器，将观测点的空间位移转变成电信号输出，自动地进行连续观测，以提高工效。根据多次观测结果，进行统计分析，可以对设计和施工质量作出鉴定，借以改进设计理论和施工方法;还可以判断建筑的物稳定性,预计将来的变形，为经营管理（或施工）提出建议。
与其他学科的关系工程测量学与测绘学的各分支学科关系密切。当为大规模工程建设的规划设计进行勘测时，要建立较大面积的平面控制网和高程控制网，就涉及到大地测量学的内容；为经济合理地提供各种比例尺的地形图，就涉及到航空摄影测量和地图制图学；为适应定线放样和变形观测的需要，不但要研制一些专用的仪器，有时还涉及到近景摄影测量的内容。此外，为了使测量工作更好的符合工程建设的要求，在采用仪器和方法时，还应具备有关的工程知识。
工程测量学是为工程建设服务的。工程技术的改进和发展，随时都对测量工作提出新的要求。例如，结构设计理论的改进，需要在施工过程中及时对结构物进行现状观测,求算其实际位置；土方工程的机械化施工,混凝土工程的滑模施工，需要快速的定线放样；为适应近代科学实验设备和工业自动生产线的安装和运营，则需进行高精度的定线放样和变形观测。同时，其他科学技术的新成就，也都对工程测量学本身的发展起着促进作用。例如，利用激光特有的性能，可进行地下坑道开挖的指向或导向。可以建立方向线，作为变形观测和设备安装的依据，提高了测量的精度和速度。电磁波测距仪的应用，解决了控制测量中量距的困难，使选点布网更为自由和方便，扩大了导线测量的适用范围。应用电子计算机，可快速解算复杂的课题，使测量平差计算和精度分析所用的理论日益严密，提高了数据成果的正确性和可靠性；还可以对测量工作进行最优化设计。
参考书目
李青岳主编:《工程测量学》,测绘出版社,北京,1984。
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