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中图分类号：U412.36+6文献标识码：A
随着我国改革开放的不断深入，我国经济和科技都得到很快的发展，尤其是近年来，政府不断加快城市化进程，使得相关部门不得不尽快完善城市交通建设，以便人们生活能便利出行。科技水平的提升为公路勘察工作提供保障。数字化测绘技术在高速公路勘察设计中得到很好的应用，其能提升勘察结果数据的高精准度，并且信息数据十分详细，极大地提升了高速公路勘察工作的效率和质量。因此，数字化测绘技术在高速公路勘察设计中的应用具有重要的作用和意义。
1高速公路勘察设计中主要的工程测量工作
高速公路勘察设计施工工程测量工作的重要组成部分，在工程施工前必须要进行勘察工作，为公路路线的合理规划提供精准的数据信息，并且能根据信息资源绘制带状地形图，对公路纵横面进行测量，然后绘制成施工设计图纸。因此高速公路勘察设计工程测量工作十分重要，其具体的工程测量主要表现在以下几个方面。 [1]
1.1勘察设计的准备阶段测量工作
设计前工作人员要进行初步的测量，才能对公路段施工情况有一个具体的了解，才能勾勒出基本的路面地形图，进而才能深入进行下一步勘察设计工作。初步阶段设计工作人员要拟定修建原则，选定设计方案和计算主要工程数量，并且提出施工方案建议和编制工程预算等，这些工作要顺利进行必须要对整个工程项目有初步的了解，通过勘察得知施工基本面积和施工难度，进而才能计算工程基本施工成本。初步设计具有不确定性，一般会根据工作特殊情况，设置两套方案，方案一一般是在1：10000地形图上做多个必选方案，纸上布线完成后，然后再按照1：2000的比例进行地形图测量工作，在1：2000的地形图上进行纸上定线，设置公路通道。在初步设计工作人员需要进行平面高程控制测量、地形图测量以及必要的平纵横测量等工作，这些方面是初步设计工作的主要内容。
1.2施工图纸设计阶段工程测量工作
在初步勘察完成后，工作人员会对施工地形各方面的情况有一个初步了解，在初步设计的基础上，工作人员要确定施工图纸，因此，工作人员要在1：2000比例图上进行方案比选，确定最终施工路线方案。在这个部分工作中，工作人员需要对中线放样进行测量、公路纵横面测量、主要施工点地形图测量以及主要控制地物高等控制测量等方面的工作。这些都是高速公路勘察设计中需要进行的测量工作，其对测量的精度有相当高的要求，而数字化测绘技术的普及和使用，恰好能满足勘察设计测量的需求。[2]
2数字化测量技术在高速公路勘察设计中的应用
2.1控制测量
控制测量主要在高速公路工程地面地形的测量方面，通过测量在地面布设一系列的控制点，然后准确的确定这些点的位置，方便工作人员能顺利进行放线和测量放样等工作。首先要根据设计方案的比例图，根据比例图中初步设定的位置展开测量，工作人员要利用数字测绘工具，搜集相应的路基、构造物等资料，进而能更好的进行控制测量，并且确保测量工作效率和准确性。
2.2坐标系统测量
坐标系统测量主要是地面水准面、参考椭球以及坐标系等方面的测量和确定。地面水准面是接近地球自然表面的不规则椭球曲面，工作人员应该选择比较相近的物体与之接近，然后用简单数学表示的体形来代表，确定坐标位置。一般坐标测量要利用基础的测绘仪器，对高斯平面直角坐标以及坐标分带进行测量。 [3]
2.3独立高等控制测量
独立等高控制测量主要是利用GPS技术测距、定位以及建立三维坐标系统，这方面的工作需要利用GPS卫星高空扫面技术，为勘察设计工作人员提供信息数据。GPS技术操作简单，其精准度非常高，因此，在勘察设计测量工作的运用具有积极的推广意义。
2.4地形图航空摄影测量
地形图航空摄影测量主要是根据公路工程特点，长路线采集，在飞机上安装摄影机，然后对观测地区进行高空摄影，以获得高清的视频图像，然后将摄影图像与地形图进行比对分析，最终能清楚的确定公路工程施工设计方案，避免对周围路面基础的影响。高空摄影获取地形图像后，工作人员还要处理高航摄影的图像，根据控制点的布设，测定公路平面、高程三维坐标，并且纠正航摄中的误差。其次，工作人员还要形成业内图，让勘察设计工作人员能更加清晰的观察地形图。
2.5数字地面模型设计
数字地面模型信息采集施工构建地面模型的重要前提和依据，工作人员要利用数字测绘技术，大量采集地形点三维坐标，按照一定的数学模型分析和联网，最终通过空间点的连接，构建施工设计所需要的地形起伏数字模型。这种模型的建立和使用能提升 施工设计方案的科学性和可行性，进而顺利完成公路工程。数字测绘技术在高速公路勘察设计工程测量工作中的应用范围十分广泛，工作人员要充分利用现代化数字化技术，提升勘察测量结果的精确度，确保设计方案的可行性。 [4]
3结束语
综上所述，数字化测绘技术在高速公路勘察设计中的应用具有重要的作用和意义，并且实践证明数字化测绘技术在高速公路勘察设计中的应用具有很好的效果。数字化测绘技术的高精准度、操作简单以及其能节约大量的劳动力资源等，这些方面的优势使得高速公路勘察工作效率和质量都得到提升。因此，未来我国技术研究工作人员还需要进一步开发新工艺和新技术，不断的完善公路勘察设计工作的基础设备，进一步提升勘察工作的水平和质量。
参考文献：
[1] 窦爱霞,王晓青,袁小祥.基于机载LIDAR的建筑物震害自动识别方法[A]. 中国地震学会空间对地观测专业委员会2012年学术研讨会论文摘要集[C]. 2012
数字化测图不同于传统的模拟法测图，在测量实践中应正确认识与掌握数字化测图的特点。论文格式，城市建设。根据数字化测图的特点和多年在野外工作的经验，和同志们交流一下想法，仅供参考。
在控制测量中，使用GPS测量时，除必要的测量起算数据外，尽可能要自已知检测点，检测合格后，再把检测点加入控制网作为已知点进行平差计算，这样要以有效检测测量精度，防止测量错误。使用全站仪进行碎部点数据采集时，应严格注意输入测站点与后视点。如果测站点与后视点错号（点号与位置均认识错误），实践证明无法检测出来，造成内业处理上的不便。数字化测图内业图形编辑主要依靠外业记录，外业测量时，记录员应详细记清测点点号、点的属性、连线关系，必要时绘制草图。否则，内业处理时，容易造成错乱。数字化测图等高线的勾绘完全取决于野外的测点，因此在地貌测绘时，立尺员应合理选择地貌特征点，并认真了解观察地形，复杂地区应简单绘制地形草图，以便使勾绘的等高线更加符合测区情况。由于数字化测绘相对于传统平板测图具有精度高、作业效率高、劳动强度小等显著经济技术优势,加之近年来数字化测绘设备价格的持续下降,规划、设计等用图单位普遍采用计算机设计而要求提供数字化测绘成果等因素,测量单位普遍采用野外数字化测绘完成大比例尺地形测量工作。数字化测图已基本淘汰传统的平板仪测图技术,成为占主导地位的技术方法。而是数字化时代对测绘成果应用方法变革的必然结果。它引起了一些更深层次的问题,目前对其重要意义尚认识不足,现行的技术规范、测绘产品价格体系均有与之不适应的地方,并就此提出自己的看法：
数字化测绘对作业人员的操作技能要求降低,业务培训应有新的侧重 ，数字化测图是采用全站仪直接测取碎部点坐标和高程,计算机编辑成图的技术方法。论文格式，城市建设。数字化测图按作业方法可分为编码和无码两种,编码方法在测点时必须按碎部点的类型及相互间联系输入特征编码以便事后编辑成图。操作仪器的作业员不仅要熟记编码,还要时刻观察地形才能正确输入,因此,这种方法对操作人员的技术、经验均有较高要求。就处理碎部点间关系而言,实际上与平板仪测图无异。无码方法则不需输入任何编码,而是代之以棱镜处作业员绘制草图记录所测点之位置、点号及与其它点的联系。测站照准目标测取数据后,只需向棱镜处作业员报告碎部点点号而已,测站与棱镜间联络较少,测图工作实际上主要在棱镜处进行。由于测点时不需观察地形,因而测量速度很快,一台仪器可观测二至三个棱镜,相当于两三个平板测图组,外业测图效率很高。作业时,绘制草图的作业员在棱镜处现场绘制,简单而不易出错,只需熟悉地形、地物表示方法即可胜任;而观测员操作全站仪测点精度很高,数据传输又是自动进行,避免了人为的错误和读数误差;内业编辑则是计算机展点,对照草图应用绘图软件的各种编辑工具成图,等高线自动完成,轻松快捷。从理论上讲,数字图中碎部点精度与作业员操作技能关系不大,正常情况下已达到图根点的水平,测量误差可忽略不计。论文格式，城市建设。所以在数字化测绘条件下,对作业人员的操作技能要求大大降低,进一步提高成图质量只能靠提升作业人员的理论水平,即由"测得准"转到"如何测,如何表示"上来。为适应这种新的形势,今后测绘技术人员的业务培训重点要从熟练、准确的技能训练转移到地形、地物的正确表达,计算机绘图理论、不同使用目的下地形图的不同取舍等更深层次的内容上来。
比例尺的概念将淡化,而代之以具体的测绘要求，传统的平板测图由于一定幅面内地形符号的负载及表现能力的局限,不得已分为各种比例尺。而且为了地形图使用时量算方便,大比例尺实际上主要是1:500、1:1000两种。由于纸质地形图上同样长度的距离误差,代表的实际长度不同,所以不同比例尺地图不光细致程度不同,精度也不同,相互间很难转换,常常造成重复测绘。现在数字化测图仍沿用传统平板仪测图的要求划分比例尺,用来确定测绘细部的细致程度和定义绘图输出时点状符号大小,及部分线状符号(坎、斜坡等)的长短、间隔宽窄等。考虑到输出纸质地图并不是数字化测图的最终目的,数字化图的使用主要在计算机上进行。而在计算机中地形元素之间距离、方位关系由其坐标决定,图形缩放时图上数据与实地数据关系换算自动完成,无所谓比例尺,精度也不因图形缩放而异。所以除点状字符及部分线状符号大小定义不同外,不同比例尺数字地图间差别仅仅是细致程度不同而已。目前各地经济建设蓬勃发展,地形、地貌变化很快,新测的地形图很快就会失去现势性。考虑到数字化地图采用不同地物、地形类别分层存储,并且具有无级缩放显示,地图符号负载量限制相对较小,精度与比例尺无关等优势。所以可以设想,应淡化比例尺的概念,用图单位根据实际用途提出具体的测绘内容,不再涉及比例尺大小。而测绘单位也不再根据测量规范按比例尺所限定的测绘内容,花费人力、物力测绘数量众多、存在时期短,从用户的角度来看没有什么意义地形、地物。这对提高作业效率、节省经费都是一个很有实际意义的问题,值得有关方面研究。
在数字化测绘条件下,作业人员的操作技能已不是决定成图质量的重要因素。数字化测绘精度很高,地形图的质量主要取决于碎部点位的确定,地形、地物的合理表达,作业人员根据地形图的使用目的所作出的正确取舍等因素,作业人员技术培训应与之相适应。
0 引言
大比例尺地形图是基础测绘的重要成果之一，通过地形图可以获取多种、大量的信息，为城市规划与管理、国土资源规划与管理、各类工程设计与施工等方面的工作提供了保障。随着城市化进程的加快，各地区加大了基础设施建设的力度，拆的拆、造的造，每年的变化量极大、速度极快有目共睹，为了满足城乡发展建设的需要，提高地形数据的现势性就显得尤为重要，不间断的地形修测与更新也就必不可少，而多分辨率、高精度、现势性好的空间基础地理数据则需要依靠高精度的测绘手段和体系。
1 工作流程
基于3S的地形修测与数据库更新的工作流程图如图1所示。
2 3S技术在地形修测中的应用
3S技术即RS（遥感）、GPS（全球卫星定位系统）、GIS（地理信息系统）三种技术，现如今，将这三种技术紧密结合起来的3S一体化技术已显示出了广阔的应用前景。以RS、GIS、GPS为基础，将RS、GIS、GPS三种独立技术中的有关部分有机集成起来，构成一个强大的技术体系，可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新。
2.1 RS技术在地形修测中的应用
RS（遥感）即遥远的感知，是利用飞机、卫星等空间平台上的传感器（包括可见光、红外、微波、激光灯传感器），从空中远距离对地面进行观测，根据目标反射或辐射的电磁波，经过校正、变换、图像增强和识别分类等处理，快速地获取大范围地物特征和周边环境信息，获得实时、形象化、不同分辨率的遥感图像。
遥感具有大面积观测、时效性强、数据综合性、受地面条件限制少等特点，这一技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。
在大比例尺地形修测中，我们常利用分辨率为0.1米、空三加密的航空摄影成果，通过与线化图的叠加比对分析成果作为外业调绘底图，且部分简单的地物（如河流、道路边线等）可直接绘制，满足精度要求。
2.2 GPS技术在地形修测中的应用
GPS（全球卫星定位系统）就是利用定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。它于1964年正式投入使用，随着此后的不断改进和完善，目前在交通管理、汽车导航、军事等领域得到广泛应用。GPS具有全球全天候定位、精度高、观测时间短、测站间无需通视、仪器操作简便等特点，已成为工程测量的重要测绘手段之一。
RTK（实时动态控制系统）是一种目前常用的GPS测量方法，它采用载波相位动态实时差分方法，能够在野外实时得到厘米级定位精度的数据，为工程放样、地形修测、各种控制测量带来了便利，也极大地提高了外业人员的作业效率。
2.3 GIS技术在地形修测中的应用
GIS（地理信息系统）是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。
GIS技术集计算机技术、遥感技术及管理技术为一体，不仅能对地理数据进行采集、存储、分析，并能根据用户需求迅速获取满足需要的各种信息，以三维可视化的形式将成果显示出来。它所具有的极强空间数据处理与分析能力的优势，为不同领域提供了平台，也为各种决策提供了有效的依据。
GPS导出的数据必须经过GIS编辑与处理后才能满足空间地形数据库的技术要求，才能更好地为各业提供基础地理数据服务。为了保证数据的统一性，方便数据分析与应用，处理时应满足以下技术要求：
①数据要求采用2007版新国标图式标准《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》（GB/T 20257.1-2007）。
②按照入库设计要求及方便查询存储数据，必须将矢量数据严格分层，详细分层见表1。
③拓扑关系的检查。所有面状要素（如房屋、水系、植被等）必须封闭；线状要素（如道路、管线等）保持连续性。
④图形接边处理。图形、属性应无缝接边。
⑤要素信息。每个要素必须有相对应的要素代码和属性信息，且准确无误。要素信息内容包括要素代码、采集方式、采集日期、文字属性、数字属性、绘图员、编码信息等。
3 数据转换与数据库更新
3.1 数据转换
目前，城市基础测绘常用的地形数据都是基于CAD平台进行生产，为DWG格式数据，数据严格按照上述要求编辑完成、检查通过后以分幅的方式保存，而对数据的管理、应用和共享则大多基于GIS平台（如ArcGIS），所以必须进行数据转换来实现数据生产平台与数据数据管理、数据应用和数据共享平台的无缝连接。
一幅分幅地形图所涉及的要素多达上千种，需要根据原始数据具有的要素代码及数据库要素代码建立代码关联表，通过运用FME研发应用程序，将数据进行转换入库，基本可实现一对一转换。
3.2 数据库更新
目前基础地形数据库更新方法主要包括增量式更新和版本式更新，增量式更新是指在原有地形图数据库基础上，只对发生变化部分进行相应修改，从而达到地形图更新的目的；版本式更新则是对地形图重新测绘后，用新测或修测地形图数据全部替换旧地形数据。版本更新方法操作简单，但数据量大时更新效率较低。而增量式更新是通过增量文件只更新变化的数据及相关信息，因此更新效率较高，适用于数据量大，变化较频繁的地区。增量式更新流程如图2。
4 结论与展望
多时相、多源的RS技术，灵活性强、精度高的GPS技术，以及具有极强空间分析处理能力及模拟现实能力的GIS技术为大比例尺地形修测与更新提供了新的数据来源和技术手段。通过实践验证，只要制定出一系列的标准与规范，就可以充分利用ArcGIS与其它软件相配合所具有的强大数据处理效率优势，制作出满足要求的大比例尺地形图，从而满足基础地形数据的实用性和现势性要求。
统一的数据成果为公安、环保、地税、水文、供电、广电等用户的GIS应用系统提供了及时、有效的基础数据服务，为减少基础地理数据生产经费投入，推动基础地理信息数据共享和数字常州空间地理框架建设提供了有力的基础数据保障。
【参考文献】
[1]潘华宗.3S技术在地形图测绘中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（14）.
[2]余青.浅谈测绘新技术在工程测量中的应用[J].低碳世界，2013，（16）.
论文摘要:文章根据工作中的一些实践,简要介绍了数字化技术在原图处理和摄影测量中的应用特点和一些要注意的方面,希望能给同行们作一些经验参考。
传统工程测量技术的服务领域主要包括水利、交通、建筑等行业,随着计算机、网络技术的发展、测量仪器的智能化,数字化测绘技术得到了广泛的应用,而全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,测量数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化,工程测量的服务领域也应进一步延伸,以满足不断提高的社会需要。
一、数字化技术在原图处理中的应用
(一)原图数字化处理
在建立各种GIS系统时,需要对原有地图进行数字化处理,对于原始地图,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法,手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机,数字化仪及相关软件,是较早的一种数字化输入方法,输入速度较慢,劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像,然后通过矢量跟踪,确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级,其作业方法越来越趋于自动化,它是一种省时,高效的数据输入方法。GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置,由于它测定的是三维空间位置的数字,因此不需作任何转换,可直接输入数据库,目前主要是应用RTK(RealTimeKinematics-实时动态)技术,它是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式,通过将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测,将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上,再通过基准站电台发射出去;流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时,也接收由基准站电台发射的信号,经解调得到基准站的载波相位观测量,流动站的GPS接收机再利用0TF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度,最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量可以不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点,便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标,利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时,也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。下面简单介绍MAPCAD软件的原图数字化处理作业流程。
(二)数字化原图作业流程
由于MAPCAD软件扫描矢量化输入方法具有图像清晰、编辑方便、易于转换等特点一般外设精度都能满足,所以地形图的精度主要取决于人工跟踪精度和输出设备精度,而人工跟踪精度主要取决于作业人员的技能掌握熟练程度和工作态度,所以必须在加强作业人员基本技能培训上下工夫,要求工作人员严格按矢量化方案作业,确保图件的精度和质量高于国家现行数字化测图规范所规定的数字化精度和质量。在工程测量实践中,要做好地形图外业测点与数字化图缩放相结合、符号图层的划分子图、线型符号库的设计等工作保证满足工程进度的同时又节约项目经费,设计出的数字地图简单易用、美观整洁、易于使用地形图的工作人员判读。
二、数字化绘图
(一)数字化绘图的特点
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容,数字化绘图克服了手工绘图存在的许多弊端,如工作量大,作业艰苦,作业程序复杂,烦琐的内业数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一等缺点,符合现代飞速发展的工程需要。目前,数字化成图技术主要有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法,主要设备是全站仪、电子手簿等,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高的成图效率。具有以下的特点:
1.一测多用:如在一些综合性较强的工程中需要对同一地形图绘制不同比例尺的地形图,过去的平板测图方法则需要重复工作,而数字化测图则可以同时根据完成的地形图绘制不同比例尺的多个地形图,因为往往小比例尺包含了大比例尺地形图测图范围。仅需先测大比例尺图范围,再补充小比例尺测图范围即可满足各不同专业人员对不同比例尺的地形图的需要。
2.精度高:数字化成图系统在外业采集数据时,利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标,并自动存储,在内业数据处理时,完全保持了外业测量的精度,消除了人为的错误及误差来源,而且外业工作省略了读数、计算、展点绘图等外业工序,减少了作业人员,外业工效大大提高,时间缩短,直接生产成本大幅度下降。
3.劳动强度:小数字化成图的过程,减轻了作业人员的劳动强度,使生产周期大大缩短,能及时满足用户的要求。
4.便于保存管理及更新方便:数字化产品既可以存储在软盘上,也可以通过绘图仪绘在所需的图纸上,线条、线划粗细均匀,注记、字体工整,图面整齐、美观。且便于修改,能更好地保证图形的现势性和不变形性,避免重复测绘造成的浪费,增加地形图的实用性和用户的广泛性。
(二)外业数据的采集
在采集数据时,数据采集人员要准确应用地物代码,以免在内业成图时出现错误;在观测开始时,相关工作人员需严格按照要求应对测站点进行检查,跑尺人员应严格按照自动成图的要求作业,确保能完整地描述地形地貌的特征点,必须通过绘制草图来表明各个地物碎部点的属性及相互关系,测量坎子时,要量取坎子比高,坎下也要进行地形点采集。当一个测区完成后,如果有必要可把数据备份。
(三)绘制内业数据处理
无论是工程进程各阶段的测量工作,还是不同工程的测量工作,都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段,并对测量成果进行处理和分析。
三、工程测量中的数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。就摄影测量本身而言,从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术;而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看,它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术,也就是在“室内”重建地形的三维表面模型,然后在模型上进行测绘,从本质上来说,它与原来的摄影测量没有区别。因而,在数字摄影测量系统中,整个的生产流程与作业方式,和传统的摄影测量差别似乎不大,但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。
中图分类号：TN958.98文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 03-0000-02
Airborne LIDAR Technology in Railway Survey and Design Application and Benefit Analysis
Han Zujie
(Railway Third Survey and Design Institute Group Co.,Ltd.,Tianjin300142,China)
Abstract:Airborne laser radar technology (LiDAR) is a new remote sensing technology,because of its high precision and efficiency,in terms of rapid development of topographic mapping,currently nearly 20 sets of LiDAR systems.This paper studies LiDAR technology in railway engineering survey and design the content,products,and effects,on the basis of aerial photogrammetry and traditional methods are compared to prove LiDAR technology in the railway survey and design of the feasibility and superiority.
Keywords:LiDAR;Railway survey and design;DEM;DLG
一、引言
机载激光雷达技术（LiDAR）是一种全新的遥感技术，自上世纪90年代在德国首次出现商用样机系统以来，因其高精度和高效率，在地形测绘方面得到快速发展。目前，全球已经有几十套商用系统在使用，主要实用系统有：Topscan、Optech、TopEye、Saab、Fli-map、TopoSys、HawkEye、Leica ALS50/60系列、Falcon等。
上世纪90年代中后期至今，美国、德国、加拿大、澳大利亚、瑞典和芬兰等国家，先后成功应用这项技术进行了地形测量、森林资源调查与评估、三维城市建模等试验与工程实践。特别是芬兰和德国，已经采用这项技术建立了全国或者大部分国土的DEM，达到了理想的效果。目前在国内已经有接近20套LiDAR设备，其中，北京星天地信息科技有限公司、山西亚太数字遥感新技术有限公司、广西桂能信息工程有限公司、广州建通测绘技术开发有限公司以及东方道迩公司等单位已经先后开展了实验和工程飞行，主要用于生产数字高程模型（DEM）、正射影像（DOM），进而制作线划图（DLG）等。本研究将使用LiDAR技术对铁路勘察工程设计进行研究与试验，介绍其主要产品及应用并对经济效益进行评价。
二、机载激光雷达技术系统构成与工作原理
（一）机载激光雷达技术简介
LiDAR系统是一种新型的综合应用激光测距仪、IMU、GPS的快速测量系统，可以直接测得地面物体各个点的三维坐标。机载的激光雷达系统通常还集成高分辨率数码相机，用于获取目标影像。从功能上看，机载激光扫描系统是基于激光测距技术、GPS技术和惯性导航技术这三种技术集成的一个软硬件系统，其主要目的是为了获取高精度的数字表面模型（DSM）。
目前，LiDAR提供的直接数据产品为：点云数据，DSM，DEM，DOM。经过后处理可以快速生成等高线、高程点、横纵断面图，完成路线设计需要的专项测绘内容（如架空管线的净空、交叉角度测绘等），并提供工程设计模型和景观设计模型等。
（二）LiDAR的主要系统构成
主要系统构成包括：
1.扫描仪组件：激光发射器、激光信号接收器、机械组件、扫描镜及窗口、接口板。
2.设备支持系统：系统控制器、飞机位置及姿态测量系统、检流控制器、激光电源、电源分配器、控制计算机、连接电缆。
3.附属软件：包括项目飞行设计及对记录数据进行后处理（滤波、分类等）处理。
4.控制/显示器：激光发射指标器、音频告警器、电路熔断器、系统诊断数据输出、控制接口。
（三）主要工作原理
通过DGPS（或PPP）和IMU求得航机线上任意采样时刻激光发射中心的空间坐标和设备的空间姿态，内插后能够获取任意时刻激光光束的姿态和发射中心的空间坐标，通过激光测量激光发射中心到地面的距离，可以求得每一个激光脚点的空间三维坐标。另外，利用DGPS/IMU可以直接获取每一张照片的外方位元素，可以快速制作DOM成果。最后将激光点数据和数码影像进行联合处理得到高精度的正射影像和数字高程模型。
三、机载激光雷达的应用
机载激光雷达能够快速获取数字地表模型（DSM），同时，配套的中画幅数码相机可以获得同步的数码相片，经过加工处理可获得数字高程模型、分类信息、航空相片的立体像对和正射影像图。目前还没有成熟的专业接口供铁路勘察设计工程中使用机载激光雷达成果，因此，如何将机载激光雷达勘测成果与众多设计专业手段无缝结合，从海量基础信息中快速提取或检索有用的信息为各专业设计所用，是机载激光雷达技术应用于铁路勘察设计的关键。
结合铁路勘察设计特点和工程应用实践，一方面将机载激光雷达技术成果进行加工，提供满足专业应用的专题成果，另一方面，改进专业设计勘察设计流程，提出新的设计理念，以便更加有效地利用海量的基础信息，提高设计质量和设计效率。
利用机载激光雷达技术提供的高精度、高分辨率数字地面模型和正射影像图，结合铁路专业设计要求，主要生产以下几种产品（见图4）：
1.工点地形图。它是针对铁路设计的控制工点，在施工图阶段做的更加详细的勘测工作，以保证设计资料的精度和准确性。如：桥址地形、隧道进出口等；
2.断面图。主要包括纵断面和横断面，一般它们的精度高于地形图的精度。主要用于保证设计线路的平顺性和计算工程数量的准确性；
3.数字正射影像地形图。这是线划图的替代产品，通过将正射影像图叠加等高线、专业调查的地质界线、自然保护区等矢量信息，而形成的一种地形图，它的信息量更加丰富，更加直观；
4.专项测绘。针对特殊的专业需求而进行的详细勘测工作。如：水文断面、涵轴测量、电线垂度等；
5.工程中的土石方自动计算、坡度、坡向的计算等；
6.快速构建三维虚拟场景，城市建模等。
此外，还可利用高分辨率的影像进行专业调查、地质判视等，便于指导外业工作，提高外业勘测的针对性和合理性。
四、技术、经济效益和推广应用前景
（一）机载激光雷达测量技术与常规航测方法的经济比较
1.两种技术手段外业控制测量的比较。LIDAR所需的外业控制点与常规航测外控的比较，以II级地形1：2000航测地形图测绘（常规航测单航带100km）为例。
（1）首级平面和高程控制网工作内容和数量是基本相同的。
（2）LIDAR系统要求每5-7km测量一个平面和高程控制点，每30km测量一处高程校正区，这样100km线路需要布设平高控制点17个，高程校正区3个。而常规航测方法，采用150mm焦距的航摄仪拍摄，需要75个平高控制点；采用210mm焦距的航摄仪拍摄，需要150个平高控制点。
（3）LIDAR系统不因地形等级的变化而改变外业平高控制点的数量（适当的宽度，如不大于10km）。而常规航测方法会随着宽度的增加而成倍增加外控点的数量。
2.横断面切绘的经济比较。以张唐铁路定测为例，相对于采用Lidar技术平均1000-1200个横断面/人天的工作效率，常规航测方法每人每天只能切绘300-400个横断面，可见工作效率提高了3-4倍，对企业发展带来了巨大的经济效益。
3.地形图制作的经济比较。以II级地形1：2000地形图测绘为例。
因为LIDAR具有高效生成DEM的优势，所以在生成等高线、高程点等具有高程信息的地形信息时具有更高的效率，在这个方面，采用Lidar技术平均效率为12-15平方公里/（人.天），常规航测方法每人每天只能测绘2-3平方公里；
航测方法在立体模型下获取（除等高线、高程点之外）矢量信息具有更大的优势，而LIDAR则因其自身离散性获取能力比较弱，适合于小面积的（除等高线、高程点之外）矢量信息获取。
（二）成功案例及分析
经过试验与实践，LiDAR技术已成功用于多个铁路项目的勘测设计项目，减少了内业制图的压力，缩短了项目工期，在铁路各专业使用中反映良好，取得了显著的经济效益。以某工程为例，泛亚铁路某段全长257Km，由于距离遥远，地处国外，而且铁路过境区域存在大量地雷区域，给外业工作带来极大不便。考虑到地理因素和方案局部变动的因素，项目在实际操作中抛弃传统外业测量加航测制图的作业方式，直接采用机载激光雷达系统，一次性获取铁路过境区域长257km，宽4km的雷达点云数据和数码影像数据，利用该数据圆满完成了无外业控制测量情形的1：10000和1：2000的地形图成图任务，不仅避免了人力物力消耗和地雷区作业的危险性，而且在内业成图中，大胆使用数字正射影像地形图代替传统的DLG，取得了制作者和使用者均满意的双赢局面。
（三）推广应用前景
机载激光雷达测量技术具有巨大的发展空间和潜力，作为一种新技术，还有许多发展空间，特别是在数据处理算法以及软件和系统的开发等方面。随着用户数量的增加，其应用领域将越来越广，特别是随着激光技术的进一步发展，将促进机载激光雷达技术的革新。在铁三院于2009年率先在国内将机载激光雷达技术应用于铁路勘察设计并取得巨大成功后，今年铁一院、铁二院、铁四院都陆续定购了机载激光雷达并加大了人力投入，可见由于其精度高、成本低、周期短等特点在铁路行业已经被广泛关注。铁路行业之外，水利、公路、电力、农林等行业也在积极开展相关的研究和应用。
参考文献：
[1]孟宪军.铁路勘察设计虚拟现实技术的研究[J].高速铁路精密测量理论及测绘新技术应用国际学术研讨会论文集
[2]王长进.基于机载激光雷达的铁路勘测技术研究[J].高速铁路精密测量理论及测绘新技术应用国际学术研讨会论文集
[3]高文峰,王长进.铁路勘测中使用机载激光雷达测绘横断面相关问题的探讨[J].铁路航测,2010
[4]高文峰,王长进.GPS基站布设对机载激光雷达精度影响的研究[J].高速铁路精密测量理论及测绘新技术应用国际学术研讨会论文集
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、前言
在地质勘探报告中，地形图的绘制一般都是采用AutoCAD软件或者以AutoCAD软件为基础，配合其他的软件进行地形图的绘制工作。随着我国科技的进步，地形图的等高线绘制已经越来越趋向于自动化的方向发展，本文结合Surfer软件和AutoCAD软件，分析了具体的地形图三维可视化的制作过程。
二、AutoCAD概述
AutoCAD具有强大的绘图功能，在地质勘探报告的制图系统中，大多是利用AutoCAD作为软件的开发平台。目前，我国大多数城市的地形图数据以AutoCAD的数据格式(*·dwg)存储。为充分利用已有的数据资源，必须有一个切实可行的处理方法，将已有的AutoCAD数字地形图数据转换为适用的GIS数据，以便更高效地建立城市基础地理信息数据库。近年来研究提出基于Geoway实现CAD数据到GIS数据的转换，鉴于AutoCAD地形图数据不规范(如编码不规范、地物拓扑关系错误等)，转换结果不理想。由于生产模式和数据规范不断完善，导致数据标准不一致，同时由于内业制图不严谨，需要对数据进行统一整理与加工。
三、AutoCAD的应用技巧
1、AutoCAD的绘图比例
一般建议用户在使用AutoCAD进行地形图绘制时，使用一比一千的绘图比例。当然在比例调整这一方面，AutoCAD软件的运用是很灵活的，可以自由输出绘图比例的。比如用户输出“1000单位=绘制1单位”，那么软件就会自动按一比一千的比例输出图形。其实，在AutoCAD软件中使用一比一比例制图是有很多优点的。比如说：首先，由于实际绘图和输出图形是完全一致的，所以很容易发现制图过程中的错误。发现图纸尺寸设置的不合理时，极易修改。其次，由于是一比一的比例，所以标注尺寸也很准确。再次，在多种图纸设计时需要复制或者使用块时，由于是一比一的比例，所以操作时不用比例换算，也方便制图。最后，用一比一的比例制图，不用频繁地改变比例，一方面可以提高制图效率，另外还可以避免换算过程中出现的错误。
2、图层的建立和利用
AutoCAD软件可以合理地创建很多图层，从而降低工作强度，比如说用户在制图过程中要对某一类数据进行修改，可以将其他图层关闭，只打开这一类数据所在图层，改完后再打开所有图层，这样修改起来也方便，同时还可以提高制图效率。因此，用户在地形图绘制时，应认真分析，确定建立的图层数及名称。下面简单介绍一下图层的设立。
在“图层特性管理器”中新建图层，并根据实际需要设置好每个图层的颜色、线型、线宽等。这样方便用户制图。并且如果制图中出现问题，就可以针对某个图层进行修改。比如用户想绘制一幅地形图，大家知道，地形图中包含了很多元素及其变化，像地貌、植被、房屋、道路、桥梁、水渠、电杆等，如果把这些信息全部放在一个图层上，看上去非常凌乱，对以后的处理也很难入手。因此在绘制中就需要把地形图的各种信息元素按类别建立不同的图层，这样不仅可以降低工作难度，而且当用户发现某一图层有问题时，还可以关闭其他图层，只打开有问题的图层，进行修改。这样不会因为误操作而引起其他的错误发生。
3、线型的制作
我们看到的地形图，像陡崖、陡坎等在图形上表现得很形象，这就是AutoCAD中所说的线型的体现。用户在绘图中，会用到很多专业性的线型，而AutoCAD本身提供的线型往往不能满足需要，那么就要根据《地质图例》中的图例标准，建立一个测量专用的线型。具体步骤如下：
从AutoCAD系统文件夹中，选择“suport”下的“acd.lin”，复制后改名为“cl.lin”。若是简单线型（只含有点、空、线）就可以直接在“cl.lin”上进行线性的修改、删除。若是复杂线型（含有文字、符号），首先看型（*.shp）文件上有的，可以直接使用，否则要根据语法作出型文件“cl.shp”，然后在命令窗口中输入“compile”，编译“cl.shp”文件，编译后会自动在AutoCAD/support/中生成一个“cl.shx”文件。这样就可以利用该型在“cl.lin”中进行绘制线型了。
4、处理手工绘制和修改地形图
在地形图绘制中，有些图纸需要手工绘制。像剖面图什么的，这时我们就可以用扫描仪把图纸扫描到电脑上，数字化时要注意的是：手工制图时是按一定的比例绘制的，而在电脑内我们通常是以一比一的比例绘制。因此在进行数字化之前，我们先得确定图形的两个坐标点，而在输入坐标点的坐标时，要换算比例。对于随着复杂的地形图所反应出来实际断层的产状而进行的图纸修改也需要进行数字化处理，但是必须保证手工绘制的和电脑软件绘制两种图纸的一致性。
5、处理文字样式问题
我们在AutoCAD绘图中有时会出现个别文字样式不能正确显示的情况，原因可能有以下几种：
（一）没有使用对应的字型汉字字体，像BSDF等；
（二）当前系统中没有汉字字体形文件；应将所用到的形文件复制到AutoCAD的字体库目录下面；
（三）对于某些符号，如俄文字母等，同样也要使用对应的字体形文件，否则也会不识别。
6、设置自动保存功能
在制图中，我们可能会遇到突然停电或关机等突发事件，如果没有自动保存的话，可能我们的工作很多都得重新再来。下面我介绍一下自动保存的步骤及注意事项。
（一）点击工具菜单，选择“打开和保存”、“文件安全措施”、“自动保存”。
（二）自行设置每隔多少分钟自动保存。值得注意的是系统自动保存的文件放的目录比较复杂难找，我们可以自己重新选择存放路径，点击选项中的“文件”、“自动保存文件”并双击，将系统默认的保存路径改为自己想放的地方。这样，如果有突发事件，我们可以将该文件更改后缀，就可以正常继续使用。
7、图纸打印
在图纸打印时，最好选用专业的打印机。实际上有些图型的长度和宽度并不符合电脑中提供的标准模式。比如：图号是B0、B1等，如果我们进行这些图号图纸的打印，可能会打印不全。因此我们可以通过自定义打印设备来实现。另外还有一个值得注意的就是打印比例的设置，比如说绘制地形图时，是按1∶1来绘制的，那么打印时设置打印比例还是1∶1，因为绘制基础单位是米，而打印时它的基础单位毫米，如果打印时再设为1∶1000的话，那就错了。
四、两类数据文件的交换
DXF ( Drawing Interchange Format 图形交换格式) 是AutoCAD图形文件中所包含的全部信息的标记数据的一种表示方法, 是AutoCAD 图形文件的ASC II或二进制文件格式。一个DXF文件一般由四个段组成, 分别是标题段( HEADER )、表段( TABLES )、块段( BLOCKS) 和实体段( ENTITIES) , 而我们所需要的离散点坐标数据存在于实体段中 。
Surfer 软件能识别的数据格式有. txt、.dat、.xls等数据文件, 并且只需要各离散点的三维坐标数据。由于DXF文件与Surfer 数据文件均可以是ASC II码文件, 通过高级语言编程就很容易实现两者的转化。首先通过地形图的DWG 格式转化为DXF格式文件, 将地形图等高线离散化, 然后通过一定的编程方法将离散化之后的等高线数据转化为Surfer所需要的数据格式, 并进行数据网格化, 即GR ID 格网的建立。
DXF文件中包含有Au to CAD 中的全部信息, 离散点坐标数据只是其中的很小一部分, 所以必须通过标识符来判别并读取数据, 并以Surfer数据格式进行保存。数据转换流程见图1。
部分程序源代码如下:
图1 转换流程图
五、应用实例
以某省某山区1B5万地形图为例,将其以DXF格式输出,利用上述程序转化为Surfer的数据格式,从而能形象地以三维形式显示立体表面,并能自由旋转和进行体积计算。可得到以下6种图形(图2~图7):
图2与AutoCAD地形图的效果基本一致,随着插值方法不同,等高线也会有细微变化,图右边的颜色条通过颜色的深浅变化来反映出高程的变化,并在图上进行颜色填充,图中等高距为100m,可任意调整大小。
图2等值线图
图3线框图
图4三维立体图
图5光栅影像图
图6 阴影地貌图
图3和图4可明显看出实际地形,反映出地形的起伏变化,通过改变观察者视线和视距的方法,控制图形在绘图窗口内的形态并选择合适的颜色等级可得到非常精美的图形,由这两类图形可进行表面积和体积的量算。
图5和图6在二维平面上通过不同的颜色等级,反映出地貌的变化。图6是用不同的颜色属性来表示由于用户自定义光源的方位及角度不同而产生的地貌图的阴暗阴影。
图7网格矢量图
图7同时表示了数据点的方向和大小。在给定结点,矢量箭头指向最陡倾斜方向,长度定性反映倾斜度的大小,这很类似于地质学中地层的倾向和倾角。
所有以上图形都可以通过DXF格式输出,在AutoCAD中重新生成,实现AutoCAD与Surfer的互操作。
五、结束语
综上所述，AutoCAD软件配合Surfer软件使用进行地形图的三维可视化图的绘制是非常科学和有效的，因此，在今后地形图的三维图绘画过程中，可以考虑结合这两种软件进行绘制。
【参考文献】
[1]黄永金.AutoCAD下地形图图框加载程序研究[J].科技创新导报,2012,06.
[2]齐冬梅.基于AutoCAD的地形图线型定制[J].森林工程,2011,05:58-60+64.
测绘工作引领着现代公路桥梁勘测设计的方向，起着先锋和表率的作用，测绘的精度和准度相当关键，它不仅影响着测绘数据，还影响施工的效果和质量。现代测绘技术的发展，给公路勘测提供了便捷性，减轻了测绘工作人员的工作强度和工作难度，提高了测绘的准确性，保证了施工设计和施工质量。当然，现代的测绘技术被广泛利用在公路勘测的各个方面，在整个公路勘测中起着不容小觑的作用。
一、公路勘测的流程
公路勘测主要分为踏勘选点、质量控制、中桩放样、断面测量、路线地形图测绘、限制条件下测绘精度的控制原则几个环节。选点就是在测绘区内选取控制点的位置，首先收集相关地形图的资料，依据规范标准，设定可参考的方案，然后进行实地踏勘，选定导线点的位置。
现代公路勘测的控制测量作业，大体上由先前的第一代经纬仪器相互配合测量距离、第二代全站仪演变为当前的GPS测量技术。而全站仪具有测量精准度高、测量速度快、自动化程度高的优势，对于我国的公路勘测坐标直接进行横断面测量。
在公路设计时，必须从当地的实际出发，因地制宜地采取不同的测绘技术，确保公路测量的精度，提高公路测量的工作效率。
二、现代测绘技术的优越性
3S技术，即RS（遥感）、GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）技术被应用在公路的测绘中，在微机辅助设计下，开拓了公路测绘的新途径，向高精度、高分辨率、数字地面模型、立体技术的自动化和智能化发展。3S各具特点，RS可以帮助获取更多的地面信息，扩大了测绘的面积，但是不能满足对所有物质的感知，比如说距离比较远的或者经纬度信息，它就不能准确得到相关的数据；GIS能够准确度地分析和管理信息，但是获取测绘数据比较的困难；GPS在进行目标定位的时候，迅速便捷，但是缺乏相关的地理属性。由此可见，把3个技术综合利用，发挥各自的优势，弥补彼此间的不足，构建一个控制网，是当今信息技术发展的必要要求。GPS技术的利用，构建了公路带状的控制网，提高了测绘的效率和测绘的精度。
GPS对于大型的道路桥梁施工位置恶劣的地段，可以及时布点、检查、矫正，并为道路桥梁的设计提供详细、准确、全面的信息。3S技术的发展以及微机监测的使用，为数字化公路设计提供了新的途径、较高精度、超高分辨率、地理信息技术、数字化模版、立体三维图等技术，促使公路的设计和测绘向自动化和智能化发展。3S收集的公路相关数据，在微机上构建模型，对公路走向进行横纵向设计，所经流域的排水设计，恶劣地段的防护设计，工程的投资预算和结算设计。此外，还可以利用三维的立体图在微机上模拟计算行车速度，检测行车的间距，检测公路的全景，使公路施工达到设计优化、费用节省的效果。
此外，现代公路测绘技术主要向数字化靠拢，减少了测绘的时间和工序。传统的测绘技术主要依靠人工测绘，人工草绘形成铅图再经过反复的审核和修正，最终被验收，形成资料，它经过的周期比较的长，并且在微机计算分析数据之前，人工在测绘图纸上长时间地计算和分析，浪费了人力和物力。然而，数字化测绘技术正好可以克服这些不足，新的软件平台，对相关地形要素，设计草图，校对后在微机上自行修改，一次性出图，大大节省了人力和物力，同时还缩短了施工的周期。此外，数字化测绘技术可以进行各种工程的分析和设计，路上地形图就是其主要应用之一，通过对主要数据的分析和计算，测绘出公路的长、面积和断面等。
三、现代测绘技术在公路勘测中的实例分析
在某一段公路的施工中，有很多条公路采用了1：2500的数字地形图和DEM的制作。它的工作流程可以被总结为以下几步：首先根据1：2500的比例选取地形的图像控制点，紧跟着是对空三实施严格的加密，之后是建立互相对应的模型，之后正射影像到外业的图像控制，之后又回到空三加密和模型建立上来，最后是对业内的测图和外业的调绘，进行业内的编辑和DEM的制作。
在整个流程中，工作人员采用的是1：12500的地形图，以航飞相片的每6条基线量取两个比较明显的特征线和物方相关，接着得到正确的DEM制作，之后创建图像校对的DOM，做成一定单位的成条带状分布的正射影像图。从地形上看，这条路段的南方比较平坦，北部则是起伏较大的丘陵地带，为此在DEM制作的过程中，依据地形的不同选取不同的测绘方案。
为了保证测绘的精准度，在公路测绘的时候要以每一个像对测量为特征线，而特征线设置的越多越提高测绘的精准度，但是这样的话需要更长的时间，可能会影响到工程的进度。因此，在此情况下就可以对以上两种地形分别选取几个像对点，特征线测量的时候，对地势较为平坦的南部采用不相关区包围整个相对，利用DEM的方法完成正像的校对工作；在北部的丘陵地带把居民住宅区作为不相关区进行处理。
自动化的三角测量软件GXP-AAT可以帮助像控业内工作，在JX4C全数字化摄影测量工作站上，半自动化的作业可以完成对空三的加密。依据对空三的加密成果，在JX4C上使用相关的测绘模版，完成对数据进行模型的定向工作。JX4C的最大优势就是矢量测图模版，这给工作人员带来了很大的方便，可以对漫游进行放大和缩小的功能，而这些优势又为DLG的立体套和查漏提供了有利条件，从而提高公路的测绘效率，保证道路施工的质量。
结论：
公路是人们通行的的关键环节，公路的质量会直接影响到车辆通行的安全性，因此对公路施工前的设计，对公路路基的勘测，对公路出现问题的及时维修都是相当重要的。在这些因素中，公路勘测甚为重要，而随着科学技术的进步，传统的公路测绘技术已经不能满足时代的需求，现代的测绘技术已经在期待中孕育而生，新测绘技术的产生，被广泛应用到公路的勘测工程中。新的公路测绘技术提高了公路设计和施工的效率，节省了人力和物力，保证了施工质量的同时缩短了工期，成为现代公路测量必不可少的工具。
参考文献
中图分类号： P228.4文献标识码：A 文章编号：
一．引言。
随着我国经济的飞速发展，当今社会，我国的一个重要的支柱产业首推选的是基础设施建设，尤其是现代建筑的发展更是对基础设施也提出了更高的要求和指标，各种大规模的建筑项目不断的应运而生，譬如奥运会的主体育馆，超高层的建筑大楼，随着我国对建筑行业的工程质量和工程设施安全要求的不断提高，相对的对其建筑前的设计和在建筑施工过程中也提出了更高的要求。尤其以GPS技术在测绘学的领域中起到了革命性的变革。
二．测绘工作在我国建设中的作用。
在新时期我国发展的模式下，现代数字化技术、地理信息技术（GIS）、遥感技术（RS）、全球定位技术（GPS）等各种新技术给测绘学带来了革命性的变革。信息技术的飞速发展对线形工程测量工程施工也相对的起到了巨大的推动作用，随着时间的推移和社会的不断发展，人类的需求内容和层次将不断增加和提高，线形工程测量工程施工管理本身的内涵也不断地从低层次向高层次的实现了跨越式的发展。在我国基础建设中起到了不可磨灭的作用，主要体现为以下五个方面：
1.城市建设方面。
测绘学在城市建设方面所起到的作用是不可比拟的，使之科学的规划和整理居民地，建设城市交通路线、兴建地铁、对地下管线的铺设都起到了很大的作用，使土地资源得到了合理的配置。
2.交通运输方面
当我国修建公路、铁路、地铁及运河等工程师，都需要按地形图来制定方案与规划，在勘察、设计、施工的每个阶段，都离不开测量工作。
3.工程建设方面。
工程施工前的勘测、规划、设计以及工程施工后的检测、维护都需要测量工作，只有将测量的数据经过不断的分析与讨论，才能在工程建设中少走弯路，尽快的确定工程实施方案并运用最少的资源消耗来获取最大的效益。
4.军事方面。
首先有测绘工作提供地形信息，在战略的部署、战役的指挥中，除必须要的军用地图外，还需要进行目标的观测定位，以便进行进攻。至于高尖端的武器，譬如远程导弹、航天发射器等，都需要随时进行目标定位、随时观测、校正飞行轨道，以确保其精确的按照预定的轨道飞行.总之，现代测绘技术与军事紧密的结合在一起，也是军事上决策的重要依据之一。
5.科学实验方面。
近些年来，我国受到了自然灾害的影响，像地震、雪灾、涝灾等，对我国的国民经济造成了很大的影响。可是当今社会我国采用了现代测绘技术，在科学实验方面，可以对地震进行预测、包括对海底资源的探测、对核电站的监测以及对空间技术研究等等，无一不需要测绘科学提供基础数据信息。由此看来，测绘工作的作用和意义是十分巨大的。
三． GPS技术在公路测量中的应用前景。
目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的作业强度大，且效率低，大大延长了设计周期。利用GPS测量能克服上述列举的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了各级公路测设质量。相对于以往测量来说，GPS测量主要有以下特点：
测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。
2.定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。
3.观测时间短。在小于20km的短基线上，快速相对定位一般只需5min观测时间即可。
4.提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可精确测定观测站的大地高程。
5.操作简便。GPS测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其他观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。
当前，公路测量的技术潜力蕴于RTK（实时动态定位）技术的应用之中，RTK技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景
四．RTK技术在公路测量中的应用。
4.1. 实时动态（RTK）定位技术简介：是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS（RTK）技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知，无论静态定位，还是动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量。在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性，这样一来就降低了GPS测量的工作效率。实时动态定位（RTK）系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证。实时动态（RTK）定位有静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。
4.2.应用。最新的RTK技术在公路测量中具备以下几个功能和作用。
①绘制大比例尺地形图。高等级公路选线多是在大比例尺（1：1000或1：2000）带状地形图上进行。用传统方法测图，先要建立控制点，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。这种方法工作量大，速度慢，花费时间长。用实时GPS动态测量可以完全克服这个缺点，只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟，即可获得每点的坐标、高程。结合输入的点特征编码及属性信息，构成带状所有碎部点的数据，在室内即可用绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，因此大大降低了测图难度，既省时又省力，非常实用。
②道路中线放样。设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来。采用实时GPS测量，只需将中桩点坐标输入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致。
③道路的横、纵断放样和土石方量计算。纵断放样时，先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，并储存起来，随时可以到现场放样测设；横断放样时，先确定出横断面形式（填挖半填半挖），然后把横断面设计数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，储存起来，并随时可以到现场放样测设。同时软件可以自动与地面线衔接进行“戴帽”工作，并利用“断面法”进行土方量计算。通过绘图软件，可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图来。因为数据都是测绘地形图时采集而来的，不需要到现场进行纵、横断面测量，大大减少了外业工作。而且必要时，可用动态GPS到现场检测复合，这与传统方法相比，既经济又实用。
五．结束语
工程测量的真实性、完整性、科学性是通过严格的管理、科学的组织、规范的施工建立起来的，GPS测绘技术在科学技术的突飞猛进的现实面前是最好的映射。随着时代的发展与进步，计算机技术作为相对社会高科技的结晶，在社会生活中各个领域都起到了相当重要的地位。通过GPS测绘技术在线形工程测量中的应用，以及其在铁路勘察领域所持有的优点，促进了测绘技术的快速发展，同时对测绘技术信息化程度要求也较高。数据的整合、信息的共享，都将促使测绘手段和测绘技术走向先进、准确、完善,使我国最终实现经济及其社会效益。
参考文献：
Abstract: the 21 st century digital mapping technology is with the development of computer and network technology and intelligent measuring instrument and the rise of the emerging of surveying and mapping technology. Global positioning system GPS, geographic information system, GIS and remote sensing Rs and photogrammetry digital surveying and mapping and ground measurement advanced geological surveying and mapping model paper of the development of the technology, especially the tilt photography technology introduce, make engineering surveying the means and methods of produce profound changes.
Keywords: digital surveying and mapping; Geological exploration; Engineering measurement
中图分类号：F407.1文献标识码：A 文章编号：
0引言
随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化，特别是全球定位系统技术全面用于大地测量定位，全数字化测图系统、影像扫描系统、全数字摄影测量工作站等数字化测绘技术装备以及地理信息系统基础软件和应用软件相继问世，实现了地理信息获取、处理、管理和分发服务全过程数字化，测绘生产力水平和生产效率大大提高。已经全面涉入了数字化测绘生产技术，具备了空间定位（GPS系统）、数据采集、外业一体化数字成图与建库等技术生产能力。从事控制测量、地形地籍测量、房产测绘工程与精密工程测量、航空摄影测量、地理信息工程、立体模型制作，服务领域涉及土地管理、水利工程、城市建设、房地产开发、公路与铁路交通、国防建设、基础测绘、地质找矿与矿山开发。作为一名测绘工作者，笔者简要谈一下对数字化测绘技术和地质工程测量发展应用的认识。
1数字测图的优点
大比例尺数字测图有力地冲击着传统的平板仪或经纬仪的白纸测图方法，大有取代白纸测图之势，这是因为数字测图具有诸多的优点。
1.1 测图用图自动化。传统测图方式主要是手工作业，外作业测量人员人工记录，人工绘制地形图，在图上人工量算所需要的坐标、距离和面积等等。数字测图则使野外测量自动记录，自动解算，使内业数据自动处理，自动成图，自动绘图，并向用图者提供可处理的数字地形图软盘，用户可自动提取图数信息。
1.2 图形数字化。用软盘保存的数字地形图，存储了图中具有特定含义的数字、文字、符号等各类数据信息，可方便地传输、处理和供多用户共享。数字地图不仅可以自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积等，还 省略 可以供工程、规划CAD计算机辅助设计使用和供GIS地理信息系统建库使用。数字地图的管理，既节省空间，操作又十分方便。
1.3 便于成果更新。数字测图的成果是以点的定位信息和属性信息存入计算机，当实地有变化时，只需输入变化信息的坐标、代码，经过编辑处理，很快便可以得到更新的图，从而可以确保地面的可靠性和现势性，数字测图可谓“一劳永逸”。
1.4 避免了因图纸伸缩带来的各种误差。表示在图纸上的地图信息随着时间的推移，会因图纸的变形而产生误差。数字测图的成果以数字信息保存，避免了对图纸的依赖性。
2数字化技术在矿区地质勘查中的应用
2.1数字化测绘工作方法。基础控制部分，D、E级GPS的布设及选点埋石：根据煤矿区视野开阔，通视良好的实际情况D级GPS网在三等三角点之间布设为点连式、边连式相结合的GPS网，每个点至少有4条基线与其相连。D级GPS点共布设点位50+，平均边长1．5km。E级GPS点的布设在D级cPS的基础上采用点连式的方法进行布设两已知点问最多布设5个三角形，边数不超过8条，共布设E级GPS点60+。D、E级平面控制网均采用GPs静态相对定位测量布网，网形大多由三角形单点连接，少部分三角形边连接。GPs控制点在测区内分布较均匀，网形合理，强度较高。
外业观测：数据采集利用美国三台阿什泰克M单频接收机标称精度5mm+2ppm。D进行观测，观测时段D级>～60min，E级>～45min，数据采集间隔10s，同步接收卫星频数最少为5颗，绝大部分为7-8颗，卫星高度角大于15°，接收机与卫星的图形强度良好。
数据处理：GPs外业数据处理和基线向量采用GPs接收机随机商用软件“Loucus轨迹处理软件”在笔记本电脑上采用独立基线平差方法进行。GPS网先在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差，其目的在于检核GPS网的内部符合精度，亦即处理由于多余观测而引起的网内不符值问题，本次作业所有基线向量无一剔除，顺利通过了检验，然后在基准点已知点的约束下进行二维约束平差，最后提供各点在高斯平面，第33度，带上的1954年北京坐标系坐标和1956年黄海高程系。高精度均符合量规范要求。
数字化测图的工作方法：由于测区的D、E级GPs点的密度能够满足地形图的测绘要求，因此本次测图直接在D、E级GPs点上进行。
2.2常规测图方法和数字化测图的精度比较
野外大比例尺数字化测图的全过程几乎都是用解析法进行的。虽然最后成果仍表现为图解的线划图，但与传统的平板仪测图相比，有着本质的差别。数字化测图不仅在效率上有很大提高，而且大大减轻了野外的劳动强度，更为突出的是地形图数学精度的提高。
3数字地图的发展与工程测量
中图分类号：[P258] 文献标识码：A 文章编号：
一、工程测量重要性
工程测量是建筑工程、水利工程、路桥工程施工的基础提_工程施工管理的指引。测量工作是一项专业性强，需多人配合才能完成的工作，往往—个环节的失误就会影响整个工程施工进度。目前我国建筑工程施工企业已经充分i^识到了工程测量的重要性曲于工程测量、放线等工作造成烂尾楼的情况已很少见到。杜绝工程测量工作失民不仅仅需要在管理上加强控制与管理，还需要应用先进的测量技术，将误差将至最小，保障工程施工的正常进行。城市建筑工程测量由于地形情况较好便于测量工作的进行不能充分体现新技术应用带来的效果。对于公路、铁路、水利等工程测量环境艰苦、地形复杂、测量放线工作困难的工程中测量新技术的优势才能够真正体现。影像提取技术、GPS技术等测量新技术的应用已经得到一线测量人员的一致好评，加快测量新技术推广、加快测量工作设备投入对于工程质量的保障有着重要的影响。
二、工程测量中所应用得测绘新技术
1、工程测量中的全球卫星定位技术(GPS)
GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成，GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理。设备运行后系统会自动生成一个观测文件(观测文件必须进行妥善保管以便日后的查询以及日后数据测算使用)，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标，最终计算出准确的测量数据。GPS测量技术不适用于短边测量，在必须使用时要谨慎观测，并通过多次测量确保测量的精准度。RTK(Real Time Kinematics，实时动态)技术是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPs定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑。RTK测量是将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量；流动站的GPS接收机再利用0TF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。RTK测量可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度、快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时，也可以根据已有的数据成果快速的进行施工放样。因此，RTK被广泛应用于图根控制测量，地籍、房地产测绘、数字化测图及施工放样等各种工作中。
2、工程测量中地理信息技术（GIS）的应用分析
GIS 是地理信息系统（Geographic Information System）的简称，指的是在计算机的软硬件条件支持的情况下，对具有空间内涵的地理信息，按照空间分布以一定的格式输入、存贮、查询、分析、更新、图形编辑、数据库管理、显示与输出和数据综合分析的计算机技术系统。它是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体
的新兴学科，目前，GIS 已经成为多学科集成并且应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段和工具。它的技术优势不仅仅在于它的集地理数据的采集、存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。如今，GIS 不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘、农林水利、气象海洋、城市规划土地管理、环境监测、区域开发与国防建设等领域的作用越来越重要。
让我们以城市的地下管线信息系统的建立为例，地理信息系统能把地形图作为基础图形数据，然后叠加地下和地面的类管线，这管线包括上水、通讯、电力、燃气、工程管线、污水，还有测量控制网和规划路等多种基础的测绘信息，在上述基础上，形成一个测绘数据的信息系统，从而实现对城市地下管线的现代化的信息管理。
3、摄影测量技术在城市规划工程测量中的应用
摄影测量测绘技术是通过摄影方式来获取目标物体的基本信息，目前已发展到数字摄影测绘阶。摄影测量利用计算机技术和影像处理对影像进行测绘，将大量外业测量转移到室内，速度快且精度高。在人口密集区，应用该测绘技术可高效率大面积的成图，而数字摄影测绘技术，可以对城市大比例尺地形图的测绘和更新，为城市规划、城市建筑工程提供南图。
4、工程测量中的数字化技术
（1）地图数字化技术
在建立各种GIS系统时．对原有地图进行数字化处理，在建库工作中占据了相当大的工作量．各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸制地图，若其现势性、精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪将其输入计算机，经编辑、修补后生成相应的数字地图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器。针对大比例尺地形图．大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息，高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。
2、数字化成图手段
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容．常规的成图方法野外工作量大，作业艰苦，作业程序复杂，同时还有繁琐的内业数据处理和绘图工作。成图周期长，产品单一，难以适应社会飞速发展的需要。而数字化成图技术具有精度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理及应用、易于等特点。目前。数字化成图技术有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法，主要设备是全站仪、电子手簿等，其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配，从而具有较高的成图效率。
三、工程测量的应用分析及展望
当前，经济的发展带动测绘技术的快速发展，现代工程测量技术正在向着内外业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制及系统智能化、测量成果数字化、测量信息管理可视化、测量信息共享数据库和传播网络化的方向发展。测绘技术的快速更新也要求我国有关部分和企业加强测量人员的培养，使有关人才及时了解新的测量技术，使工程测量顺利进行。其主要目的是围绕提高测量工作效率、提高测量数据精准度进行，为工程施工指明方向、打下基础。这就要求我国工程测量企业、施工企业加强测量才培养，通过对测量人才的不断培养与培训使其能够了解了新的测量技术，又保障工程测量的顺利进行。另外还要加大在工程测量方面的投资，通过加大投资加快新测量技术及设备的应用，促进测量工作的精确、可靠、快速、简便、连续、动态、遥测、实时开展。
【参考文献】
[1]李力 测绘新技术在工程测量中的应用[期刊论文]-中国新技术新产品2010(9)
[2]马琳.魏志寰浅谈测绘技术在工程测量中的应用[期刊论文]-中国科技纵横2010(17)
[3]潘贤通 浅谈测绘新技术及其在工程测量中的应用[期刊论文]-科技致富向导2010(19)
信息化测绘体系涵盖了地理信息获取、处理、管理、表达、更新、应用和服务的全过程，其主要特征为：测绘生产自动化、测绘成果多样化、测绘服务网络化及测绘产品社会化。信息化测绘技术是信息化测绘体系的基础，信息化测绘技术体系是在对地观测技术、计算机技术及通讯技术等支撑下的有关地理空间数据获取、处理、管理和分发服务的所有技术的集合。
南京林业大学是一所以工、农科为主，理、文、经、管、法协调发展的多学科性大学，测量学是开设面广、实践性强的一门专业基础课程。林业类专业如林学、生态学和森林工程等专业都开设测量学课程，测量学课程的授课计划学时依不同专业分别为48学时或64学时，包括课堂授课、课堂实验，外加开课学期末1周或2周的集中实习。
1测量学课程教学中存在的问题
1．1课程内容体系不完全合理
测量学课程教学内容以传统仪器获取地理信息的内容多，获得的成果也以纸质图为主，不利于扩大学生的知识面，也不便于激发学生的创造性，更没能充分体现信息化测绘体系下的测绘成果如何方便快捷地为林业服务，测绘新技术在林业中的应用等交叉融合教学内容比较薄弱。
1．2与课程配套的仪器设备滞后于测绘科技发展
仪器设备的投入严重不足，导致实践教学的内容滞后于生产实践。测绘生产单位早已使用先进的仪器设备进行测绘生产，可是学校由于经费有限，有的购不齐这些仪器，有的虽然仪器种类齐全，但数量太少，学生仅能进行参观性实习，根本不能用于生产性实习。
1．3体现测绘新技术在林业中应用的内容相对较少
开设测量学课程的专业众多，但不同的专业有各自的特点，所以不同专业在掌握测绘基本知识和基本技能的，测量学在不同的专业中的应用应该各有特色。只有不断地完善课程内容设置，强化专业领域特色，才能满足社会对人才的需要，才能充分发挥测量学知识在林业中的应用。对于林业类专业的学生，应突出测量学中的中小比例尺的地形图或遥感影像图在林业资源调查和生态规划等中的应用，发挥大比例尺地形图在精细林业中的作用等。
1．4林业类专业的学生对该课程重视不够
由于测量学不是林业类专业的主干课程，他们认为不过是专业基础课，不太重要，学生普遍对这门课不够重视，加之实验实习使用的仪器设备相对落后，致使很多学生在以后的工作中遇到有关测量的问题不能轻松解决。
实验实习教学环节正是对理论知识进行验证、巩固和提高的过程，同时也是增强学生的动手能力和创新能力的机会。虽然测量学实践教学占有本课程总学时一半的比重，但学生对实践教学重要性认识不足，加之实验实习班级逐渐增多，而实验实习场地并没有相应扩大，实验实习考核较为弹性，学生只是被动地做验证性实验，没能结合林业类专业做些设计性和创造性实验。由于上述原因，导致学生对实验实习环节不是很感兴趣，不能充分达到实验实习教学的目的。
2基于信息化测绘体系的测量学教学改革
基于信息化测绘体系，结合林业科学的特点和要求，从教材建设、教学内容、实验实习环节的建设、考核制度、教学方法和手段以及教师队伍建设等多方面进行测量学教学改革。
2．1教材建设
教材建设是课程建设的—个重要环节。以现代教育理论为指导，前瞻测绘科技发展，面向社会，拓宽测绘领域，组织教师，协同相关高校的教师编写了《测量学》作为林业类专业的测量学教材。正确处理了传统测绘知识与现代测绘理论之间的关系，教材中既有先进的测绘仪器和技术，同时也保留了一部分传统的技术方法。通过学习让学生充分认识到测量学在林业科学和经济建设中的地位和作用。
2．2教学内容
顾及测绘科学技术的发展现状和林业类专业测量学教学的目标定位，将测量学教学内容划分为三部分：基础测绘、专业测绘和现代测绘，基础测绘部分包括：概论、高程测量、距离测量、角度测量、测量误差理论及地形图测绘等；专业测绘部分包括：生物多样性测量、林业资源调查及地形图在林业中的应用等；现代测绘部分包括：数字化测图、GNSS、数字摄影测量、遥感技术及GIS等技术及其在林业中的应用。其中，基础测绘部分是学习专业测绘的基础；专业测绘部分突出体现测量学与林业科学的结合；现代测绘部分主要介绍测绘新技术、新理论在林业中的应用，注重培养学生的创新能力，以适应现代社会和未来发展的要求。授课内容体系按照“基础一应用一提高”的基本思路，循序渐进，既符合高等教育教学规律，又较好的处理了传统测量技术与现代测绘技术内容之间的关系。
2．3加强实验实习环节的建设
(1)加大投入，更新实验设备。
测量学课程的建设和发展，应有基本的设备保障。测绘新科技的发展及新仪器的实用化，对教学硬件提出了更高的要求，学校应加大对测量学教学硬件的投入，建设现代化的测量实验室。教学仪器设备必须进行更新换代，除有传统的必要的仪器设备以外，还要有一定数量的新仪器和新设备，如全站仪、GPS接收机、数字成图软件、GIS软件以及遥感软件等。只有不断引进测绘新仪器和设备，并使之充分发挥效率，学生才能接触前沿知识，与时代同步发展。
(2)加强实验实习基地建设。
集中实习中，实习场地的选择至关重要。在校园内，科学地建设能够基本满足实验实习要求的场地，学生可在基地上进行测绘基本技能的实训。同时，在下属林场建立地形图识读实习基地，此基地地形起伏大、典型地貌明显、生物多样性丰富，可直接将大中小比例尺地形图应用在林业中。若条件允许，也可考虑将测量学集中实习与林业类专业的生产实践相结合。
(3)规范实验室管理。
对实验室实行规范化管理，全天开放实验室，让学生有机会到实验室做实验；建立实验设备共享体系，使学生根据需要选择仪器，以提高学生的动手能力和创新能力；建立仪器借还制度和设备损坏赔偿制度等。对仪器设备进行定期检验和维修，以提高仪器设备的使用效率；正确处理工程生产用仪器与学生实验实习用仪器的关系；加强与兄弟院校或生产单位的交流，到有先进仪器设备的单位参观学习，取人之长补已之短。
2．4考核制度改革
(1)试卷库建设。
为深化考试方法和考试内容的改革，推进考教评分离，使考试管理工作更加规范化、标准化及科学化，促进人才培养质量和办学水平的不断提高，建设了测量学课程试卷库。每份试卷包括选择题、填空题、名词解释、简答题、计算题、综合题和实践操作题等不同类型试题，保证了试卷库从不同角度、不同侧面较为全面考核学生掌握知识的情况，对学生的基本素质与智能进行多角度和多层次的测量，理解记忆、实践操作、综合分析、灵活运用及求异创新等能力应成为测试的重点。
(2)改革课堂教学考核办法。
考试试卷从试卷库中随机抽取，统一进行，阅卷采用流水作业，同一老师评阅同一道试题，评分标准统一了，考试成绩更具可靠性。同时，总评成绩由卷面成绩、到课情况、课堂互动、实验完成情况、作业完成情况及随机回答提问等方面组成。成绩评定方式有效保证了教学质量，端正了学生们的学习态度，认真地对待平时的作业，以更好地掌握测量学课程要求掌握的内容。
(3)改革实践教学考核办法。
由于实践教学自身特点，仅凭上交成果或主观印象来确定学生成绩并不科学，为此必须要量化考核标准，科学合理地安排考核内容和形式。实习成绩以学生在实习过程中的表现、仪器操作技能、成果质量、实习小结和实习日记来综合评定，更为客观公正地评定学生实践成绩。
2．5改革教学方法和手段
学生创新能力来源于学生扎实的学科基础知识、宽广的知识面和较强的动手能力。实现人才培养目标，提高学生的创新能力就必须更新教学观念，加强学生的能力培养。在教学观念上，传统教学只注重知识灌输，不注重技能的训练；只注重动脑能力的培养，忽视动手能力的锻炼；以考试为手段、以高分为目标，使学生偏重死记硬背，以致学生的质疑能力差、辨识能力差、创新意识弱以及创造能力得不到充分发挥。现代教学方法应提倡将学生从被动地学转变为主动地吸取，改变传统的以教师讲为主的教学形式，将“讲课、自学、讨论、实验、答疑”有机结合起来，多运用启发式教学，给学生留有思维的空间，激励学生自己提出问题、思考问题。逐步形成学生参与和师生双向交流的机制，让学生在不同的学习形式中找到学习的兴趣，从而调动学生学习的积极性和主动性。
制作和开发面向教学、面向学生并简单实用的多媒体课件，将复杂、抽象、隐含的原理及过程转化为形象、生动的直观表达，让学生身临其境，充满好奇和主动参与教学。进而达到增强教学效果和提高教学质量的目的。
2．6加强师资队伍建设
