山东英才学院 250104
摘要：文中以工程测量技术为研究对象，针对GPS定位、RTK测量、地面三维激光扫描、无人机倾斜摄影测量几种技术及其在土木工程施工中的具体应用进行了探讨。
关键词：土木工程；工程测量；三维激光；倾斜摄影
1GPS定位与RTK测量技术
1.1技术原理
GPS定位系统以卫星系统为核心，由地面监控系统与终端信号接收系统实现对物体所处空间位置的定位分析。当前GPS定位技术面向静态定位、动态定位两个应用领域划分为以下两种类型：其一是差分GPS技术，通过确定某一基准点架设基站、设置GPS接收机，计算出该点位的信号差并进行定位结果的修正处理，提高定位精度。其二是RTK测量技术，由基准站、流动站、无线电通信装置组成RTK系统，以观测建筑物位置为基准点完成基站的架设，在其周围设置观测点，结合信号接收机接收到的卫星信号与时间、位置数据进行叠加处理，建立时程曲线，获取三维坐标、速度等参数，实现对观测点位移的动态监测[1]。
1.2具体应用
将GPS定位技术应用于桥梁测量中，通过采集桥梁受力点的坐标值绘制出桥梁剖面图、建立桥梁模型，结合施工现场实际情况借助高斯投影进行模型转化，获取桥梁结构关键点位的三维坐标，有效提高桥梁测量精度。将该技术应用于水坝等大型构筑物的测量中，需预先在构筑物外部确定测量点、设置信号接收设备，再在坝体中心部位设置观测点，采集60min内接收到的卫星定位数据建立时程曲线，以此实现对坝体振幅的动态观测，配合蓄水、排洪等措施进行随机振动检测。利用该技术测量机场跑道，收集不同轴线的位置坐标、方位角等参数，通过数据重叠与比较实现对跑道轴线平直度的检测，通常可将测量精度控制在±1″~6″范围内。
2地面三维激光扫描技术
2.1技术原理
地面三维激光扫描技术包含固定式、移动式两种类型，其中固定式三维激光扫描技术通过获取点云数据实现工程测量，测量精度高、速率快，可适应野外作业需求；移动式三维激光扫描技术则以车载平台为载体，使用频率相对较低。该技术的应用原理是利用激光进行测距，以三维激光扫描仪为主要测量工具，在工作状态下完成数据采集与处理，对照反射后的激光强度匹配相应的颜色灰度，获取测点在X、Y、Z三个方向上的三维坐标[2]。
2.2具体应用
将地面三维激光扫描技术应用于隧道变形测量中，选取LeicaC10激光扫描仪作为测量工具，该激光扫描仪的角度精度为12″、50m处的距离精度为4mm，待测量隧道采用盾构法施工，内外径分别为13.8m和15.0m、管道宽度为2m，沿隧道横断面方向设有3道混凝土板墙将其划分为5个空间，仅设置单独测站无法获得该隧道所有断面的点云数据，对此可以隧道为基准布设6个测站、设置12个标靶，相邻两测站间设有3个标靶，以逃生通道作为通视条件，利用Cyclone软件进行点云数据的拼接，构成全断面点云，以此实现对隧道相对变形量的精确测量，配合二次曲面函数的建立实现对变形量较大隧道的空间几何形态描述[3]。
将该技术应用于道路竣工测量中，利用激光扫描技术可获得道路的纵横断面样图，同比传统测量方式可将测量效率增大4倍，在提取点云数据后完成坐标系转换，结合点的三维坐标生成等高线，完成纵横断面样图的绘制。将该技术应用于建立复杂构筑物的精细三维模型，利用三维激光扫描技术获得构筑物的三维点云数据及影像数据，通过纹理映射生成三角网面片，待完成边缘处理后整合成为彩色三维模型，可实现对复杂构筑物距离、凹凸纹理等数据的测量，优化建模效果续各钻孔地下水的量测。当出现新的含水层等水文状况变化时，应及时动态调整地下水的勘测内容和范围。第二，在对地下水进行实际观测期间，不应该仅局限于所在工程场地，这是因为地下水的渗透补给和排泄具有连通性，其往往受周边地形地质等因素影响。如果仅是局限于对部分区域进行水文勘测，会导致数据资料的片面性。
3其他勘察技术
3.1地质测绘技术
进行岩土勘察工作期间，倘若遭遇区域内的地形地质结构复杂的情况，技术人员需要运用到地质测绘技术，将其作为勘察作业的重要手段。针对勘察地区的具体情况，开展深入性的调查和研究工作。一方面，要根据地形与地貌的特征，搜集相关信息，比如区域地层岩性和不良地质条件的信息，确保应用该技术时资料信息的充分。另一方面，在运用地质测绘技术期间，技术人员还需要根据勘察区域内的岩土分布性质、构造分布特点、作用变化状况等因素，对地质现象进行发展成因分析和发展趋势判断，以此保证其后进行专门勘察工作的实效性[4]。
3.2室内试验技术
基于复杂的地质地形条件，其埋藏地层也往往表现为复杂多样性，对其采取的岩、土、水样亦是如此。同野外现场勘察工作相比，室内试验处理的方式，更加精细化，通常具备了更高的精准程度，但这也对试验环境、试验人员和试验技术提出了更高的要求。技术人员通过对室内试验成果的统计分析后，获得岩、土、水在物理力学和化学等方面的指标参数，并将其做为后续工程设计的建议参数使用。这就要求应用室内试验技术时，准确把控试验要点，规范操作试验流程，这对于获得准确有效的试验数据，是极其重要的[5]。
结论
综上所述，基于复杂的地质地形条件下，在开展岩土勘察工作的过程中，相关部门以及技术人员，应当综合考虑多方面的因素。要结合不同地质地形条件的实际情况，科学合理地运用相关勘察技术，从而确保岩土勘察效果，为后续的工程设计与建设提供重要帮助。
参考文献：
[1]王婷，齐庆会，岳川云.虚拟仿真技术在土木工程测量教学中的应用[J].高教学刊，2020(27):112-115.
[2]李阳春，庞雪飞.虚拟仿真技术在土木工程测量教学中的应用探究[J].居业，2020(06):135-136.
[3]刘晓东.GPS定位技术在土木工程测量中的应用[J].城市建设理论研究(电子版)，2019(30):40.
[4]杨旭.浅述数字图像相关方法在土木工程测量中的应用[J].居舍，2019(27):194.
[5]王珲.GPS定位技术在土木工程测量中的应用[J].中国设备工程，2019(13):208-210.