工程勘察测量(engineering investigation survey)

为工程建设提供地形图件或数据资料所进行的测绘工作。是工程勘察的组成部分。工程勘察测量是为设计部门进行工矿企业、水利、道路、城市等工程项目的规划和设计提供地形资料；为工矿企业的运营管理、老企业技术改造改扩建和安全生产提供现状图、竣工图，以及建(构)筑物变形观测资料；为施工建设的安全提供指导；为工程地质勘察、供水水文地质勘察等工作提供一定比例尺地形图、测定勘探点的平面位置和高程等。工程勘察测量是工程建设的先期工作，是测量与工程密切结合的一门学科，以控制测量学、地形测量学和摄影测量学的理论为基础，结合工程对测量的要求和设计程序，解决建设中的测量问题。

简史   古代埃及，由于尼罗河泛滥，泥砂淹没了土地界线，在重新测定土地界线时，人们就积累了测量经验。中国夏禹在黄河两岸治水用了简单的测量工具。公元前130年西汉初期有了地形图。1072～1074年，宋代沈括用水平尺、罗盘进行水坝的地形测量，并制作了表示地形的立体模型。17世纪初，各国的测绘科学开始逐步发展，望远镜被普遍用于各种测量仪器。1617年三角测量方法开始应用，1668年放大40倍的望远镜出现，使测量工作方便，并提高了成果精度。1794年，德国数学家卡•费•高斯(K.F.Gauss)提出了最小二乘法理论，以后又提出了横柱投影学说，经后人改进，至今仍在测量成果处理、质量估计和平面控制坐标系统上应用。1849年，法国劳塞达(Laussedat)致力于将摄影技术用于测绘事业，这是摄影测量的开端。到1899年，摄影测量的理论研究得到发展。1901年，德国普夫锐士(Pulfrich)制成立体坐标量测仪。1903年发明了飞机，产生了航空摄影测量。1909年，德国欧瑞(Orel)发明了自动立体测图仪。第一次世界大战后，美国、英国、德国和苏联等国进行航空摄影测量，航测得到了发展。1948年，由瑞典物理学家研制成以可见光为发射光源的第一台光波精密测距仪。1957年，全电子的微波测距仪在南非应用。到60年代，电磁波测距仪、电子计算机和空间技术的应用，使距离测量、控制网方案和平差计算发生了变革。1957年，美国海拉瓦(U.V.Helava)提出了一种解析测图仪的设计原理，60年代初第一台解析测图仪研制成功，这时由于各种精密测图仪大量出现，摄影测量被广泛应用于国民经济建设和各种大比例尺地形测量。70年代，由于航天技术和电子计算机的广泛应用，摄影测量发展到用于古文物的保护修复、环境监测、变形观测等非地形测量领域。80年代初，联邦德国、美国、瑞士、法国和意大利等国家发展了正射影像图、解析测图、计算机辅助制图和自动化测图。80年代末，美国的卫星全球定位开始在民用测量工作中应用。

中国的工程勘察测量工作，在20世纪50年代以前，厂矿企业工程建设中没有专门的测量机构，这项工作一般由土木工程师来担任。采用游标经纬仪、水准仪和尺子做控制，以小平板仪配合照准器和尺子测量地形图。50年代初开始，逐步配备了光学精密经纬仪和水准仪，手摇机械计算机和大平板仪。50年代末至60年代初，冶金工程勘察单位创造了快速测图法(直读高程尺的创造，并配合大平板仪测图)，进行了地面摄影测绘大比例尺地形图的试验和生产，以及利用航空底片放大成大比例尺地形图的试验，并参加了光速测距仪的研制工作。60年代，中国一些工程勘察单位开始采用电磁波测距仪和航测成大比例尺地形图。70年代末，航测成大比例尺地形图得到发展，并采用了中国产的变频式光速测距仪和晶体管计算机，改变了单一的人工测图和钢尺量距，计算工具也得到改进。进入80年代以来，广泛采用了计算器、短程电磁波测距仪和电子计算机，控制测量方法得到发展，除传统的三角网测量外，采用边角网、三边网和导线网等；山区、丘陵地区发展了测距高程导线代替水准测量，控制测量向建立三维控制测量发展，计算工作简捷，提高了工效。精密立体测图仪和解析测图仪的使用，提高了航测大比例尺成图的精度，也为近景摄影测量制图提供了条件。由于电子技术和计算机的开发应用，工程勘察单位采用野外电子记录手簿，逐步开展电子计算机辅助成图和地形图数据库，并在工程勘察测量中应用全球定位系统(GPS)。冶金勘察测量，1991年在武汉钢铁公司第三炼钢厂应用GPS建立控制网，1992年建立宝山钢铁总厂现状图数字化成图和总图数据库计算机系统。

工作程序   有地形图测量工作程序和非地形图测量工作程序。两者工作内容各有特点，但基本原理和方法有很多共同点，仅某些工作阶段的作业内容不同。工程勘察测量工序流程见图。

在工程勘察测量中所获得的数据，均需进行归纳整理、检验、分类、计算变换，提出工程所需的数据、表册和图形，此工作统称为测绘数据处理，是工程勘察测量中的一道重要工作。而在地形测量中，测绘的底图需要进行清绘、描绘和刻绘，然后晒图或胶印制成复制品，以及把已有的地形图通过缩放编制成另一比例尺的地形图，这些工作统称为地形图绘制。在每项测量工程的外内业完成后，都要编写工程勘察测量技术报告书，对工程的技术工作情况、工程质量检验情况进行说明，以便用户正确使用资料。

内容   冶金工程勘察测量主要是工程设计阶段测量，也包括施工建设阶段测量和运营管理阶段测量。

工程设计阶段测量   主要是为选择厂址、厂矿外部道路和管线、初步设计和施工图设计提供大比例尺地形图、建筑区现状图，以及线路测量和勘探、试验点测量等测绘成果资料。对测区的范围、测图比例尺、精度、内容、图幅和绘示等，需根据设计的具体要求合理确定。成果质量和地形取舍，一般满足现行规范相应比例尺图的规定；如设计提出特殊要求，则要相应地变更。工程设计测量一般遵循从整体到局部的原则，先做控制后测图或非地形测量。其内容包括：(1)控制测量。分平面控制测量和高程控制测量。根据不同需要选用适当的布网方法和相应的要求精度。(2)地形测量。在基本控制网的基础上进行加密和布设测图用的图根点，并以图根点为依据，将地面上局部区域的地物地貌按一定比例尺和按地形图图式测绘到图纸上。测图方法有地面人工测图和摄影澳4量成图两类。(3)建筑区现状图测量。为设计提供厂矿现状图，对建构筑物位置需要测定细部点的解析坐标和水准高程。(4)线路测量。主要是厂矿外部专用铁路、公路、上下水道、工业管线、输电和电信线路以及架空索道等测量。一般分为选线和定测两个阶段。(5)勘探、试验点的测定。将点标定到地面上并测定该点的平面坐标和高程，其平面和高程系统通常与设计用图保持一致。施测精度一般不低于地质图比例尺的地形图地物点施测精度，对贯通、竖井、重要厂房高层建筑和井巷、隧道等贯通的勘探点，其放点和实测精度通常按细部点测量的精度要求。

施工建设阶段测量   主要是为建(构)筑物施工过程中指导施工和安全保证提供依据。测量的内容和精度，根据施工具体要求而定。施工建设测量也是先做控制，以控制点为依据，进行建(构)筑物放样，按施工进度定时地对建(构)筑物的偏离量和沉降(包括回弹)量进行监测。将观测的最终成果，及时提供有关单位用来指导施工和完善设计工作。

运营管理阶段测量   主要是为总图管理提供的厂区现状图、竣工图、专业管线图和制作厂区大幅图，为安全生产和维修而对建(构)筑物、岩体滑动和边坡、尾矿坝等的变形进行观测工作。目的是为了满足工矿企业的运营和扩建中各种用途的要求。其内容包括：(1)工业建筑区现状图测量。测量厂区现有的地上地形、地物和地下管线，绘制成现状图和专业管线图，并编制细部点坐标、高程成果表。为了观测通视和便于保存，有时把部分平面控制点设在坚固的建筑物顶上，水准点设在墙上。(2)变形观测。测量地面点和建(构)筑物的垂直和水平位置在一定时间内的变化量。观测数据经过计算分析后，得出变形量、变形规律和预报变形趋势。

展望   随着电子技术、计算机技术和空间技术的发展，将不断促进工程勘察测量仪器和测量方法的变革以及产品的更新。主要表现在：(1)数字化地形图和计算机辅助制图由于存储和使用方便，易于管理和更新，以及成图效率高、质量好，已成为当代测绘技术发展的必然趋势。(2)应用GPS进行工程勘察测量，不必考虑地面测站间的通视，能全天候观测且工效高，可以提供观测点的单点定位结果和大地坐标以及点间斜距。推广应用GPS将对控制测量和变形观测技术产生深刻变化，对摄影测量工作和监测工作也会产生变化。(3)测量仪器向自动化、智能化和多功能发展，为测量工作提供自动寻标全站仪、变形观测专用设备和自动监测系统，以及多功能高精度型测距仪等，可以提高工作效率、成果精度和保证资料完整性，并减轻劳动强度。(4)由于电子计算机和应用数学的发展和应用，最小二乘法得到发展，各种数据处理模型和假设检验模型不断建立，将使计算方法不断完善和测量成果可信度进一步提高。