8.1.2 工程测量
随着我国经济建设和社会发展的不断加快，工程测量的重要作用日益突出，应用领域和服务范围越来越广，包括城市建设、建筑工程、交通、矿山、地籍与房产、航空航天、水利水电以及工业、医学、公安和国防等。近年来，我国相继完成了三峡工程、青藏铁路、国家体育场、国家大剧院、中央电视台新台址、杭州湾跨海大桥、上海磁悬浮轨道交通工程、武广高速铁路、贵州世界最大的射电望远镜等大型特种精密工程。其中，三峡工程、青藏铁路和国家体育场被列入世界十大奇迹工程。这些工程体量大、结构复杂、空间变化不规则和精度要求高，工程测量科技人员围绕这些技术问题，在高精度三维工程控制网的快速建立，工程地形图测绘、信息化施工测量技术、智能化安全监测与预警、高精度工业测量和工程测量专用地理信息系统建设等方面开展了深入研究，在理论、方法和应用上取得了重大成就。主要体现在以下方面:
1.工程控制网
全球导航卫星系统(GNSS)已成为布设工程控制网的主要技术方法。利用多台GNSS接收机进行同步观测，通过高精度相对定位建立工程控制网，具有观测时间全天候、控制点之间无需通视、控制网规模大小皆宜等特点，已在我国水利水电、高速铁路、城市地铁、高速公路、大型桥隧等重大工程中得到广泛应用，确保了工程各部位的准确空间关系。随着北斗卫星导航系统的快速发展，我国在GNSS接收机制造、高精度定位数据处理等方面已接近国际先进水平，国产GNSS接收机得到社会认可，国产控制网数据处理系统成为建立工程控制网的首选软件。在高程控制方面，提出了精密三角高程测量系统、大地水准面精化模型代替高精度水准测量的理论与方法，解决了大范围、长距离和跨海精密高程传递问题，并成功应用于高速铁路、跨海大桥等大型工程中。随着似大地水准面模型在全国范围内的普遍建立与精度提高，GNSS可实现平面坐标与正常高同步测量，真正成为三维高精度工程控制测量的重要手段。
2.施工测量技术
各种大型工程建设兴起，促进了施工测量技术与方法的快速发展，各种高新技术与设备不断应用，解决了工程施工测量中的诸多技术难题。
在城市地铁中，采用全站仪、投点仪和陀螺全站仪组成的联合作业方法进行竖井定向，提高了定向精度。隧道盾构机开挖中，可先将隧道设计参数和放样点坐标输入到智能全站仪，仪器可通过测量自动引导盾构机按设计方向掘进。利用GNSS技术、通信技术与工程施工现场的各种机械进行集成，研制的施工碾压系统和机械防撞系统，应用于水布垭堆石坝碾压和广西龙滩水电站施工中塔吊防撞，实现对全过程的实时监控，保证了工程施工的安全、质量和工作效率。针对特大异型工程施工特点进行研究，将复杂构件准确快速地定位到设计位置，确保工程快速高质量地实施；将实地建构筑物数字化到计算机中重新构造复原，并与设计的原型进行比较，快速客观地评估施工质量和安全隐患，为特大异型工程的质量和安全提供基本保障。未来的工程施工将实现集成和无线化数据采集、自动和网络化数据传输、智能和数值化数据分析、可视和实时化现场监控，形成“施工监测→快速反馈→施工控制→在线管理”的有效循环机制，依托测绘学科各种测量技术，以空间信息管理系统为平台，建立信息化施工测量体系，为工程信息化施工的推进奠定了基础。
3.自动化监测与变形分析
随着国家重大工程及异型工程的大量增加，工程安全监测与分析日益重要，对变形监测的精度、频次、实时性等方面提出了新的要求。高精度、自动化、持续、实时、动态监测已成为现代变形监测的特点。
在湖北隔河岩水电站、山西西龙池抽水蓄能电站建立了GPS高精度自动化变形监测系统，实现了大坝持续无人值守的高精度自动化监测；地铁运营期保护监测也已普遍采用测量机器人自动化变形监测系统；泰州长江公路大桥和苏通长江公路大桥的施工沉井实时定位、上海环球金融中心和深圳帝王大厦的楼顶位移动态监测中，采用了GNSS RTK和CORS技术。这些技术虽然实现了自动化测量，但这种单点监测模式尚不能完全满足实际需求。数字摄影测量、地面三维激光扫描和地基雷达干涉测量技术实现了面式监测，以毫米级到亚毫米级的精度获得监测对象表面的细部变形，已应用于矿山开采、滑坡、桥梁等监测中。将表面变形、内部变形和物理量进行综合分析，有利于全面了解变形过程、变形原因和分析变形机理。
4.工业测量
现代工业生产要求对产品的设计模拟、生产流程、过程控制、质量检验与监控等进行快速高精度检测与定位，从而产生了工业测量系统，如早期的经纬仪交会系统。随着精密制造技术、光电技术、控制技术和通信技术的发展，出现了诸如工业全站仪、激光跟踪仪、激光扫描仪、工业摄影测量、Indoor GPS等高精度工业测量系统和其他传感器，其测量范围从几米到数十米，精度达亚毫米级或者更高，广泛应用于飞机、汽车、轮船等零件的几何检测、部件精确组装、机器手跟踪与校准等。近年来，大型科学研究设备，如高能物理研究所需的各类粒子加速器。深空探测的大型天线、射电望远镜等，在制造、安装、调试等环节中，精度要求高，安装范围大，所受影响多。这些挑战扩展了工业测量的应用空间。
5.工程地形图测绘
随着测量仪器与技术的革新，为数字化测图提供了丰富的手段，数字化测图技术也以其精度高、更新快等优点逐渐取代传统测图方法，在城市建设、工程勘测施工等方面得到广泛应用。
地面数字化测图技术主要采用全站仪测记法和电子平板两种模式，在开阔地区用GNSSRTK测量方法，在山高坡陡和危险地区采用无合作目标全站仪、近景摄影测量或激光扫描等方法。对大范围大比例尺工程地形图可利用数字航空摄影测量技术测制。无人机和飞艇低空摄影测量系统以其快捷灵活的优势，越来越多地应用在线路带状地形图测绘、沿海滩涂测量、城市三维建模、电网设计、输电线路巡检等工程中。集成惯导、GNSS、激光扫描和全景相机等技术的地面移动测量系统开始在城市大比例尺测图、城市部件和景观测量等方面开展应用。随着国家提出建设海洋强国战略，维护国家主权及对海洋资源开发与利用的需要，对海底地形图测绘也提出了更高要求，无验潮模式下的多波束精密测深技术、多形态海床特征下多波束和侧扫声呐图像配准和信息融合技术、基于地貌图像的海床微地形自动生成技术，可以获取高精度和高分辨率的海床地形地貌，可为海洋工程建设提供基础资料。
6.工程测量专用地理信息系统
基于GIS、网络与通信技术，实现工程测量数据采集、处理、分析、存储和展示的一体化，为重大工程提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息，满足了工程建设各个阶段的科学管理与决策要求。近年来，相继出现了城市地下管线信息系统、房地产管理信息系统、水利工程测量信息系统、大坝安全监测信息系统、地铁安全施工与管理信息系统、南水北调中线工程信息化施工测量系统和钢铁公司总图管理信息系统等，极大地提升了我国工程测量的信息化管理水平。