地形测量技术和方法应用分析

霍田成

摘要：地形测量主要是对工程所在地的地层、地貌、岩石、水文、构造等地质情况进行调查，用剖面图或平面图的形式反应各种地形、地质的现象，为工程建设的设计规划与建设提供有用的参数信息。本文对实际地形测量中涉及的各个作业环节进行了阐述，分析了新、旧地形测量技术的测量方法和优缺点，希望为同行业人员提供有限的帮助。

关键词：地形测量 控制网 GPS

随着我国建筑工程质量总体水平的不断提高，地形测量新技术、新设备不断发展。地形测量通过特定的测量符号，将测定并经过数据分析处理后的地表高低起伏形態、地物特征点的平面位置和高程，按照定的比例尺绘制于图纸上，为城市、矿区以及各种工程的建设提供服务，满足城镇规划、矿山开采以及各种经济建设的需要。

一、地形测量技术

传统的地形测量技术采用大经纬仪、平板仪配合小经纬仪、平板仪，以实地测量为主要方法。这种方法受条件限制颇多，而且由于视距长度短，地形尺较沉重，劳动强度较大等特点，测量数据无法保证准确性，工作效率较低。而现在采用的RTK和全站仪测量技术，可录入碎部点信息，在测量的同时画出详细的草图，结束后再将草图传入电脑，编绘成地形图，其精确性相对传统的测量技术有明显的提高。测站和碎部点在无通视的情况下，也能布置部分图根点，且一个组只需1～2人，提高了工作效率。

二、勘探区的地形测量

（一）控制网的建设。地形测量的主要任务是完成测量线和基线的布测、测量线剖面测量、定位测量线基点端点、探井探槽测量等环节的工作。如果要顺利完成地形测量工作，就要依据测量区的自然地理、水文气候和交通等因素合理建立控制网，并确保控制网的精确性、可靠性、灵敏性以及经济性。

传统的控制网建设方法都是以国家等级控制点为基础，根据地形条件、勘探网密度和勘探面积，采用边角网、测边网、测角网以及线型锁等方法建设，这种测量方法受气象和时间等条件的限制较多，以DS3级水准仪和J2级经纬仪为主，实际测量过程中费用高，耗时久，精度低。而随着科技的发展，地形测绘领域引入了现代科学的测量方法，采用GPS技术。这种技术具有全天候、高精度、速度快、抗干扰性好、观测点问无需通视等优点。控制网的控制点效果通常由静态GPS收集数据并经过计算求得，加密点可用全站仪或动态GPS测得。根据测区面积和测图比例尺，工程四等控制网或E级GPS网在10平方公里以内设置。高程控制分成光电测距离和三四等水准的高程导线，面积如果太小，高程控制则由三角高程测量高差改成静态GPS。

（二）测量基线、基点的布测。传统的基线、基点的布测通常是由测量人员在确定的起点处埋设标石，通过控制点用经纬仪对起点坐标进行联测，将经纬仪架设在起点并设置测量基线方位角，再在测量现场依据测量方向线和基线长度测出另一端坐标。还可以用经纬仪确定另端的定向，根据设计长度用红外测距仪测量各个基点，再采用正倒镜法取中点定向，保障点位的准确性。

在地形测量领域引进GPS定位技术后，对地形的测量则运用动态GPS来测起点坐标，再联系基线长度和勘探线方位，算出另一个基线端点的坐标，并根据线放样和点放样的方法，确定另一端点的位置，埋没标石。也可以采用GPS技术，采用线放样法对基线上的基点进行精确实测，按基点到起点的距离，确定基点位置再埋设标石。在选择坐标系统时，要充分结合已经存在的控制资料和图件，建立的GPS控制网，其相邻点位误差要小于0.1m，投影长度的变形值要小于2.5cm/km。

（三）测量线的剖面测量。测量线的剖面要与基线垂直，剖面的测量首先要在基线端点进行放样埋石工作，然后向两边开展施测。传统的经纬仪和全站仪测量法，都只能靠手工记录再经过计算后绘制成图。而当前测绘技术，只需将全站仪架在基点上，极限定向旋转90度后，其正对的方向就是剖面线的方向。全站仪测量法对起点端点的高程进行全信息的记录，并画出草图，测量结束后再将采集的数据传到电脑，用制图软件把草图绘制成剖面图。当用动态GPS测量时，则采用线放样的方法，沿线采集剖面上地形点的坐标和高程，直到剖面两端的设计长度，后将数据传至电脑，用制图软件绘制成剖面图。

（四）地形填图测量。地形填图是以地形图为底图，描绘出岩层和矿体界限，填绘地层符号。传统的测量方法，在测定地质点前，要先采用经纬仪对碎部点进行测量，程序比较繁琐。而采用动态GPS技术进行测绘，其作业环节则相对很简单，例如当比例尺相对较小时，只需手持GPS测定并可以自动记录，再转到地形地质图上。在采用新技术后，地形测量技术中的全站仪和动态GPS取长补短，节省了人力、物力和财力的消耗，增加了工作效率。

（五）钻孔和探槽端点的测量。当进行地形测量未布设钻孔和探槽的端点时，可以根据设计坐标在测量实地把钻孔和探槽的端点位置进行放样，施工后再联测钻孔和探槽，测出坐标的高程。已经存在钻孔和探槽端点的地形，只需对钻空和探槽的坐标高程进行联测。传统的测量方法，采用经纬仪测量时，都采用的是支导线和前方交会等方法，距离地点较近时，采用测地形点的方法。而现在则多采用全站仪或动态GPS技术，直接采用碎部点的方法进行测量。

三、地形测量的过程控制和质量检查

在对勘察区进行测量以前，要对所有的资料进行正确地分析和验证，并确保仪器设备的可靠性和有效性。测量过程中的各作业环节和工期的质量控制，要严格按照测量规范的要求执行，生产计划部门要保障本测区技术方案的执行和有效性。同时，质量检验部门要认真检查、监督本测区的测量过程和最终结果。

四、结束语

随着科技的不断进步，我国建筑工程质量的总体水平不断提高，测绘新技术新设备不断发展，传统的地形测绘技术已经无法满足地形测量的需求。在地形测量过程中，要综合性的、灵活地将新技术新设备与传统测绘技术中的设备相互结合，组织并协调人员的分工与环境的利用，保证地形测量的精度，共同努力，提高工作效率和经济效益，促进地质行业的更好发展。endprint