時間：2023-03-22 17:42:45
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關鍵詞：測繪，新技術，工程測量，應用，研究
1.概論
傳統工程測量技術的服務領域主要包括水利、交通、建筑等行業，隨著計算機，網絡技術的發展、測量儀器的智能化，數字化測繪技術得到了廣泛的應用，而全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）、攝影測量與遙感（RS）以及數字化測繪和地面測量先進技術的發展，測量數據采集和處理的逐漸自動化、實時化和數字化，工程測量的服務領域也應進一步延伸，以滿足不斷提高的社會需要。
2.工程測量中的數字化技術
2.1地圖數字化技術
在建立各種GIS系統時，對原有地圖進行數字化處理，在建庫工作中占據了相當大的工作量，各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖，若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數字化儀將其輸入計算機，經編輯、修補后生成相應的數字地圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器，針對大比例尺地形圖，大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真的對地圖進行數字化處理。論文格式。
2.2數字化成圖手段
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統工程測量的重要內容，常規的成圖方法野外工作量大，作業艱苦，作業程序復雜，同時還有繁瑣的內業數據處理和繪圖工作，成圖周期長，產品單一，難以適應社會飛速發展的需要。論文格式。而數字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于等特點。目前，數字化成圖技術有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法，主要設備是全站儀、電子手簿等，其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。論文格式。
3.數字測繪在數字地球中的應用
簡言之，數字地球就是把經濟和社會發展方方面面的信息，加載于一個統一的地理坐標框架中按數字的形式存貯于計算機，任何機構或個人均可通過網絡通訊技術，足不出戶便獲取所需的信息做到“秀才不出門，全知天下事”。數字地球是一個十分龐大的系統工程，技術復雜，涉及部門多，沒有任何一個部門或團體能單獨承擔，它需要地球科學、信息科學，空間技術才眾多應用部門的配合。測繪作為地學和信息學的重要組成部分，在國家空間數據基礎設施建設中具有不可替代的地位，空間基礎信息的獲取、處理，向信息高速公路提供內容豐富、形式多樣的信息貨物等工作已歷史地落在測繪工作者肩上。可以說，數字地球始于測繪。我國測繪部門從20世紀八十年代初期開始，對傳統測繪技術進行了大規模的數字化改造。傳統的光學定位技術已被光電技術，GPS技術所取代，傳統的白紙測圖已被數字測圖和地理信息系統所取代，以地面測量為主向以衛星定位（GPS）、衛星遙感（RS）測繪等高技術為主的對地觀測方面轉變，被動的靜態測量向動態的實時測量方面轉變測繪部門在數字地球基礎框架建設方面做了大量工作，主要包括：建立了全國A級、B級GPS網；完成了全國1：100萬、1：25萬基礎地理數據庫和數據服務設施；建立了國情和省情綜合地理信息系統，研制成功了從遙感立體影像自動建立數字地面模型的數字攝影測量系統；研制成功了數字高程模型（DEM）、數字正射影像（DOM）、數字線劃圖（DLG）、數字柵格圖（DRG）等“4D”產品生線。數字地球的雛形已經形成。
4.工程測量中的地理信息（GIS）技術
GIS是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興學科。已成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段與工具。其技術優勢不僅在于它的集地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程，還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業，在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃土地管理、區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用。采用GIS、數據庫、內外一體化測圖、掃描矢量化及全數字攝影測量等技術，為專業信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息，以建立各類專業信息系統，從而實現管理的科學化、標準化、信息化。
5.工程測量中的數字攝影測量技術
數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品。全數字攝影工作站的出現，加上GPS技術在攝影測量中的應用，使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進。隨著全數字攝影測量系統的應用，攝影測量產品已經從影像圖等向4D產品轉化，為建立各類專業的信息系統和基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保證。
6.工程測量中的遙感( RS)技術
遙感（RS）技術由于大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應用于工程測量領域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。
7.工程測量中的3S集成技術
3S（GPS、GIS、RS）技術的結合，取長補短，是一個自然的發展趨勢，三者之間的相互作用行成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即GPS與RS為GIS提供區域信息及空間定位信息，而GIS進行相應的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數據中提取有用的信息并進行綜合集成，使之成為科學的決策依據。諸如三峽工程、南水北調工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程，其施工范圍大、物流量大、施工周期長等，而3S技術為該類大型工程提供了最有效的數據及信息采集、分析處理、表達決策的工具。
8.結語
伴隨著測繪新技術的不斷進步，現代工程測量必將朝著測量內外作業一體化、數據獲取及處理自動化、測量過程控制和系統行為智能化、測量成果和產品數字化、測量信息管理可視化、信息共享和傳播網絡化的趨勢發展。
【參考文獻】
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[2]李建松．地理信息系統原理[M]．武漢：武漢大學出版社，2006．
[3]李青岳．工程測量學[M]．北京：測繪出版社，1995．
關鍵字：GPS;控制網；工程測量；問題；
1 引言：
GPS是全球定位系統的簡稱，英文全稱為“Global Positioning System”，最初是美國國防部為了軍事目的而研制的。但是隨著美蘇冷戰的結束全球經濟開始復蘇，此時美國的重點開始從軍事轉移，于是在這樣的背景下，公布了在不影響的美國國民安全的前提下取消SA政策。這一項公布不僅推廣了GPS技術的應用，而且還側面的刺激了GPS民用市場的發展。由于GPS擁有全球性，全天候性以及高精度性，在經濟高度發展的今天開始逐步應用于刺激國民經濟發展例如車載導航，工程測量，精細農業和緊急救生等等。而本文所要探討的主要是GPS在工程測量方面的應用。
工程測量首級控制網主要是通過布設GPS控制網來完成的，而由于GPS的興起時間并不長，所以GPS控制網在工程測量方面還是存在問題的。所以本文的重點便是研究GPS控制網在工程測量方面應該注意的問題，從而提高GPS在工程測量方面的精確性。
2 GPS控制網在工程測量方面的應用
在中國隨著經濟的發展，各種工程建設也隨之發展起來。工程多樣性的增加也對工程勘測技術提出了更高的要求，以前常規的測量方法已經很難滿足。GPS技術不僅精度高而且抗干擾好，在幾十公里范圍內的點位誤差只有2厘米左右，精度高，實測工期短，具有明顯的經濟和社會效益。
GPS控制網布設原則一般采用逐級布網法，所以GPS控制網在工程測量中注意問題應該主要從GPS的測量精度和起算數據的問題及GPS控制網圖形設計處理三方面進行考慮。
3 GPS控制網在工程測量中應當注意的問題
3.1 GPS控制網的測量精度問題
GPS之所以在工程測量中被大量采用，主要原因就在于GPS技術具有高精度的特性，所以在進行GPS控制網布設時一定要十分注意GPS測量數據的高精度性。
3.1.1精度標準選取問題
在GPS測量中精度的標準通常用控制網中相鄰點之間的距離中誤差表示，其計算模式為：σ2=a2+(b*d)2;其中σ表示距離中誤差，a固定誤差，b比例誤差系數，d相鄰點的距離。“在2001年頒布實施的“全球定位系統（GPS）測量規范”中將GPS的測量精度分為AA~E六級（見表1）。其中AA、A、B三級是國家GPS控制網，C級主要用于大、中城市及工程測量的基本控制網，D、E級主要用于中、小城市、城鎮及測圖、勘測、建筑施工等控制測量。”根據表1和誤差計算的數學表達式可以知道，在GPS控制網進行工程測量時我們應該注意針對不同的地區，不同的測區大小和不同的用途合理的劃分GPS控制網的等級從而得到精度標準。并在追求精度的最高化時不忽略質量和成本。
3.1.2 測量數據精度問題
合理的選取精度標注對于GPS控制網有著重要意義，但是我們最終得到的數據還是來源于測量，所以對于精度的保證還需注意測量數據的精度性。所以在布設控制網時我們需盡量減少測量數據的誤差。一般情況下主要從選點和測量上進行考慮。
在選點時應該盡量遠離電磁波干擾，所以選點時應該保證周圍200平米范圍內不存在電磁波發射塔且選點區域盡量保證開闊，再者考慮到GPS傳導原理我們應該在選點時原理多次反射地形，從而使得測量數據更加可靠。
在測量時為了保證數據的精度一般采取整體和局部兩種方式考慮，局部上是提高相鄰點之間的相對精度，其中主要通過采用多次同步觀測獲得。而整體考慮則是在全局之上布設框架網，且在布設的過程中保證網中最小異步環的邊數不大于6，另外為了精度的高度精確性還應在布網的過程中引進高精度激光測距，用它的數據和GPS控制網數據相結合考慮。
3.2 GPS控制網基準問題
坐標起算數據的后期處理，一般情況下我們需要通過GPS控制網得到的是屬于國家和地方獨立坐標系的坐標，然而我們測量到的卻是屬于WGS84坐標系的三維坐標差的GPS基線向量。所以在GPS控制網進行工程測量時我們另一個需要注意的是GPS控制網的基準問題，也就是對采用坐標和起算數據相關問題的注意。
對于GPS基準問題主要包括起算點，起算邊長和起算方位的選取。首先針對于起算點我們應該從用戶的要求出發，若需要和舊成果保持充分關聯，則起算點越多越好，否則只需要選擇3到5個來保證即滿足了老成果的一致性又考慮了新成果的高精度。再者對于起算邊長的選取則盡量選擇高精度激光測距邊作為起算邊長，最后對于起算方位的選取應該滿足位置任意，數量適宜的原則。
3.3 GPS控制網圖形設計問題
GPS控制網的圖形設計直接關系到控制網的主要用途和是否滿足用戶需求，所以在GPS控制網的設計上我們除了追求所測數據的精確性和GPS控制網基準外還應該注意GPS控制網的圖形設計。只有設計出合格的GPS控制網圖形才可以即能保證數據質量又能降低成本。
對于GPS控制網圖形設計的原則一般是為“采用閉合圖形提高可靠性；保證與原有地面控制網的重合點數大于3便于確定轉換參數；網點保證視野開闊，交通便利并與水準點重合，另外C、D、E級控制網點應有1~2個方向通視”所以對于GPS控制網圖形設計的問題我們應該保證在滿足原則的情況下，降低成本、減少誤差、保證質量。
對于GPS控制網的選取應該充分考慮用途，對于如今的GPS控制網主要有三種形式分別是“三角式，星狀網，附和線路和環形網”分別如圖1，圖2，圖3，圖4所示。每一種形式都有不同的優勢和缺陷，我們需根據實際需求進行選擇，而不是一味的套用。一下我們以三角式網和環形網舉例。因為一般情況下多采用三角網和環形網，對于較復雜的采用兩者混合模式。
如圖一，圖二所示分別為三角網和環形網，三角網正如它本身的結構構造一樣優勢是可靠性高，自檢能力好并且可以有效發現觀測成果的誤差大小但是缺點就是精確度高的同時工作量太大。環形網相比三角網可靠性和自檢性有所降低，但是總體來講還是相對較高，并且工作量大大減小，主要的缺點是相鄰點的精度分布不均勻。
4 結束語：
科技迅猛發展，GPS技術必將在以后的工程測量中占據越來越重要的位置，如何更好的掌握GPS控制網技術將直接影響到一個工程組的未來發展。推進技術發展的原動力就是發現問題，所以本論文就GPS控制網的相關問題進行討論，并借此希冀以后的GPS控制網技術可以越來越先進，在保證高精度的同時，減低成本。參考文獻：
[1] 袁建平,方群,鄭諤.GPS在飛行器定位導航中的應用[M].西安:西北工業大學出版社,2000.288-291.
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關鍵詞：水利工程；地理測量；GPS；CORS
中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：
一、引言
近年來，隨著世界氣候的不斷變化，極端天氣出現的頻率越來越高，水利工程在近幾年旱澇并存，嚴重影響了周圍人民生產水重和生活質量。為此，采用有效的實地測繪技術成為解決旱澇問題的關鍵點。本文結合某水利工程地理測量實例，就連續運行衛星定位系統CORS技術進行分析與研究。
連續運行衛星定位系統（Continuously OperatingReference Stations，CORS）是當代 GNSS 測量的前沿技術。是由基準站網子系統、數據控制中心子系統、流動站子系統、數據通訊子系統和數據子系統構成，將衛星定位技術、測繪學、氣象學、地理信息系統、計算機技術和現代通訊技術結合為一體。于2011年正式向國內用戶提供高質量的各種不同精度的時間和位置服務信息主要服務于大地測量、工程測量、氣象監測、地震監測地面沉降監測、社會公共定位導航服務等領域。
二、地理測量應用實例分析
某水利基礎地理測量工程，采用GPS連續運行衛星系統（CORS）在地形圖測繪、專題數據采集、植被調查等方面發揮了重要作用。本文就GPS 連續運行衛星系統 CORS 在本工程基礎地理測量中的具體應用進行論述。
2.1地理測量方案的選擇
本工程基礎地理測量主要是對湖區水下地形、湖濱區岸上地形及五河入湖段的河道地形的測量測區范圍達到6000多km2，且大部分測量任務涉及到水域，這就要求測量方式必須滿足長距離、大范圍、高精度的作業特點。
常規GPS RTK是基于臨時基準站和流動站觀測的衛星相同、電離層和對流層誤差相關，從而消除或降低這些誤差的影響，提高基線測量精度。但是隨著距離的增大，這種誤差相關性逐漸衰減直接導致測量精度降低。
在理論方面常規GPS RTK測量的作業范圍可以達到10～15km，然而通過多年的GPS測量經驗發現，各種不同的儀器型號，不同的作業環境使得GPS RTK測量的作業范圍受到很大影響。
水利測量一般都是地形較為復雜，遮擋較為嚴重的區域，加之水利測量對高程精度要求很高，這就導致常規GPS RTK測量的作業范圍只能控制在6～7km。
CORS 通過在該地區建設了50個連續運行基準站，構建了高精度、高效率、高時空分辨率的全球導航衛星系統綜合信息服務網，精確測定這些基準站的位置及變化率，基準站連續接受衛星信號，將信息傳送至數據處理中心，數據處理中心同時接收流動站發送的接收機概略位置信息，數據處理中心會根據流動站的位置選擇與之較近或定位精度較好的基準站信息，虛擬出一個參考站，然后根據各基準站上誤差信息通過一定的數學模型解算出該虛擬站的誤差，虛擬參考站的位置一般在流動站周圍5m范圍內，保證了虛擬參考站與流動站誤差相關性。這種虛擬參考站技術解決了常規GPS RTK測量因基線距離的增大而導致測量精度降低的問題。
CORS測量與常規GPS RTK測量相比較，減少了架設臨時基準站，減少了外業工作人員，解決了因距離增大而導致的精度降低的問題。從而保證了大面積水域無法架設臨時基準站和長距離，大范圍作業測量精度，節約了人力資源和設備資源。
2.2 地理測量技術在工程中的應用
本工程基礎地理測量D級GPS控制網采用國家2000坐標系，1985國家高程基準，全網共布設D級GPS點197個，聯測水準129個，其中三等水準點85個，四等水準點44個。這些控制點布設均勻、點位穩固，網形布設合理，成果可靠，各項精度指標均優于規范要求。
該工程基礎地理測量項目中的分項專題地理數據測量主要是對湖區周邊的重點圩堤及其附屬物進行測量，測量范圍涉及到全湖區。利用CORS根據地區基礎地理測量D級GPS控制點成果采集專題地理數據的同時，對CORS測量點位精度進行了統計分析
采用Trimble 5800雙頻接收機，測量方法采用多歷元靜態已知點測量，在每個已知點上測量兩次，每次采集30個歷元，最后求其平均值，作為觀測數據。最后對觀測數據進行系統內符合精度統計和外符合精度統計，從而分析 CORS 測量點位精度。
系統內符合是各個歷元觀測值之間的比較，是工程測量中點位精度的主要參考值。具體統計方法是，計算每個觀察點的三維坐標的各分量所有觀測值的算術平均值，將該平均值作為參考值與測量值求差。根據公式（1）計算定位結果在X、Y、H方向的內符合精度算術平均值中誤差，統計結果見表1。
表 1CORS 內符合精度統計與外符合精度統計
外符合精度是將各測點Trimble 5800雙頻接收機通過本身自帶的解算模塊求得的2000 國家大地坐標系下的坐標與將鄱陽湖基礎地理測量D級GPS 點坐標求差。根據公式（2）計算測量點在X、Y、H方向的外符合精度中誤差。
從表1可以看出，CORS系統精度較高，完全可以滿足各種比例尺的地形圖測繪，根據 CORS系統內符合精度和外符合精度統計，結合多個項目的測量經驗，綜合考慮工程質量、工作效率、勞動強度等因素，利用CORS完全可以替代四等及四等以下等級的水準測量。
2.3 CORS測量中應注意的問題
2.3.1 CORS 測量外部影響因素
在CORS 測量中，在測量過程中流動站接收機需要接收來自測繪局數據處理中心通過數據通訊系統（如移動公司等）發送的差分數據和流動站接收機本身接收到的衛星數據，這兩種數據的質量，測量人員無法干預，如果這兩種數據有中斷或數據質量不好會直接導致測量精度降低或無法測量。對此，測量人員只能選擇GPS衛星分布均勻、接收到的衛星數量多、基站差分信號好的時間段進行測量作業。一般情況要求接收衛星數量多于5顆PDOP值小于6時進行CORS測量。
2.3.2 CORS 測量作業人員應注意的問題
在CORS測量中，作業方式得到很大程度的簡化。一般情況下，一名測量作業人員攜帶一根測桿，在測桿頂端安裝流動站接收機，測桿中部安裝操作手薄，這樣就可以進行外業測量。對于地形圖碎部點采集，這種簡易操作完全可以滿足精度要求，但是對精度要求高的圖根點、等級點測量就會造成人為的精度損失。對于精度要求高的等級點測量，建議測量人員在等級點位上架設三腳架，進行嚴格對中、整平3次量取儀器高求其平均值做為儀器高程數據，分不同時段、測量多個歷元，取平均值作為最終結果。
三、結束語
常規RTK測量是GPS技術發展的基礎，連續運行衛星定位系統（CORS）則是RTK技術的最新發展，它克服了常規RTK測量的諸多不足，降低了測量成本，提高了工作效率及工程質量。由于水利測量大多數屬于地形復雜區域，如河道、湖泊、 山區等，在這種復雜地形條件下，利用CORS測量，將會為水利工程建設快速提供高精度測繪資料。但是，測量也同樣存在自身的不足，比如衛星遮擋嚴重，導致流動站接收機無法接收衛星數據或衛星數量小于 顆時，數據通訊系統無法覆蓋區域，無法完成測量工作等等，需要測量人員采取有效的結合方法，提升工程測量的質量水平。
參考文獻：
[關鍵詞] 水利工程測量 水利水電建設 測繪產品 學科發展 報告
1 引言
工程測量是研究各類工程建設在規劃、設計、施工階段以及運行管理全過程、全方位測量工作的科學技術，是一門應用測量學科，是多專業測繪的綜合學科。水利工程測量是工程測量的重要分支。其主要工作內容，包括為滿足水利水電開發、水資源利用保護、流域綜合治理規劃、防汛減災、科研、水利工程建設等領域需求，提供與地理位置有關的各種綜合或專題信息。它是水利水電建設宏觀管理、資源調查開發、水環境保護、區域經濟規劃、土地利用開發等不可缺少的前期基礎性工作。正確認識我省水利工程測量發展現狀和存在的問題，研究和制定我省水利工程測量學科發展的對策和措施，對我省水資源綜合開發利用、防洪減災和水利工程建設具有十分重要的意義。
2 福建省水利工程測量發展現狀與存在的問題
2.1 水利工程測量歷史沿革
建國以來，水利工程測量作為建設現代化水利事業的一門重要基礎學科，通過廣大水利水電測繪工作者的共同努力，初步形成了一定規模的測繪專業隊伍和技術力量，為福建省水利水電開發、水資源利用保護、防汛減災以及改善生態環境等方面，做出了積極的貢獻。
在20世紀50～70年代，先后組建了福建省閩江流域測量隊、精密水準測量隊，晉江流域、九龍江流域、農田水利測量隊，1958年以后又相繼成立了福建省水利水電勘測設計院、福建省九龍江規劃隊、福建省水利規劃院以及各地市的測量隊。基礎測繪隊伍曾達到300人左右。主要工作是承擔閩江流域平面、高程網的建立和1/萬流域地形圖測量、負責全省各流域二、三等精密水準測量、“五江一溪”（閩江、晉江、九龍江、汀江、賽江、木蘭溪）及鰲江等流域的平面和高程控制和小比例尺地形圖（1：2.5萬、1：1萬、1：5千）的測量工作、負責晉江流域灌渠測量、九龍江流域規劃及灌渠測量、相繼完成了各大、中、小型水利水電工程的三、四等三角平面控制網測量、高程控制測量以及水利樞紐建筑物地形圖測量等。這期間，完成的水利水電工程測繪產品有：二等水準1925公里，三、四等水準10418公里，三、四等三角點4753點，五等三角點12576點，1:5千地形圖測量1578km2，1:1萬地形圖12046 km2，1:2.5萬地形圖422 km2。
進入80～90年代，面臨我國改革開放的大好形勢，科學技術在各個領域得到突飛猛進的發展，測繪的儀器設備和技術手段也在日新月異的變化。為適應社會經濟發展的要求，水利水電基礎測繪隊伍也在不斷地調整和改變，整合后的測繪隊伍更加精干和專業化。2000年以后，隨著測繪儀器設備不斷更新完善、測繪新技術的應用日臻成熟、各種數字化測圖軟件、系統管理軟件不斷推廣和引進，用現代測繪先進技術逐步對傳統測繪技術進行了更新，基本完成了對傳統測繪產品的現代化技術改造。
2.2 測繪人員隊伍及設備基本情況
“十五”期間，全省水利水電工程測繪專業隊伍約有15家，其中有2家分布在省級單位，有8家在地市級單位，其它縣級單位的有5家。具備甲級測繪資質的單位目前僅有1家；乙級測繪資質的單位有3家；丙、丁級測繪資質單位的約有11家。
全省水利各部門中，專門從事基礎測繪工作的專業人員約有140人，其中大學本科學歷有46人，占總人數的28.6％；大中專學歷有54人，占總人數的38.6％；具備初級以上職稱的專業技術人員有88人，占總人數的62.8％，其中教授級高級工程師1人，高級工程師12人，工程師43人。
據初步統計，目前全省水利系統已擁有多種精度和型號的全站儀61臺、GPS接收機32臺套、水準儀127臺、經緯儀92臺、測深儀7臺套以及計算機、對講機等辦公系統輔助設備。儀器設備投入總資產達1600多萬元。特別在“十五”期間省級設計勘測單位投入較多的財力，引進多種型號的GPS接收機，具有自動采集、觀測數據自動處理功能的各種型號全站儀、可施測高精度等級的水準儀，擁有較為先進水平的測量平差計算軟件和計算機數字化成圖軟件。這些高精尖設備的投入和使用，在“十五”水利水電建設中發揮了重要作用，取得較好的經濟和社會效益。
2.3 水利工程測量工作成效
建國以來全省的水利水電工程建設取得輝煌成就，特別是改革開放以后，進行了大規模的水利水電基礎設施建設，興建了大量的水利水電工程。截至2006年末，全省已建成大、中、小型水利工程56萬處，引水工程18.33萬處，水庫5.45萬座，總庫容135億m3，年總供水量191.57億m3，修建江海堤防5410km，圍墾灘涂造地128.58萬畝。此外，還修建各類大中小型水電站6000多座，裝機近1000萬kw。“九五”、“十五”期間，相繼完成了水利水電工程測量項目230多項，其中省重點工程的項目10項，完成的總產值約2800多萬元。在基礎測繪工作中，累計完成國家三、四等水準測量1627公里；布設三、四等平面控制網點2329點；完成了各等級的電磁波測距導線1020公里；累計完成了1:500～1:5000比例尺的專業地形圖833.4平方公里；施測各種斷面數千公里。這些測繪成果，在水利水電的規劃、設計、施工、工程建筑物的變形監測、工程運行管理和決策等方面發揮著極其重要的作用，為我省水利水電工程建設的順利實施，提供了有力的基礎保障。
目前，正在進行的水利工程測量有全省大中小流域綜合規劃、全省水資源及開發利用綜合規劃、全省中等以上城市防洪排澇規劃、莆田木蘭溪下游防洪整治工程、晉江下游防洪岸線整治工程、閩江下游北港南岸防洪排澇工程、閩江上游富屯溪、金溪、尤溪防洪工程、九龍江下游防洪工程、晉江市小流域整治工程、福州市內河整治工程、晉江、石獅、湄洲灣南岸供水二期工程等40多項水利工程；正在進行的水電工程測量有全省中小抽水蓄能電站規劃、全省風電廠選點規劃、仙游抽水蓄能電站、福鼎抽水蓄能電站、福州鼓嶺蓄能電站、福安上白石水電站等30多項水電工程。這些水利水電工程的測量普遍采用“3S”及數字測繪技術，高效、快速地為項目的勘察設計和建設提供數字化測繪產品。
在科技進步與創新、新技術推廣應用方面，水利工程測量取得的成績尤為突出，近年來在福建省水利水電勘測設計研究院和福建省水利規劃院兩個龍頭單位的帶領下，對GPS、RTK、數字成圖等先進設備與技術進行了廣泛深入的研究應用與推廣，并先后獲得了4項福建省科學進步三等獎、1項福建省水利廳科技進步一等獎、3項福建省科技進步二等獎、2項福建省水利廳科技進步三等獎、1項福建省優秀勘察設計三等獎。2006年至今，兩單位還成功申請承擔了2項水利部“948”引進國際先進技術項目，成功引進了瑞士安伯格TMS隧道測量系統關鍵技術與設備、美國NAVCOM全球雙頻單機高精度GPS差分系統。
2.4 存在的主要問題
綜觀我省水利工程測量系統的隊伍、儀器設備使用、技術發展水平、測繪成果管理狀況，以及水利行業各部門對基礎測繪的認知存在著差異，決定了水利基礎測繪建設和發展的艱巨性和復雜性。水利基礎測繪仍存在亟待解決的問題。
2.4.1 基礎測繪數據落后，成果現勢性不強
我省的水利水電測繪所使用的平面坐標系統大部分采用54北京坐標系統或以某地區為參心的近似54北京坐標系統或稱工程獨立坐標系統，與國家現行的80西安坐標系統不能接軌。同時我省早期布設的等級大地控制網已經使用了二三十年，網點數量不足，長期沒有復測，又在大規模基礎設施建設過程中受到嚴重破壞，可利用率低，已不能滿足當今社會發展之急需。
在高程系統方面，有多種高程系統（如羅零高程系統、石壟高程系統、馬肚底高程系統、1956年黃海高程系統、1985年國家高程基準等）長期并存，雖有換算系數，但其精度不一，資料陳舊，造成水利水電規劃、設計、監測等部門使用不便和混亂。
基礎測繪主要的產品成果體現在各種比例尺的地形圖上，隨著國民經濟飛速發展，流域內各種地理要素發生了很大的變化，現存的地形圖成果資料，大部分為傳統的白紙測圖資料，部分成果資料已失去使用價值。因此無論在內容和形式上，地形圖成果遠遠不能反映經濟和技術發展帶來的地物地貌變化，現勢性很差。
經過數十年的建設，我省水利水電已建成眾多包括水庫、水電站、水閘、堤防等大中型的水工建筑物。長期以來，我省水工建筑物的變形觀測工作主要是由工程的施工建設單位和運行管理單位施測的。由于觀測隊伍不穩定、儀器設備陳舊、手段落后、技術水平參差不齊、數據綜合分析處理不科學等原因，造成變形觀測成果質量低劣或安全性評價不合理。特別是建設于上世紀50～70年代的水庫，普遍未建立完整的大壩及庫區變形觀測系統，有的甚至從未進行過變形觀測，各水庫的其他地理數據也相當陳舊。這給現在正在進行的水庫除險加固工作和后續的運行調度管理工作帶來巨大困難，一旦發生險情將給水庫下游居民的生命和財產帶來巨大損失。
2.4.2 專業測繪人才匱乏
人才隊伍是保障工程測量成果質量的必要條件，更是進行高新技術推廣應用與科技創新的基礎。由于歷史原因，專門從事測繪的人才多為相關專業轉行從事測繪工作。近十幾年期間引進的專業測繪技術人才相對較少，能夠熟練應用、掌握現代測繪高新技術（如地理信息系統、遙感影像技術）的人才尤其稀缺。
2.4.3新技術應用滯后，科研投入不足
我省水利水電大多數測繪隊伍的基礎設施建設與其他行業的測繪隊伍相比較，仍處在較低的水平。發展不平衡現象十分突出，在大多數地縣級測繪部門，設備落后、手段陳舊，高精尖的儀器設備投入不足，在現代測繪技術軟件的配置上更顯得薄弱，大大影響了傳統測繪生產模式向現代化測繪技術更新改造的步伐，無法滿足現代化水利建設對測繪產品的要求。現階段為規劃設計提供的測繪產品大部分仍停留在目視解釋上，缺少計算機圖像處理系統和數字化裝備，水利水電系統尚未完全引進數字化測量系統，服務于水利水電建設的專題地理信息系統還沒有投入較多的力量進行研究開發。
2.4.4 行業管理機制尚未建立，服務體系不健全
目前，水利系統的測繪技術管理仍處于各自為政的局面。各部門在規劃設計各個階段的報告、圖件以及采用的基礎測繪資料未作評價、分析或審查，給水利水電建設帶來巨大隱患。同時，各測繪單位間缺少交流平臺，成果未能做到共享，造成重復測繪的浪費。
3 水利工程測量的發展目標和應用前景
3.1 發展目標
水利工程測量的發展目標是從傳統的測繪技術向數字化測繪技術轉化，從模擬測繪產品向4D產品轉化，從傳統的測繪產業向水利地理信息產業轉化。積極推廣和應用新技術，促進水利工程測量技術方法和手段的更新換代，充分利用GPS、GIS、RS和“3S”集成技術以及數字化測繪技術和先進的測繪儀器等高新技術。加大人才引進和培養力度，加強新技術的研究和推廣應用，不斷拓寬水利工程測量服務的新領域。逐步實行測量數據采集和處理的自動化、數字化、實時化和智能化；測量數據管理的科學化、標準化、信息化；測量數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化。建立健全水利工程測量管理體制和投入機制，促進水利工程測量數字化、自動化、信息化體系的形成，提高水利工程測量的技術水平和服務水平，提升測繪對水利水電各部門需求的保障能力。
3.2 應用前景
在水利規劃設計和水利工程建設中的應用前景。我們可以充分利用GPS、GIS、RS和“3S”集成技術以及數字化測繪技術和先進的測繪儀器等高新技術，為水利水電工程規劃設計和建設更加快速、高效地提供三維可視化數字地形圖和水利綜合信息專題圖，從而使規劃、勘察設計的工作效率、科技含量和成果質量大幅提高。
在防災減災中的應用前景。防災減災歷來是福建水利的重大課題。為保障人民生命財產的安全和國民經濟可靠持續發展，“九五”期間，省委、省政府做出了建設具有福建特色的防災減災五大體系（即蓄水工程體系、江海堤防工程體系、江河洪水預警報體系、中尺度災害預警報體系、生物防御體系）的重大戰略部署。我們可以充分利用數字化測繪和“3S”集成等高新技術，通過逐步建立全省海堤防的水情、水庫調度等專題地理信息系統（GIS）和流域三維可視化系統，在江河洪水預警報體系、中尺度災害預警報體系、生物防御體系中發揮更大的作用。
在水環境和水土保持建設中的應用前景。隨著社會經濟的發展，水污染嚴重，因此保護水生態，實現可持續發展成為當務之急。在水環境和水土保持建設中，可以利用采集的三維數字地形圖數據，建立數字高程模型，進一步建立水資源、水環境、水生態、水土流失等專題地理信息系統（GIS），為水資源保護、規劃、建設和管理提供科技保障和服務。
4 水利工程測量發展的對策和措施
4.1 推進各大流域及區域測量基準體系建設
4.1.1 建立和完善主要江河流域、海岸、水庫群的高程控制系統
針對我省高程控制系統落后、成果現勢性不強的弱點，有必要在全省各主要大流域（特別是“五江一溪”和海岸線）有計劃、有步驟地布設與國家高程系統相匹配、以二、三等水準網為基礎的水利專用高程控制網。在此基礎上，以四等水準網方式，聯測已有的局部地區工程控制網，逐步完善各區域中小流域和水庫群的高程控制。
4.1.2 建立和完善主要江河流域平面控制系統
平面控制網是進行各項測量工作的基礎，具有控制全局的作用。未來期間，重點在“五江一溪”及主要江河流域內，根據水利水電防洪減災、規劃設計、工程建設的需要，按輕重緩急的工作原則，以流域或區域為范圍，有計劃地布設三等、四等GPS控制網點約400個。經整體平差后，形成覆蓋流域與現有國家坐標統一的水利水電專用控制網，更好地滿足各種比例尺基礎測繪和工程建設的需要。
4.1.3 建立和健全全省大中型水工建筑物的變形觀測體系
建筑物變形觀測是水利工程測量工作的重要組成部分。其目的是監測建筑物在施工或工程運營期間內的穩定性和安全性，研究其變形的原因和規律。經過數十年的建設，我省水利水電已建成諸多包括水庫、水電站、水閘、堤防等大中型的水工建筑物。今后，以確保水利水電建設工程施工期和運營期的安全可靠為目標，一是加強變形觀測工作的技術改造，逐步應用全能激光儀、自動垂直儀、電子測斜儀等光電儀器，引進和推廣近景攝影測量、電子精密水準測量、變形監測機器人、實時GPS測量等新技術的應用。二是提高觀測數據的分析處理能力，應用數理統計方法、回歸分析方法，發揮計算機的強大功能，研究和建立可靠的觀測數學模型，使得由單一變量統計分析發展到多變量動態的定性定量統計分析，對建筑物的安全提供更可靠的預測與預報。
4.2 加快測繪高新技術的開發和應用
4.2.1積極參與水利信息化建設
水利信息化是國家以信息化改造和提升傳統產業思路在水利行業的具體表現，是帶動水利現代化的重要措施之一。水利工程測量面臨較好的發展機遇，我們應抓住這個發展機遇，加速自身的技術結構、生產組織結構和產品結構的轉化。一是對已有的基礎測繪資料進行系統分析，充分利用國家、地方和行業內已有的成果資料，對計劃開展的基礎測繪項目和需要完善的基礎測繪工作做好數據的收集和采集工作；二是加速傳統水利水電測繪產業向地理信息產業的轉化，逐步形成一個能夠承擔全省水利水電地理信息采集、處理、維護、分發等任務的專業測繪隊伍和基礎信息中心；三是加快新技術開發和應用。鼓勵和支持地理信息系統的增值開發，研制不同種類、不同尺度、不同形式的數字測繪產品，不斷引進、開發和更新數據采集和管理的軟硬件設備。四是加強與測繪行業內及水利行業其他專業的合作，積極參與“數字福建”、“數字水利”建設，拓寬服務領域和范圍。五是建立測繪信息網絡共享、管理與交流平臺。
4.2.2 加強先進技術和設備的推廣及應用，鼓勵科技創新
加強先進技術和設備的推廣及應用的主要任務是：逐步更新升級現有設備的功能與技術，引進和推廣應用國內外先進的測繪裝備與技術。逐步在全行業推廣普及對高端全站儀、動靜態GPS、GPS連續參考站、數字水準儀、內外業一體化數據采集與處理、數字化成圖、衛星遙感影像、三維虛擬現實等先進設備與技術的應用。
加大科研力度、鼓勵自主創新。隨著各類先進軟硬件設備與技術手段的繼續引進，自主創新與獨立研發的方向將向測繪生產智能化、網絡化應用等高新技術領域延伸，水利水電工程測量可結合自身的專業特點和相關測量成果應用部門的獨特需求，積極開展數據采集與處理系統國產化研發，爭取在科研領域有新的突破。
4.2.3 注重人才培養
水利工程測量人才隊伍建設的主要任務包括：① 引進高素質、高層次的測繪人才；② 組織培訓和科技交流，提高測繪人才的學歷和職稱層次，形成以大專為基本、本科為主力、研究生為骨干的測繪人才隊伍；③ 培養一批測繪行業科技帶頭人和專家型人才，并為他們充分發揮作用創造條件；④ 做好注冊測繪師的認定、考核工作和測繪行業特有工種職業技能鑒定工作，造就高水平的水利工程測量隊伍。
4.2.4 推進水利水電測繪地理信息系統（GIS）的建設
地理信息系統（GIS）作為一種特殊的管理系統, 它以空間數據為基礎，可進行空間數據及屬性數據疊加分析，方便快速提取用戶關心的信息，通過地面模型自動生成功能及三維空間處理模塊，可實現虛擬三維現實的直觀演示和各種分析，為領導決策提供了一種方便快捷的信息平臺。目前，水利行業地理信息系統的建設主要側重于單方面如防汛、水土保持等的開發和應用。水利工程測量應充分發揮地理要素在三維可視化管理方面的應用價值，聯合全省甲、乙級水利工程測量隊伍的技術骨干，以各大流域水利信息綜合管理為研究課題，逐步建立和健全各類水利水電專題地理信息系統，逐步實現流域內與水相關的各類信息的統一管理，為綜合管理和科學決策提供技術支持。具體設想如下：
(1) 開發基于三維可視化的地理信息水資源管理系統。實現對流域歷史的水文、氣象、地理、地質、水質、水利工程、水處理工程等數據以圖形形式的可視化管理，通過對模擬設備的選擇查看其屬性信息，通過屬性查找對應的設備并定位，以利于科學決策和管理。
(2) 建立各大流域水利規劃管理信息系統。該系統的建立，可以實現滾動規劃和管理，如進行大型水庫淹沒區實物量估算、庫區移民安置環境容量調查、灌溉區實際灌溉面積和有效灌溉面積調查、水庫淤積測量、河道演變及現狀工程分布情況等，并利用水利CAD設計平臺大大提高設計方案的準確性和成圖效率，利用項目管理軟件加快項目施工進度和節約成本，提高工程的運行管理水平。
(3) 建立各大流域水資源水環境實時監控管理系統。該系統的建立可以實現對水資源動態監測、數據采集、實時傳輸、信息存儲管理和在線分析管理，根據已建立的水量、水質和水環境分析模型，以計算機通訊網絡技術為依據，以規范化、標準化的水資源綜合數據庫為基礎，以水資源供需平衡和優化調度模型為內核，實現對水資源的遠程控制和優化配置管理。
4.3 建立和健全水利水電工程測量行業管理體制
4.3.1建立水利水電工程測量行業管理機構
將水利水電工程測量納入水利規劃和管理的工作范疇。改革開放以來，雖然水利工程測量的測繪產品都已形成市場化，一方面給測繪行業帶來了無限的生機和發展機遇，但另一方面也造成了測繪產品在監督管理上的混亂和缺位局面。各自為政造成管理機制的削弱和部分測繪產品質量的降低；重復測繪則在經濟上造成浪費。因此，水利工程測量必須由水利主管部門進行統一的規劃協調與管理，可考慮由水利建設行政主管部門或采取掛靠的形式建立測管理中心，對全省的水利水電測繪（包括人員、制度、測繪基礎資料、儀器設備等）進行統一的監督管理，并結合各時期的工作重點，制定基礎測繪計劃，建立穩固的基礎測繪更新機制、明確更新周期和經費渠道，使水利水電基礎測繪能夠及時有效地服務于福建省水利水電的綜合開發治理。
4.3.2規范水利水電工程測量市場
水利水電工程測量有其行業的特殊性，如水利工程設施、水下地形、水工建筑物、大壩變形等測繪的精度要比常規的工程測量精度要求高，同時不同的水利工程所要求的測量精度也不盡一樣。因此，參與水利水電工程測量的隊伍必須在具有測繪行業主管部門頒發的測繪資質基礎上，充分理解行業的特點和水利工程要求，嚴格執行《水利水電工程測量規范》和《水利水電工程施工測量規范》，才能提供合格的測繪產品。對于事關國計民生的重大水利工程，應由測繪行業主管部門頒發的較高測繪資質的工程測量隊伍承擔。為此，建議由水利建設行政主管部門或新成立的水利水電工程測量行業管理機構來協調管理，以規范水利水電工程測量市場。
4.3.3 健全水利水電工程測量成果共享機制
我省水利水電行業的測繪生產與測繪成果資料的管理一直處于各個單位各自為政的狀態，未進行統一保管，時常造成珍貴測繪基礎資料的遺失，測繪成果資料的應用也未建立有效的相互溝通渠道，導致了大量的重復測量，造成測繪基礎資源與測繪生產力的嚴重浪費。健全水利水電測繪成果共建共享服務體系的主要工作包括：
（1）各省級及地縣級部門應盡快建立測繪成果的計算機管理體系，對已有的歷史資料進行收集整理，有條件的應建立專業的數據庫管理系統。
（2）開辟已有測繪成果資料應用的交流溝通渠道，建立測繪成果資料目錄的匯交管理體系，盡可能減少重復的測繪生產，提高測繪生產效率。
（3）建立水利水電測繪行業的專業網站，為測繪生產的信息傳遞、資料收集、成果分發提供有效的窗口與平臺。
參考文獻：
[1] 福建省“十一五”水利水電基礎測繪專項規劃. 2007.
[2] 新技術在工程建設中的應用研討交流會論文集. 2000.
關鍵詞：水利信息化，遙感技術，全球定位系統，地理信息系統
0 背景
3S技術是遙感技術(Remote sensing，簡稱RS)、地理信息系統(Geographic InformationSystem，簡稱GIS)和全球定位系統(Global PositioningSystem，簡稱GPS)的統稱，是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術，是現代社會持續發展、資源合理規劃利用、城鄉規劃與管理、自然災害動態監測與防治等的重要技術手段，是地學研究走向定量化的科學方法之一，也是水利信息數字化的關鍵技術之一。
水利建設及管理是一個信息密集型行業，一方面，水利部門要向社會提供大量的水利信息，如汛情旱情信息、水質和水量信息、水資源信息和水利工程信息等；另一方面，水利部門也離不開相關行業的信息支持，如氣象信息、地理環境信息、社會經濟信息等。當今世界信息技術的飛速發展對水利信息的采集、傳輸、處理、共享方式等都提出了更高的要求，傳統的信息采集技術在時間、空間、采集頻度和精度方面與水利建設各項工作的整體需求已不相適應，質和量兩方面也都難以滿足水利信息化的要求，因此，水利建設及管理噩需借助3S技術提升水利建設及管理的效率及效益。
1 GPS技術及其應用
1.1 GPS簡介
GPS（Global Positioning System，全球定位系統）是美國從20 世紀70 年代開始研制，歷時20年，耗資200 億美元于1994年全面建成的具有海、陸、空全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。目前，由于GPS 定位技術的不斷改進和軟、硬件的不斷完善，傳統上以測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術正逐步被一次性確定三維坐標的高效率、高精度、低費用、易操作的GPS 技術所代替。同時隨著GPS 接收機的改進，廣域差分技術、載波相位差分技術的發展和美國SA(Selective Availability)技術的解除，GPS技術在水利工程建設、導航、運載工具實時監控、城市規劃、工程測量等領域都有了更為廣泛的應用。目前水利、鐵路、公路、橋梁及隧道等大型工程控制網的實施均采用了GPS 技術，時至今日，GPS定位技術已經基本上淘汰了用常規測角、測距手段建立大地控制網的方法，其良好的精度、可觀的經濟效益已為水利建設領域所公認。
1.2 GPS的應用
GPS技術在水利建設中的應用范圍很廣，如GPS可應用于航測外業控制測量、航攝飛行導航、機載GPS航測等航測成圖的各個階段，同時通過加密測試控制點，可應用GPS實時動態定位技術(簡稱RTK)測繪各種比例尺地形圖并用于水利工程的施工放樣。而與GPS導航和RTK技術相比，水利工程建設中應用最多的是GPS靜態定位技術，GPS靜態定位技術廣泛應用在精密水利工程測控網布設、城市、礦區和油田地面沉降監測、水庫大壩變形監測、同層建筑變形監測、隧道貫通測量等方面，可實現各種水利工程設施的實時監測和控制。隨著我國A、B 級GPS 控制網的建立，水利部門基于這些GPS控制網提供的高精度平面和高程三維基準進行水利工程建設，將大大提高水利水電工程設計和施工質量。
2 GIS技術及其應用
2.1 GIS簡介
GIS(GeographicalInformation System，地理信息系統)是集計算機科學、空間科學、信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興邊緣學科。從20 世紀60 年代至今只有短短的四十多年的時間，但已經成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺，成為地學空間信息分析的基本手段與工具。GIS其技術優勢不光在于它的集地理數據采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程，還在于它的空間分析、預測預報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業，在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃、土地管理、區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用，基于GIS、數據庫、內外一體化測圖、掃描矢量化及全數字攝影測量等技術為專業信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息以建立各類專業信息系統，從而實現管理的科學化、標準化、信息化。論文格式。
2.2 GIS的應用
GIS是水利信息存儲、管理、分析的有力工具，由于水利信息量大繁雜，既有實時數據又有歷史數據同時還包含環境數據、經濟數據、矢量數據、柵格數據等等。存儲、管理這么龐雜的數據唯有地理信息系統能夠勝任，同時借助GIS還可進行水利信息的可視化查詢與網上。如在防洪救災的過程中，可利用GIS進行防洪評估、洪澇災害風險分析及城市防洪管理等等。而在水資源的管理方面，可利用GIS進行水資源信息的空間與屬性雙向查詢、歷史數據管理和實時數據的動態加載、水資源信息的時空統計、多種方式的可視化表達及各類信息的空間分布和動態變化過程模擬、區域水資源的空間分析、主要用水戶的分布、區域水資源管理模式區劃等等，所有這些應用都為合理利用及管理水資源提供了方便的途徑。當然，GIS在水利建設的其他方面也有著廣泛的作用，如GIS在水環境及水土保持方面的應用及水利工程建設及管理方面的應用等等。
3 RS技術及其應用
3.1 RS簡介
RS(RemoteSensing，遙感)技術由于其具有大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優勢，因而得到了快速的普及及應用，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。目前，各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應用于工程測量領域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。一些大中城市已經利用航空遙感進行城市的綜合調查，并編制地質、水文、植被、交通、污染、土地利用等專題地圖，獲取了大量社會與自然環境資料，為城市規劃建設及國土資源開發利用提供了寶貴的信息資料。隨著遙感數據源向著高光譜分辨率和更高空間分辨率發展，加之遙感相關處理技術的日益成熟，結合GIS 和GPS，必將使RS 技術在工程等領域應用進一步普及和深化。
3.2 RS的應用
隨著高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率衛星數據的日益豐富及普及，RS對水利建設及管理的影響和作用越來越大，目前RS在水利建設及管理方面的應用主要分為以下幾個方面：洪澇災害遙感監測、水資源監測、水環境監測、旱情監測、水土流失調查、河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積調查。
3.2.1洪澇災害遙感監測
遙感技術能夠實時地對大江、大河和湖水水位進行監測，可實時監測洪水災害面積。RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍，為防災、抗災提供準確信息。目前，我國各地、各部門已建成洪澇災情預報系統（如黃河下游洪水預警信息系統），它們將在防災、抗災、救災中發揮重大作用。
3.2.2水資源監測
水資源遙感監測方面，在地表水體提取上，20世紀80年代用近紅外遙感圖像比較多，而在近10年來則更多地利用SAR圖像，提取河流、水庫、湖泊等地表水體。遙感結合地理信息系統技術還可以尋找地下水，通過遙感圖像可查明與地貌、巖溶地貌、第四紀地質和新構造有密切聯系的水文地質條件，結合物探結果，可較準確地評價地下水資源。重視遙感資料的地質和水文地質分析是我國用遙感調查裂隙水準確率較高的原因。此外，主動微波遙感對地面有一定的穿透能力，可以發現地下古河網的蹤跡，尋找地下潛水層。另外，遙感對雪蓋范圍、雪的狀態以及雪蓋融雪程度的監測十分有效。近年來，用SAR對雪蓋厚度的測定有了新進展，從而對雪蓋水當量的估算更加精確。論文格式。對1998年長江大洪水的成功預測與1997年冬和1998年春用遙感手段對青藏高原積雪的監測有密不可分的關系。融雪是我國西部地區水資源的重要組成部分，目前遙感是冰川、融雪水資源調查最為有效的手段。
3.2.3 水環境監測
利用航空紅外掃描圖像可以確定熱電廠排水口外的水體升溫及其空間分布，利用SAR圖像或紅外掃描儀確定海面油污染的范圍和油膜的厚度，利用TM圖像確定水生物（藻類）、赤潮的范圍等等，都是在水環境監測領域應用遙感技術的例子。在水質遙感監測方面，近幾年來，對構成水的質量的一些要素進行定量監測的研究有了一定的進步，這些要素包括渾濁度、總懸移質泥沙含量、PH值、總含氮量等等。
3.2.4河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積調查
遙感技術的優勢之一是能夠監測動態變化。幾十年前的遙感影像可以真實、具體、形象地反映當時的下墊面情況。因此在河道、河口等的動態監測中遙感是首選工具，河道與河口的泥沙淤積以及引起的相應河勢變化對防洪、航運等都至關重要。遙感在懸移質泥沙分布和河勢監測中的應用也有技術優勢。我國利用衛星遙感信息監測河道變化、預測河道發展趨勢，并應用到水利規劃、航道開發以及防災減災等方面，產生了十分可觀的經濟效益和顯著的社會效益。尤其是近年來，開展了大量的河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積遙感調查工作。
3.2.5 水土流失調查
近年來，隨著現代遙感技術的發展及其在水土保持領域的應用，定量或定性與定量結合的侵蝕評價在區域監測中得以實現，而地理信息系統技術又為較大范圍的空間分析提供了快速、準確的技術手段，人們可以利用矢量和柵格兩種類型的空間數據分析侵蝕因子的屬性、數量值及其空間分布，進而評價侵蝕的類型、程度以及不同類型、不同程度侵蝕的分布規律。這就在技術、方法乃至理論上深化了區域土壤侵蝕監測的研究。論文格式。
4 結束語
當前在水利應用方面，3S（GPS、GIS、RS）技術的應用在國內外還處于起步階段，但是已經取得了一定的進展。目前，“3S集成技術”已經在“全國江河洪水調度模擬系統”、“廣西防災減災預警預報系統”、“廣西洪水預警預報系統”、“天津城市防洪信息系統”、“天津引灤入港供水管道系統”及其他應用系統中得到充分應用。不可否認的是，國內GIS技術在水利方面的應用起步相對較早，但大部分只局限于二維的電子地圖，并未形成一定發展模式，在實際應用中也只起到防汛分析的功能。國外，在防汛方面作了相當大的工作，并為此開發出相應的GIS 系統以解決科學分析、輔助決策等功能。而GPS、RS在水利中應用則相對較少。
“數字水利”是當今社會發展的必然趨勢，而“數字水利”離不開3S技術。隨著遙感、衛星及雷達等技術和地理信息系統的應用，可提供了多元化的更豐富和更準確的信息，如防汛抗旱信息。衛星和雷達信息的引進不僅彌補了地面觀測信息的不足，而且提高了信息的準確度和可靠性。GIS 的應用，推進了“數字化流域”，從而使流域的規劃、開發、管理全面實現信息數字化，而GPS技術在水利的監測應用方面可提供精確、可靠、及時的信息。因此3S技術是“數字水利”的重要技術基礎。
參考文獻：
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關鍵詞：三維數字；地形圖；測繪技術
1. 引言
隨著數字地形圖的廣泛應用，為了便于進行空間方面的量測和分析，人們對它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求，為此，在借鑒二維數字地形圖和數字地面（或高程）模型優點的基礎上，克服二維數字地形圖在空間表示和應用方面的不足，提出了測繪三維數字地形圖的想法。
為此，本論文主要對三維數字地形圖的測繪技術展開分析探討，以期從中找到可靠有效可行的數字地圖測繪技術，并以此和廣大同行分享。
2. 三維數字地形圖的地形數據及表達方法分析
地形數據即為表現地勢走向的地貌數據，包括平面位置和高程數據兩種信息，這兩種信息目前主要通過野外測量、航空航天遙感影像和現有地形圖數字化三種方式獲得。航空攝影測量一直是地形圖測繪和更新的有效手段，其所獲取的影像數據是高精度大范圍的DEM生產最有價值的數據源。另外，近年來出現的干涉雷達、激光掃描儀等新型傳感器數據被認為是快速獲取高精度、高分辨率的DEM最有希望的數據來源。通過全站儀、全球定位系統(GPS)等手段可獲取較小范圍、大比例尺、高精度的地形建模數據，同時也是對航空攝影測量和地形圖數字化的一種補充。實際工作中，具體采用何種數據源和相應得生產工藝，一方面取決于數據的可獲取性，另一方面也取決于應用的目的和對數據的要求，包括DEM的分辨率、數據精度、數據量大小和技術條件等。
三維數字地形圖是用規則格網和高程注記點來表達地形地貌的。為了不影響地圖符號表達地物和地形，采用分布規則的格網式DEM較為妥當。格網的大小一方面取決于相應地形圖的分辨率，一般說來，地形圖的比例尺越大，對地物和地形表達的精度就越高即越精細，則格網就越小；另一方面取決于制圖區域地形的復雜程度，一般說來地形越復雜或越破碎，為了表達地形時不失真，格網就應越小。在一幅地形圖上，考慮到在實際中，有的地方地形比較復雜，而另一些地方則比較簡單，可用四叉樹結構來表達格網，即用大格網來表達簡單的地形，而用小格網表達復雜的地形，即采用橫向的多分辨率技術表達地形。構建三維數字地形圖時，必須確保DEM與線劃地形圖是同一個空間參考框架下的；編制地形圖時，可將DEM格網點放在一個單獨的圖層上，這樣可根據需要打開或關閉它。高程注記點反映地面上坡度變化處的高程。
3. 三維數字地形圖測繪技術應用探討
3.1 三維地形數據的采集
三維地形數據采集包括兩個階段，一是：外業采集，主要是利用全站儀采集地形點的三維空間數據（包括平面坐標及高程）。由于受通視條件、勞動強度等因素的影響，只能采集地形特征點的三維空間數據，地形特征點一般是指山谷點、山脊點、洼地、山腳點、山頂等等。由于這些特征點的密度不夠和分布不均勻。這樣在對有些地區的地表高低起伏就很難精確的表示。二是：內業加密，就是將外業采集的數據，通過內插的方法對特征點的密度和分布進行有效處理，獲得分布均勻，密度適當的地形點及高程，使其更能詳細的反映地勢的走向。
在利用全站儀野外獲取三維地物數據測量時，地物底部特征點數據的獲取是比較容易的，難點在于怎樣獲取地物頂部特征點數據。以建筑物為例進行說明，其頂部特征點的數據可以通過測量其相應的底部特征點的平面位置和高程，然后量測其高度的方法獲取，也可以放置棱鏡到頂部特征點上直接測量的方法獲取，還可以用無棱鏡測量進行建筑物頂部特征點的方法獲取。其中，無棱鏡測量對于沒有反射的物體不能進行測量，因此在建筑物比較密集的城鎮地區，用無棱鏡測量會嚴重受到通視條件和反射條件的制約，使的測繪工作量大，效率低，有些建筑物的頂部特征點甚至是采集不到的，對深巷的建筑物底部特征點也很難采集到。當然，還可以在建筑物頂部進行數據采集，此方法也存在通視條件的限制，還有很高的危險性，因此對于大區域測繪是不現實的。
3.2 三維數字地形圖的測繪
實際地面通常不是光滑和均勻變化的，因此在采集的時候會產生斷裂線問。對于植被茂密、樹林覆蓋地區，數字攝影測量采集時無法切到地面，這樣就不能準確的反映植被覆蓋區的實際地面趨勢，為了使其精度能夠滿足要求，可以在這些地區采集散點方式進行測量，以便能真正的切到地面的地方進行數據采集。在必要的時候還需要進行野外測量的方式進行補測才能達到精度的要求。具體面向三維地形數據的采集測繪，可以按照如下步驟進行：
(1) 定向建模
定向建模之精度是影響整個產品精度的關鍵。定向建模的工作流程：用黑白影像建立立體像對進行手工或自動內定向、相對定向核線重采樣絕對定向裁切核線影像立體模型建成。
(2) 數字高程模型DEM
DEM、DOM可由單模型獲取，也可由批處理直接生成。創建DEM及鑲嵌工作流程：先進行影像相關創建像方DEM像方DEM編輯創建物方DEM物方DEM檢查編輯建立新圖幅物方DEM接邊物方DEM鑲嵌DEM成果。
創建像方DEM前，要先對每個像對中的特征點（峰頂、谷底、鞍部及地形突變點）和特征線（山脊線、山谷線、地區突變區線、面狀地物的范圍線等）進行量測。量測特征點和線的目的是獲取像方DEM相關的初值，對像方DEM進行編輯。
(3) 數字正射影像DOM
每個像對的物方DEM編輯后即可創建正射影像，并進行DOM的鑲嵌。正射影像分為黑白正射影像和彩色正射影像。先創建每個像對的左、右黑白正射影像，合并左右黑白正射影像后，選擇鑲嵌線對黑白正射影像進行鑲嵌即生成黑白DOM產品。
(4) 數字線劃測圖
在定向建模完成之后，如不需要生成DEM、DOM產品，可直接進入向量測圖模塊進行測圖。在向量測圖模塊中，圖廓及內外整飾自動生成，已測向量能夠實時顯示（放大、縮小、編輯等）和映射至立體，具有聯機編輯、實時符號化功能，利用測圖模塊提供的這些工具可以很方便地進行測圖和編輯，實現測圖、編輯一體化。
3.3 三維數字地形圖測繪的誤差分析
(1) 全數字攝影測量的精度和模擬攝影測量、解析攝影測量相比一定有所不同，如:光束法區域網加密與獨立模型法區域網加密的精度差異，全數字攝影測量系統沒有機械傳動誤差、圖紙套合與清繪誤差、展點誤差、主距安置誤差、讀數誤差等等，出現了影像匹配誤差等。
(2) 圖上的地物點的點位中誤差主要來源于：像控點點位中誤差、房檐改正誤差、加密點點位中誤差、影像掃描中誤差、影像匹配中誤差和定向中誤差等。
(3) 航測成圖高程中誤差的主要來源于：控點高程中誤差、加密點點位中誤差、相對校正中誤差、定向中誤差和測繪動態中誤差等。
4. 結語
本文從三維數字地形圖的相關概念、數據采集的方法和三維數字地形圖的繪制三個方面進行了研究，對于三維數字地形圖測繪技術的實際應用具有一定的借鑒和指導意義，因而是值得推廣的，另一方面，三維數字地形圖數據的采集與測繪，還有很多的技術細節問題需要深入探討，這有待于廣大技術工作人員的共同努力，才能夠最終實現三維數字地形圖的測繪與普及應用。
參考文獻：
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1引言
在傳統陶瓷中，SiO2是陶瓷坯體的主要化學成分，是硅酸鹽形成的骨架，它的存在可以提高陶瓷材料的熱穩定性、化學穩定性、硬度、機械強度等，從而直接影響陶瓷產品的生產工藝和使用性能，同時SiO2也是各種釉料配方的重要參數。因此，準確測定陶瓷原料中SiO2的含量，對陶瓷和釉料生產非常重要，它關系到原材料的用量、產品的質量和性能等。
不同的陶瓷原料，其SiO2的含量不同，測量方法也有多種。本文對陶瓷原料中SiO2的常見檢測方法逐一作了介紹。
2氫氟酸揮發法
2.1硫酸-氫氟酸法
當試樣中的SiO2含量在98%以上時，可采用此法。具體方法如下：將測定灼燒減量后的試料加數滴水濕潤，然后加硫酸（1+1）0.5ml，氫氟酸（密度1.14g/cm3）10ml，蓋上坩堝蓋，并稍留有空隙，在不沸騰的情況下加熱約15min，打開坩堝蓋并用少量水洗二遍（洗液并入坩堝內），在普通電熱器上小心蒸發至近干，取下坩堝，稍冷后用水沖洗坩堝壁，再加氫氟酸（密度1.14g/cm3）3ml并蒸發至干，驅盡三氧化硫后放入高溫爐內，逐漸升高至950～1000℃，灼燒1h后，取出置于干燥器中冷至室溫后稱量，如此反復操作直至恒重。二氧化硅含量的計算公式如下：
SiO2（%）=（m1-m2）/m×100
式中：
m1——灼燒后坩堝與試料的質量，g
m2——氫氟酸處理后坩堝的質量，g
m——試料的質量，g
2.2硝酸-氫氟酸法
當試樣中的SiO2含量大于95%而小于或等于98%時，可采用此方法。具體如下：
（1）將試料置于鉑坩堝中，加蓋并稍留縫隙，放入1000～1100℃高溫爐中，灼燒1h。取出，稍冷，放入干燥器中冷至室溫，稱量。重復灼燒，稱量，直至恒重。
（2）將坩堝置于通風櫥內，沿坩堝壁緩慢加入3ml硝酸、7ml氫氟酸，加蓋并稍留縫隙，置于低溫電爐上，在不沸騰的情況下，加熱約30min（此時試液應清澈）。用少量水洗凈坩堝蓋，去蓋，繼續加熱蒸干。取下冷卻，再加5ml硝酸、10ml氫氟酸并重新蒸發至干。
（3）沿坩堝壁緩緩加入5ml硝酸蒸發至干，同樣再用硝酸處理兩次，然后升溫至冒盡黃煙。
（4）將坩堝置于高溫爐內，初以低溫，然后升溫至1000～1100℃灼燒30min，取出，稍冷，放入干燥器中冷至室溫，稱量。重復灼燒，稱量，直至恒重。二氧化硅含量的計算公式如下：
SiO2（%）=[（m1-m2）+（m3-m4）]/m×100
式中：
m1——試料與坩堝灼燒后的質量，g
m2——氫氟酸處理并灼燒后殘渣與鉑坩堝的質量，g
m3——試劑空白與鉑坩堝的質量，g
m4——測定試劑空白所用鉑坩堝的質量，g
m——試料的質量，g
3重量-鉬藍光度法
重量-鉬藍光度法所測定的范圍是SiO2含量小于95%。具體如下：
（1）對可溶于酸的試樣，可直接用酸分解；對不能被酸分解的試樣，多采用Na2CO3作熔劑，用鉑坩堝于高溫爐中熔融或燒結之后酸化成溶液，再在水浴鍋上用蒸發皿蒸發至干，然后加鹽酸潤濕，放置一段時間后，加入動物膠，使硅酸凝聚，攪勻，放置5min，用短頸漏斗、中速濾紙過濾、濾液用250ml容量瓶承接。將沉淀全部轉移到濾紙上，并用熱鹽酸洗滌沉淀2次，再用熱水洗至無氯離子。
（2）將沉淀連同濾紙放到鉑坩堝中，再放到700℃以下高溫爐中，敞開爐門低溫灰化，待沉淀完全變白后，開始升溫，升至1000℃～1050℃后保溫1h取出，稍冷即放入干燥器中，冷至室溫，稱量。重復灼燒，稱量，直至恒重。
（3）加數滴水潤濕沉淀，加4滴硫酸、10ml氫氟酸，低溫蒸發至冒盡白煙。將坩堝置于1000～1050℃高溫爐中灼燒15min，取出稍冷，即放入干燥器中，冷至室溫，稱量。重復灼燒，稱量，直至恒重。
（4）加約1g熔劑到燒后的坩堝中，并置于1000～1050℃高溫爐中熔融5min，取出冷卻。加5ml鹽酸浸取，合并到原濾液中，用水稀釋到刻度，搖勻。此溶液為試液A，用于測定殘余二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵和二氧化鈦。
（5）用移液管移取10ml試液A于100ml容量瓶中。加入10ml水、5ml鉬酸銨溶液，搖勻，于約30℃的室溫或溫水浴中放置20min。
（6）加入50ml乙二酸-硫酸混合溶液，搖勻，放置0.5～2min，加入5ml硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。
（7）用10mm吸收皿，于分光光度計690nm處，以空白試驗溶液為參比測量其吸光度。二氧化硅的值由繪制的工作曲線上查得。二氧化硅含量的計算公式如下：
SiO2（%）=[m1-m2+m3(V/V1)-(m4-m5)]/m×100
式中：
m1——氫氟酸處理前沉淀與坩堝的質量，g
m2——氫氟酸處理后沉淀與坩堝的質量，g
m3——由工作曲線查得的二氧化硅量，g
m4——氫氟酸處理前空白與坩堝的質量，g
m5——氫氟酸處理后空白與坩堝的質量，g
V1——分取試液的體積，ml
V——試液總體積，ml
m——試料的質量，g
4氟硅酸鉀容量法
重量-鉬藍光度法的準確度較高，但對于一些特殊樣品，如螢石CaF2，由于含有較大量的氟，會使試樣中的Si以SiF4形式揮發掉，不能用重量法測定。還有重晶石以及鋯含量較高的樣品、鈦含量較高的樣品，在重量法的條件下形成硅酸的同時，會生成其它沉淀，夾雜在硅酸沉淀中。所以這些特殊樣品不能用重量法測定，可用氟硅酸鉀容量法來測定SiO2的含量。氟硅酸鉀容量法是將試樣用堿熔融，不溶性酸性氧化物二氧化硅轉變成可溶性的硅酸鹽，加酸后生成游離的硅酸，在過量的氟離子和鉀離子存在下，硅酸與氟離子作用形成氟硅酸離子，進而與鉀離子作用生成氟硅酸鉀沉淀。該沉淀在熱水中會水解生成氫氟酸，用氫氧化鈉標準溶液滴定，由消耗的氫氧化鈉標準溶液的體積計算二氧化硅的含量。應用該分析方法時應嚴格控制分析條件，具體應注意以下幾點：
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職場必讀溝通技巧
（1）樣品的處理是先用氫氧化鈉熔融，然后用水浸取，再加鹽酸酸化，然后得到樣品溶液。當樣品中鋁、鈦含量較高時，為防止氟鋁酸鈉和氟鈦酸鈉沉淀的生成，可用氫氧化鉀代替氫氧化鈉。氫氟酸揮發法歷來被認為是趕硅的一種方法，但實踐證明，在一定的條件下，四氟化硅和氫氟酸能共處于同一溶液中，因此，在溶解過程中，只要控制一定的體積，硅即以氟硅酸的形式留在溶液中，從而可測定硅的含量。
（2）為了保證硅的沉淀完全，加入氟化鉀和氯化鉀的量應過量。但氟化鉀和氯化鉀的量若過大，則當樣品中的鋁、鈦含量較高時干擾情況比較嚴重。一般在鋁、鈦含量不高時，50ml溶液加氟化鉀1.5～2.0g；而鋁、鈦含量較高時加1～1.5g。氯化鉀的加入量還與沉淀時的溫度有關。20℃時，50ml溶液加8g氯化鉀；高于25℃則需加入10g以上。
（3）沉淀時為減少沉淀的溶解和沉淀的洗滌困難，溫度應低于30℃，體積不大于50ml，沉淀應在放置15min后過濾。
（4）測定的干擾一般來自鋁、鈦，對高鋁和高鈦的試樣可加入氯化鈣、過氧化氫、草酸銨、草酸和熔樣用的氫氧化鉀來代替氫氧化鈉、用硝酸代替鹽酸作介質的方法來消除干擾。
氟硅酸鉀容量法具有快速、準確、精密度高的特點，因此廣泛應用于陶瓷生產中的控制分析。
5比色法
當試樣中的SiO2含量在2%以下時，為了得到較準確的檢測結果，宜用比色法測定。比色法有硅鉬黃和硅鉬藍兩種。硅鉬黃法基于單硅酸與鉬酸銨在適當的條件下生成黃色的硅鉬酸絡合物（硅鉬黃）；而硅鉬藍法把生成的硅鉬黃用還原劑還原成藍色的絡合物（硅鉬藍）。在規定的條件下，由于黃色或藍色的硅鉬酸絡合物的顏色深度與被測溶液中SiO2的濃度成正比，因此可以通過顏色的深度測得SiO2的含量。硅鉬黃法可以測出比硅鉬藍法含量較高的SiO2，而后者的靈敏度卻遠比前者要高，因此在一般分析中，對少量SiO2的測定都采用硅鉬藍比色法。硅鉬藍比色法有兩種，一種是用1，2，4-酸（1-氨基-2-萘酚-4-磺酸）作還原劑，另一種是用硫酸亞鐵銨作還原劑，具體操作如下：
1，2，4-酸還原法：該方法是將試樣分解后，在一定酸度的鹽酸介質中，加鉬酸銨使硅酸離子形成硅鉬雜多酸，用1，2，4-酸還原劑將其還原成鉬藍，在分光光度計上于波長700nm處測量其吸光度。
硫酸亞鐵銨還原法：該方法是將試樣用碳酸鈉-硼酸混合熔劑熔融，并用稀鹽酸浸取。在約0.2mol/L鹽酸介質中，單硅酸與鉬酸銨形成硅鉬雜多酸；加入乙二-硫酸混合酸，消除磷、砷的干擾，然后用硫酸亞鐵銨將其還原為硅鉬藍，于分光光度計波長810nm或690nm處，測量其吸光度。該方法可以測出比1，2，4-酸還原法含量較高的SiO2。
比色法測定SiO2對溶液的酸度和溶液溫度有嚴格的要求，否則得不到準確的測量結果。
6硅酸鈣沉淀EDTA滴定法
該法是讓硅酸在pH=10時與鈣生成硅酸鈣沉淀，沉淀用已知過量的EDTA溶解，過量的EDTA用標準鈣溶液回滴，用K-B指示劑指示終點，由加入的EDTA量和鈣標準溶液的消耗量來計算二氧化硅的含量。應用該法分析時應注意以下問題：
（1）干擾離子較多，一般共存的鐵、鋁、鈦均會干擾測定，可采用鄰二氮菲和三乙醇胺來聯合掩蔽。
（2）由于硅酸鈣沉淀的溶解度較大，為保證沉淀完全，沉淀時體積應較小，而且pH控制為10。
（3）為使沉淀完全應加入SiO32-量60～80倍的氯化鈣，沉淀時應遵循“熱、濃、快”的原則，以便得到較緊密的硅酸鈣沉淀。
（4）洗滌應選用pH=10的氨水-氯化銨緩沖溶液，為減少洗滌時硅酸鈣的損失，應盡可能減少洗滌劑的用量。
硅酸鈣沉淀法操作方便，熔樣可采用鎳坩堝進行，滴定過程可在普通燒杯中進行。雖然在準確度和精密度方面仍有待進一步改進，但此法在廠礦的控制分析中是一種值得推廣的分析方法。
7結語
陶瓷原料中SiO2的測定方法有多種，檢測時應根據待測試樣的具體特點來選用合適的方法，這樣才能得到準確的測定結果。
參考文獻
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關鍵詞：土木工程；雙語教學；問卷調查
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）33-0088-02
雙語教學（Bilingual Education）是指在課堂教學中以兩種語言作為媒介，同時使用外語和母語進行教學的一種體系。教育部在2001年制定了《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》，其中明確指出：“高校積極開展以英語等外語進行公共課和專業課教學，努力使5%~10%的課程能使用雙語授課。”因此，雙語教學研究是土木工程專業教學改革的重要組成部分之一，推進雙語教學理論和實踐方法的發展對于提高土木工程專業教學質量具有重要的意義。本論文以《半剛性基層瀝青路面路用性能試驗檢測》課程為例，對土木工程專業課程中行之有效的雙語教學模式進行了積極探索。
一、課程簡介
《半剛性基層瀝青路面路用性能試驗檢測》是南京林業大學土木工程專業的一門專業選修課。本課程的教學目的和任務是通過理論和實驗教學，學生能夠較為深入地掌握道路工程中廣泛使用的無機結合料穩定材料以及瀝青和瀝青混合料的基本知識，熟悉材料主要性能參數的試驗方法，為今后學習道路工程方面的專業課程和從事道路工程的設計、施工、檢測以及科學研究打下良好的基礎。
二、雙語教學模式
兩年來，本人在所講授的我校2010級和2011級土木工程專業本科三年級課程《半剛性基層瀝青路面路用性能試驗檢測》的部分課時內嘗試進行了雙語教學，并從下面幾個方面對土木工程專業課程雙語教學模式進行了綜合考慮，從而為申請校級人才培養模式改革專項課題以及校級雙語課程立項做好了充足的準備。
1.教材選用。按照雙語教學要求，教材最好選用英文原版教材。但是就這門課程的具體情況而言，經過大量文獻調研和搜索，沒有發現可供選擇的國外原版教材。主要原因是國外尤其是歐美國家主要采用柔性基層瀝青路面結構，對半剛性基層路面結構和材料研究很少，專業教學體系和內容存在客觀的差別。而且，國內外道路工程的相關規范存在較大的區別，并不能直接照搬照套。另外，目前也未見以國內規范為基礎的道路工程專業課的自編英文版教材出版。因此，為了解決教材的問題，本人以在國外攻讀博士階段收集的英文教學講義為基礎，按照我校本科專業課程教學大綱的要求，自行整理和編寫課程講義材料用于校內教學。
2.課件制作。多媒體教學具有包含信息量大質優、呈現方式清晰直觀、圖文聲像并茂等優點，在雙語教學中被廣泛使用。在本門課程的雙語教學中，根據雙語教學特點以及課程內容進行有針對性的多媒體英文課件制作。在課件形式上以道路工程圖片和道路建筑材料性能試驗錄像為主，相關文字描述為輔，給學生以更直觀的印象，有助于學生更好地理解各種概念和方法，調動其學習積極性和互動性。另外，在英文使用上重名詞輕語法，可以消除學生因雙語教學產生的畏難情緒，畢竟專業課的雙語教學并不等同于基礎的英語課程教學。在重點的概念、理論、試驗方法等名詞旁邊一般還需要注上對應的中文解釋，以利于學生更好地理解。
3.授課方法。目前開展的雙語教學一般是基于英文教材和課件，而講授方式一般采用以下三種：以中文講授為主、中英文交替講授、以英文講授為主。具體采用何種方式要根據師資和學生的實際情況而定。采用中文進行課程講授，可以使學生更全面地理解所學的專業知識，減小學習難度，提高學習積極性，但是不符合雙語教學的本質要求和目標，失去了雙語教學的意義。純英文講授是雙語教學的高級形式，可以使學生更直觀地感受國外教學模式，強化學生的英語聽說讀寫能力，但是對于任課教師的英語能力要求較高，還可能造成學生忙于思考語言本身而造成課程知識的理解困難，教學效果反而下降。對于本門課程的實際情況來說，采用中英文結合講授是較為適宜的授課方式，可以做到提高英文能力和掌握專業知識這兩個主要雙語教學目標的平衡。在具體授課過程中，如何確定中文和英文的使用比例是一個關鍵問題。為了比較雙語搭配模式對教學效果的影響，分別設定幾種不同的雙語使用比例進行實驗性教學。通過觀察教學效果和分析學生的反饋信息可以發現，對于一些重要的概念、理論以及方法應同時采用中英文進行板書和講解，對于本課程的重點和難點，在采用英文進行詳細的講授后，還應采用中文進行簡單的解釋和強調，使學生可以更快和更準確地理解課程的主體知識。對于其他較為淺顯的知識，例如工程背景、材料生產工藝、道路施工過程等可以采用全英文講授，盡量在授課過程中給學生創造出更為真實的語言環境，調動其學習積極性。
4.考核方式。對于本門課程的考核應采用更靈活和多樣化的方式，加大平時成績所占比重。首先，在課堂教學中應加強使用英文與學生進行互動。進行課堂提問時，多鼓勵學生使用英文作答，提供給學生更多的鍛煉英文口語的機會，對于在該環節表現較好的學生給予適當的平時成績加分。其次，在布置課后作業時，也應鼓勵學生采用英文作答，在作業完成質量近似的情況下，對于采用英文作答的學生，其作業成績應提高一個檔次。另外，在課余時間還應布置適量的英文科技文獻閱讀任務，以同時達到了解本專業最新科研進展和鞏固雙語教學的學習效果的雙重目的。對于期末考試，同時采用中英文進行出題，應有針對性地設置一些試題指定采用英文作答，其他試題可以使用中文作答，但對于使用英文作答的學生進行適當的加分進行鼓勵。最終，綜合考慮期末考試成績、平時表現、作業和文獻閱讀情況以及試驗報告給出課程總成績。
三、教學效果評價
為了評價本門課程雙語教學的授課效果，對我校2010級和2011級土木工程專業（交通土建工程方向）6個班130名同學進行了無記名問卷調查。問卷內容主要涵括學生自身的英語水平、相關專業知識背景、本文課程雙語教學模式的接受程度和反饋建議等。從調查問卷結果可以看出，學生個人的英語基礎對于雙語教學效果有著顯著的影響，通過六級考試的學生對雙語教學表現出了更濃厚的興趣，具有更高的學習積極性；通過四級考試的學生次之；英語基礎較差的目前沒有通過四級考試的學生對于雙語教學存在一定的抵觸情緒。另外，對于道路工程基礎知識掌握較好的學生也更樂于接受雙語教學，表現為與本門課程知識密切相關的《路基路面工程》課程成績較高的學生對于本門課程的學習興趣更高，學習效果和成績更為理想；相反，其他學生表現出一定的厭學情緒。這意味著在雙語教學過程中應該根據學生的英語和專業知識水平差異進行分層次教學，做到因材施教。通過教學效果調查，也得到了很多學生對于目前這種雙語教學模式的反饋意見和建議，比如雙語教學課時偏少、與《土木工程專業外語》授課內容缺少聯系、任課教師英語口語的語速和口音問題、英文文獻閱讀存在很大困難、在上課過程中很難同時兼顧英語和專業知識的理解等。因此，在今后的雙語教學模式研究中應重點解決上述問題。
目前，隨著土木工程專業知識和教育體系的發展和革新，對于土木工程專業課程雙語教學模式的科學性和合理性要求也越來越高。本文結合筆者近兩年的教學實踐，從教材選用、課件制作、授課方法和考核方式四個方面出發，對于土木工程專業課程雙語教學模式進行了探討，并通過基于問卷調查的意見反饋對雙語教學效果進行了評價，相關研究成果和經驗可為全面提高大學土木工程專業教學質量提供一定的幫助。
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關鍵詞：課程體系；改革教學；路橋方向；土木工程
中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2012）12-0049-02
1998年教育部頒布新的本科專業目錄，其中土木工程專業是由原來的礦井建設、建筑工程、城鎮建設（部分）、交通土建工程、工業設備安裝工程、飯店工程、涉外建筑工程、土木工程等八個專業合并而成。其中的道路與橋梁工程方向是土木工程專業設置的6個專業方向之一。為了適應新形勢下人才培養模式的要求，在“大土木”的框架下，有必要從路橋方向學生工程能力培養入手，確立指導思想，明確培養目標，探討課程改革創新的內容和途徑，全面推動土木工程專業路橋方向課程體系的改革和實踐。
一、課程體系改革的指導思想
土木工程專業路橋方向課程體系改革研究的重點應以確立面向21世紀的人才為培養目標，以培養學生的創新意識，激發學生的個性發展為職責。要求培養的學生能適應科技進步和社會發展需要，基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、有創新精神，掌握現代化科學的管理理論、方法和手段，具有較強的適應性和競爭力。基于以上原因，在課程體系改革中具體體現在對學生的知識要求、能力要求和素質要求三個方面。
（一）知識要求
使學生具有較扎實的自然科學基礎，對工程材料的基本性能、工程測繪與工程制圖的原理和方法、工程結構構件的力學性能和計算原理、工程施工和組織的一般過程、工程管理和技術經濟分析的方法、結構選型和構造的基本知識、結構工程的設計方法以及相關軟件的應用技術均能掌握，同時要求了解本專業的法規、規范與規程，了解本專業科學技術的新發展。
（二）能力要求
使學生具有較強的自學能力，具有綜合應用各種手段（包括外語）查取資料、獲取信息的能力，具有本專業所必需的實驗、測試、計算機應用等技能，獲得土木工程師的基本訓練，具有從事道路與橋梁工程設計、施工、管理、地基處理等領域的工作能力，具有較強的開拓精神，具有一定的創新思維和科研能力。
（三）素質要求
使學生能比較系統地掌握本專業所必需的科學與技術理論知識，具有一定的專業知識、技術知識、經濟知識和管理知識，對本專業學科范圍科學技術的新發展及其動向有所了解，具有較好的文化素質、心理素質以及一定的修養。
二、課程體系改革的基本內容和途徑
（一）課程體系改革的基本內容
按照課程體系改革指導思想的要求，課程體系改革的基本內容有：（1）制定新的培養計劃和教學大綱；（2）了解本專業學科范圍內科學技術的新發展，編寫路橋方向課程體系的教材和教學參考書；（3）對課程體系、教學內容、教學方法、考核辦法進行改革實踐；（4）建立實習基地，對實習、課程設計和畢業設計等實踐性教學進行改革實踐。
（二）課程體系改革的途徑
為了適應社會不斷發展的需要，在課堂教學學時少的情況下，優化課程設置，整合和重組課程內容，改進教學方法，以實現學生在知識、能力和素質上協調發展，適應人才市場的需求。
1.構建課程平臺，明確專業方向。土木工程的范圍非常廣泛，包括土木工程材料、基礎工程、建筑工程、交通土建工程、橋梁港口工程、地下工程、水利水電工程、給水排水工程、土木工程施工、建設項目管理等。土木工程專業各個不同的方向，在基礎力學、工程材料和結構分析等方面具有一定的相通性。為了適應學生就業市場的變化和單位對人才的合理配置要求，為了加強學生的工程能力與素質教育，在大學的前三學年，為土木工程專業學生搭建公共教育平臺（即公共基礎課程、大類學科基礎與專業基礎課程），到第四學年由學生自主選擇不同的專業方向（即專業方向課程），只有這樣培養出的學生才能做到真正的面向企業服務社會。
2.優化課程設置，突出專業特點。在制定土木工程專業培養計劃上，應對課程內容進行優化設置。如將力學類、結構類、施工管理類及工程材料、工程測量課程等分別采用精簡歸并重復性內容，剝離共性理論性內容，重新構建課程等辦法，避免課程的重復。同時，在課程間反復協調的基礎上，修改課程教學大綱，使學科基礎課實現“寬厚”，專業課實現門類多、內容新、學時精和信息量大。只有這樣才能較好地實現土木工程專業的真正方向，較容易地解決“專業口徑寬、學時少”出現的各種矛盾，以滿足學生專業課學習的要求，滿足畢業生在工作中的專業改向、新項目研究或繼續專業學習的要求，為將來在不同的領域發展奠定基礎。
3.提高教師素質，建設特色教材。在教學中，教師既要具有扎實的專業知識，又要積極參與實際工程項目，同時還要進行科學研究，在自我學習提高的同時，有義務將本學科最新的研究成果應用到特色教材的建設中。與教學計劃、教學大綱配套的系列教材是課程體系改革成果的載體和改革得以實現的手段，也是實現培養目標的重要保證。方向課程體系的教材內容應相互協調，緊密結合工程實際，要與教學計劃要求吻合，要有利于培養和提高學生分析問題、解決問題的能力。結合新的應用型人才培養模式的改革與實施，在路橋方向課程體系的改革研究與實踐中，我們編寫出版了《橋梁工程》、《路基路面工程》、《高速公路》、《道路勘測設計》、《土木工程專業路橋方向畢業設計指導》等十幾部教材和教學參考書。
4.緊跟學科發展，培養創新思維。學生專業能力的提高，創新思維是關鍵。為了擴展學生的知識面，我們適當增加了法律、管理、工程經濟和反映本專業新技術的選修課等，例如：《交通工程學》、《公路經濟學》、《公路網規劃》、《道路景觀設計》、《公路測設新技術》、《地鐵與輕軌》、《路面管理系統》、《路基處理技術》、《工程加固技術最新進展》、《道路橋梁檢測新技術》、《midas Civil軟件工程應用》等，努力培養學生的創新思維，滿足企業對創新應用型人才的需要。定期舉辦專題講座，例如：道路工程專題講座和橋梁工程專題講座。為了把握最新道路與橋梁工程知識，定期邀請設計院施工企業、管理部門和科研院所的知名專家舉辦專題講座，讓學生了解目前道橋工程的發展現狀、存在的問題及今后的發展方向，讓學生了解最新的管理方法、新穎的設計方案、成熟的施工經驗、成功的工程案例和最新的檢測設備和技術。
5.注重實踐教學，加強應用能力。為了全面培養學生的實踐能力和工程能力，提高學生的專業素質，我們有實驗課、工地實習、課程設計、生產實習、畢業實習、畢業設計和課外科技創新等實踐性教學環節，使學生逐步確立工程結構意識。根據課程的特點，對體現專業內容的實驗，在適當增加實踐教學學時的同時，由實驗指導教師根據內容對實驗小組的每位同學進行現場提問考核，重點考核實驗的步驟、環節，確保人人會做。實驗后學生要上交一份內容詳細的實驗報告。充分利用校外的實踐教學資源，選擇央企、大型國有或民營企業，由專業教師帶領學生到工地實習。時間視工程情況而定，一般在6周時間。首先，邀請工地的技術人員給學生介紹工程概況，然后，在技術人員的帶領下分成若干個小組進行現場參觀，技術人員講解技術要求，最后，學生根據所見所聞向技術人員提問。實習期間，學生在工地現場由技術人員安排工作，專業教師協調管理。實習后學生要上交一份圖文并茂的實習報告。對專業課程設置的課程設計，例如：《橋梁工程》、《道路勘測設計》和《路基路面工程》等均設置1周時間的課程設計。教師列出主要參考資料，引導學生逐步分析基礎資料、認真討論不同的方案。在結構計算中，首先要求學生必須明確工程結構概念，再結合具體設計內容，引導學生重視結構構造問題，并按規范要求認真。設計后，學生要上交一本計算書和施工圖。為了加深學生對橋梁結構的了解，熟悉各種橋梁結構形式、構件構造特點及傳力特點，給出要求，讓學生采用最簡單的材料，自己動手制作模型。通過做模型參加競賽，使學生加深對各種橋梁結構形式構造的了解，讓復雜的理論知識感性化，同時也培養學生團結協作的精神，增進同學間的感情。
6.改革考核方法，挖掘學生潛力。學生成績考核的本身，對教學改革有著明確的指導意義。學生成績的考核包括：理論考試、課程設計考核、實驗考核、實習考核、畢業設計考核及參加相關科技活動情況等部分。根據培養內容學分績點的不同，在考核形式上采用閉卷考試、開卷考試、綜合測試、大作業、命題論文、實習報告等多種形式。在考核內容上力求體現出學生掌握基本知識、理解重點知識、靈活運用綜合知識的能力。這種考核辦法改變了以前學生應付考試、死記硬背書本知識的尷尬局面，激發了學生學習的熱情，充分挖掘其潛力，使學生變被動學習為主動。
通過課程體系改革的研究與實踐，我們深刻認識到，教學改革要服務于社會，要努力培養學生的創新意識，提高學生的工程應用能力，使學生真正具備較強的市場適應性和競爭力，以實現滿足社會對人才的需求。
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