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篇1

關(guān)鍵詞：測繪，新技術(shù)，工程測量，應(yīng)用，研究

 

1.概論

傳統(tǒng)工程測量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域主要包括水利、交通、建筑等行業(yè)，隨著計算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、測量儀器的智能化，數(shù)字化測繪技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，而全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、攝影測量與遙感（RS）以及數(shù)字化測繪和地面測量先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，測量數(shù)據(jù)采集和處理的逐漸自動化、實時化和數(shù)字化，工程測量的服務(wù)領(lǐng)域也應(yīng)進(jìn)一步延伸，以滿足不斷提高的社會需要。

2.工程測量中的數(shù)字化技術(shù)

2.1地圖數(shù)字化技術(shù)

在建立各種GIS系統(tǒng)時，對原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理，在建庫工作中占據(jù)了相當(dāng)大的工作量，各工程測繪部門都投入相當(dāng)大的人力和財力。對于已有紙制地圖，若其現(xiàn)勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數(shù)字化儀將其輸入計算機(jī)，經(jīng)編輯、修補(bǔ)后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖。當(dāng)前有手扶跟蹤數(shù)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(shù)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(jìn)行數(shù)字化處理。論文格式。

2.2數(shù)字化成圖手段

大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統(tǒng)工程測量的重要內(nèi)容，常規(guī)的成圖方法野外工作量大，作業(yè)艱苦，作業(yè)程序復(fù)雜，同時還有繁瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長，產(chǎn)品單一，難以適應(yīng)社會飛速發(fā)展的需要。論文格式。而數(shù)字化成圖技術(shù)具有精度高、勞動強(qiáng)度小、更新方便、便于保存管理及應(yīng)用、易于等特點。目前，數(shù)字化成圖技術(shù)有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法，主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等，其特點是精度高、內(nèi)外業(yè)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(shù)字測繪在數(shù)字地球中的應(yīng)用

簡言之，數(shù)字地球就是把經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展方方面面的信息，加載于一個統(tǒng)一的地理坐標(biāo)框架中按數(shù)字的形式存貯于計算機(jī)，任何機(jī)構(gòu)或個人均可通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，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(shù)字地球是一個十分龐大的系統(tǒng)工程，技術(shù)復(fù)雜，涉及部門多，沒有任何一個部門或團(tuán)體能單獨承擔(dān)，它需要地球科學(xué)、信息科學(xué)，空間技術(shù)才眾多應(yīng)用部門的配合。測繪作為地學(xué)和信息學(xué)的重要組成部分，在國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中具有不可替代的地位，空間基礎(chǔ)信息的獲取、處理，向信息高速公路提供內(nèi)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(shù)字地球始于測繪。我國測繪部門從20世紀(jì)八十年代初期開始，對傳統(tǒng)測繪技術(shù)進(jìn)行了大規(guī)模的數(shù)字化改造。傳統(tǒng)的光學(xué)定位技術(shù)已被光電技術(shù)，GPS技術(shù)所取代，傳統(tǒng)的白紙測圖已被數(shù)字測圖和地理信息系統(tǒng)所取代，以地面測量為主向以衛(wèi)星定位（GPS）、衛(wèi)星遙感（RS）測繪等高技術(shù)為主的對地觀測方面轉(zhuǎn)變，被動的靜態(tài)測量向動態(tài)的實時測量方面轉(zhuǎn)變測繪部門在數(shù)字地球基礎(chǔ)框架建設(shè)方面做了大量工作，主要包括：建立了全國A級、B級GPS網(wǎng)；完成了全國1：100萬、1：25萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)施；建立了國情和省情綜合地理信息系統(tǒng)，研制成功了從遙感立體影像自動建立數(shù)字地面模型的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)；研制成功了數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字正射影像（DOM）、數(shù)字線劃圖（DLG）、數(shù)字柵格圖（DRG）等“4D”產(chǎn)品生線。數(shù)字地球的雛形已經(jīng)形成。

4.工程測量中的地理信息（GIS）技術(shù)

GIS是集計算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)信息科學(xué)、測繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興學(xué)科。已成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺和地學(xué)空間信息顯示的基本手段與工具。其技術(shù)優(yōu)勢不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)流程，還在于它的空間提示、預(yù)測預(yù)報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發(fā)展成為一門較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門新興的產(chǎn)業(yè)，在測繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃土地管理、區(qū)域開發(fā)與國防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。采用GIS、數(shù)據(jù)庫、內(nèi)外一體化測圖、掃描矢量化及全數(shù)字?jǐn)z影測量等技術(shù)，為專業(yè)信息系統(tǒng)提供及時、準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的基礎(chǔ)空間信息，以建立各類專業(yè)信息系統(tǒng)，從而實現(xiàn)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。

5.工程測量中的數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)

數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)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(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產(chǎn)品。全數(shù)字?jǐn)z影工作站的出現(xiàn)，加上GPS技術(shù)在攝影測量中的應(yīng)用，使得攝影測量向自動化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。隨著全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的應(yīng)用，攝影測量產(chǎn)品已經(jīng)從影像圖等向4D產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，為建立各類專業(yè)的信息系統(tǒng)和基礎(chǔ)地理信息平臺提供了可靠的數(shù)據(jù)保證。

6.工程測量中的遙感( RS)技術(shù)

遙感（RS）技術(shù)由于大面積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎(chǔ)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(yīng)用于工程測量領(lǐng)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(shù)

3S（GPS、GIS、RS）技術(shù)的結(jié)合，取長補(bǔ)短，是一個自然的發(fā)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(qū)域信息及空間定位信息，而GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用的信息并進(jìn)行綜合集成，使之成為科學(xué)的決策依據(jù)。諸如三峽工程、南水北調(diào)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(shù)為該類大型工程提供了最有效的數(shù)據(jù)及信息采集、分析處理、表達(dá)決策的工具。

8.結(jié)語

伴隨著測繪新技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代工程測量必將朝著測量內(nèi)外作業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動化、測量過程控制和系統(tǒng)行為智能化、測量成果和產(chǎn)品數(shù)字化、測量信息管理可視化、信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]李青岳．工程測量學(xué)[M]．北京：測繪出版社，1995．

篇2

[關(guān)鍵詞] 水利工程測量 水利水電建設(shè) 測繪產(chǎn)品 學(xué)科發(fā)展 報告

1 引言

工程測量是研究各類工程建設(shè)在規(guī)劃、設(shè)計、施工階段以及運行管理全過程、全方位測量工作的科學(xué)技術(shù)，是一門應(yīng)用測量學(xué)科，是多專業(yè)測繪的綜合學(xué)科。水利工程測量是工程測量的重要分支。其主要工作內(nèi)容，包括為滿足水利水電開發(fā)、水資源利用保護(hù)、流域綜合治理規(guī)劃、防汛減災(zāi)、科研、水利工程建設(shè)等領(lǐng)域需求，提供與地理位置有關(guān)的各種綜合或?qū)ｎ}信息。它是水利水電建設(shè)宏觀管理、資源調(diào)查開發(fā)、水環(huán)境保護(hù)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、土地利用開發(fā)等不可缺少的前期基礎(chǔ)性工作。正確認(rèn)識我省水利工程測量發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題，研究和制定我省水利工程測量學(xué)科發(fā)展的對策和措施，對我省水資源綜合開發(fā)利用、防洪減災(zāi)和水利工程建設(shè)具有十分重要的意義。

2 福建省水利工程測量發(fā)展現(xiàn)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(shè)現(xiàn)代化水利事業(yè)的一門重要基礎(chǔ)學(xué)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(guī)模的測繪專業(yè)隊伍和技術(shù)力量，為福建省水利水電開發(fā)、水資源利用保護(hù)、防汛減災(zāi)以及改善生態(tài)環(huán)境等方面，做出了積極的貢獻(xiàn)。

在20世紀(jì)50～70年代，先后組建了福建省閩江流域測量隊、精密水準(zhǔn)測量隊，晉江流域、九龍江流域、農(nóng)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(shè)計院、福建省九龍江規(guī)劃隊、福建省水利規(guī)劃院以及各地市的測量隊。基礎(chǔ)測繪隊伍曾達(dá)到300人左右。主要工作是承擔(dān)閩江流域平面、高程網(wǎng)的建立和1/萬流域地形圖測量、負(fù)責(zé)全省各流域二、三等精密水準(zhǔn)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(fù)責(zé)晉江流域灌渠測量、九龍江流域規(guī)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(wǎng)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(chǎn)品有：二等水準(zhǔn)1925公里，三、四等水準(zhǔn)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(jìn)入80～90年代，面臨我國改革開放的大好形勢，科學(xué)技術(shù)在各個領(lǐng)域得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，測繪的儀器設(shè)備和技術(shù)手段也在日新月異的變化。為適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，水利水電基礎(chǔ)測繪隊伍也在不斷地調(diào)整和改變，整合后的測繪隊伍更加精干和專業(yè)化。2000年以后，隨著測繪儀器設(shè)備不斷更新完善、測繪新技術(shù)的應(yīng)用日臻成熟、各種數(shù)字化測圖軟件、系統(tǒng)管理軟件不斷推廣和引進(jìn)，用現(xiàn)代測繪先進(jìn)技術(shù)逐步對傳統(tǒng)測繪技術(shù)進(jìn)行了更新，基本完成了對傳統(tǒng)測繪產(chǎn)品的現(xiàn)代化技術(shù)改造。

2.2 測繪人員隊伍及設(shè)備基本情況

“十五”期間，全省水利水電工程測繪專業(yè)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(zhì)的單位目前僅有1家；乙級測繪資質(zhì)的單位有3家；丙、丁級測繪資質(zhì)單位的約有11家。

全省水利各部門中，專門從事基礎(chǔ)測繪工作的專業(yè)人員約有140人，其中大學(xué)本科學(xué)歷有46人，占總?cè)藬?shù)的28.6％；大中專學(xué)歷有54人，占總?cè)藬?shù)的38.6％；具備初級以上職稱的專業(yè)技術(shù)人員有88人，占總?cè)藬?shù)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(jù)初步統(tǒng)計，目前全省水利系統(tǒng)已擁有多種精度和型號的全站儀61臺、GPS接收機(jī)32臺套、水準(zhǔn)儀127臺、經(jīng)緯儀92臺、測深儀7臺套以及計算機(jī)、對講機(jī)等辦公系統(tǒng)輔助設(shè)備。儀器設(shè)備投入總資產(chǎn)達(dá)1600多萬元。特別在“十五”期間省級設(shè)計勘測單位投入較多的財力，引進(jìn)多種型號的GPS接收機(jī)，具有自動采集、觀測數(shù)據(jù)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(zhǔn)儀，擁有較為先進(jìn)水平的測量平差計算軟件和計算機(jī)數(shù)字化成圖軟件。這些高精尖設(shè)備的投入和使用，在“十五”水利水電建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，取得較好的經(jīng)濟(jì)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(shè)取得輝煌成就，特別是改革開放以后，進(jìn)行了大規(guī)模的水利水電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，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(jī)近1000萬kw?！熬盼濉薄ⅰ笆濉逼陂g，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(chǎn)值約2800多萬元。在基礎(chǔ)測繪工作中，累計完成國家三、四等水準(zhǔn)測量1627公里；布設(shè)三、四等平面控制網(wǎng)點2329點；完成了各等級的電磁波測距導(dǎo)線1020公里；累計完成了1:500～1:5000比例尺的專業(yè)地形圖833.4平方公里；施測各種斷面數(shù)千公里。這些測繪成果，在水利水電的規(guī)劃、設(shè)計、施工、工程建筑物的變形監(jiān)測、工程運行管理和決策等方面發(fā)揮著極其重要的作用，為我省水利水電工程建設(shè)的順利實施，提供了有力的基礎(chǔ)保障。

目前，正在進(jìn)行的水利工程測量有全省大中小流域綜合規(guī)劃、全省水資源及開發(fā)利用綜合規(guī)劃、全省中等以上城市防洪排澇規(guī)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(nèi)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(jìn)行的水電工程測量有全省中小抽水蓄能電站規(guī)劃、全省風(fēng)電廠選點規(guī)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(shù)字測繪技術(shù)，高效、快速地為項目的勘察設(shè)計和建設(shè)提供數(shù)字化測繪產(chǎn)品。

在科技進(jìn)步與創(chuàng)新、新技術(shù)推廣應(yīng)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(shè)計研究院和福建省水利規(guī)劃院兩個龍頭單位的帶領(lǐng)下，對GPS、RTK、數(shù)字成圖等先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行了廣泛深入的研究應(yīng)用與推廣，并先后獲得了4項福建省科學(xué)進(jìn)步三等獎、1項福建省水利廳科技進(jìn)步一等獎、3項福建省科技進(jìn)步二等獎、2項福建省水利廳科技進(jìn)步三等獎、1項福建省優(yōu)秀勘察設(shè)計三等獎。2006年至今，兩單位還成功申請承擔(dān)了2項水利部“948”引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)項目，成功引進(jìn)了瑞士安伯格TMS隧道測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備、美國NAVCOM全球雙頻單機(jī)高精度GPS差分系統(tǒng)。

2.4 存在的主要問題

綜觀我省水利工程測量系統(tǒng)的隊伍、儀器設(shè)備使用、技術(shù)發(fā)展水平、測繪成果管理狀況，以及水利行業(yè)各部門對基礎(chǔ)測繪的認(rèn)知存在著差異，決定了水利基礎(chǔ)測繪建設(shè)和發(fā)展的艱巨性和復(fù)雜性。水利基礎(chǔ)測繪仍存在亟待解決的問題。

2.4.1 基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)落后，成果現(xiàn)勢性不強(qiáng)

我省的水利水電測繪所使用的平面坐標(biāo)系統(tǒng)大部分采用54北京坐標(biāo)系統(tǒng)或以某地區(qū)為參心的近似54北京坐標(biāo)系統(tǒng)或稱工程獨立坐標(biāo)系統(tǒng)，與國家現(xiàn)行的80西安坐標(biāo)系統(tǒng)不能接軌。同時我省早期布設(shè)的等級大地控制網(wǎng)已經(jīng)使用了二三十年，網(wǎng)點數(shù)量不足，長期沒有復(fù)測，又在大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中受到嚴(yán)重破壞，可利用率低，已不能滿足當(dāng)今社會發(fā)展之急需。

在高程系統(tǒng)方面，有多種高程系統(tǒng)（如羅零高程系統(tǒng)、石壟高程系統(tǒng)、馬肚底高程系統(tǒng)、1956年黃海高程系統(tǒng)、1985年國家高程基準(zhǔn)等）長期并存，雖有換算系數(shù)，但其精度不一，資料陳舊，造成水利水電規(guī)劃、設(shè)計、監(jiān)測等部門使用不便和混亂。

基礎(chǔ)測繪主要的產(chǎn)品成果體現(xiàn)在各種比例尺的地形圖上，隨著國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，流域內(nèi)各種地理要素發(fā)生了很大的變化，現(xiàn)存的地形圖成果資料，大部分為傳統(tǒng)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(nèi)容和形式上，地形圖成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能反映經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展帶來的地物地貌變化，現(xiàn)勢性很差。

經(jīng)過數(shù)十年的建設(shè)，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(shè)單位和運行管理單位施測的。由于觀測隊伍不穩(wěn)定、儀器設(shè)備陳舊、手段落后、技術(shù)水平參差不齊、數(shù)據(jù)綜合分析處理不科學(xué)等原因，造成變形觀測成果質(zhì)量低劣或安全性評價不合理。特別是建設(shè)于上世紀(jì)50～70年代的水庫，普遍未建立完整的大壩及庫區(qū)變形觀測系統(tǒng)，有的甚至從未進(jìn)行過變形觀測，各水庫的其他地理數(shù)據(jù)也相當(dāng)陳舊。這給現(xiàn)在正在進(jìn)行的水庫除險加固工作和后續(xù)的運行調(diào)度管理工作帶來巨大困難，一旦發(fā)生險情將給水庫下游居民的生命和財產(chǎn)帶來巨大損失。

2.4.2 專業(yè)測繪人才匱乏

人才隊伍是保障工程測量成果質(zhì)量的必要條件，更是進(jìn)行高新技術(shù)推廣應(yīng)用與科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)。由于歷史原因，專門從事測繪的人才多為相關(guān)專業(yè)轉(zhuǎn)行從事測繪工作。近十幾年期間引進(jìn)的專業(yè)測繪技術(shù)人才相對較少，能夠熟練應(yīng)用、掌握現(xiàn)代測繪高新技術(shù)（如地理信息系統(tǒng)、遙感影像技術(shù)）的人才尤其稀缺。

2.4.3新技術(shù)應(yīng)用滯后，科研投入不足

我省水利水電大多數(shù)測繪隊伍的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與其他行業(yè)的測繪隊伍相比較，仍處在較低的水平。發(fā)展不平衡現(xiàn)象十分突出，在大多數(shù)地縣級測繪部門，設(shè)備落后、手段陳舊，高精尖的儀器設(shè)備投入不足，在現(xiàn)代測繪技術(shù)軟件的配置上更顯得薄弱，大大影響了傳統(tǒng)測繪生產(chǎn)模式向現(xiàn)代化測繪技術(shù)更新改造的步伐，無法滿足現(xiàn)代化水利建設(shè)對測繪產(chǎn)品的要求?，F(xiàn)階段為規(guī)劃設(shè)計提供的測繪產(chǎn)品大部分仍停留在目視解釋上，缺少計算機(jī)圖像處理系統(tǒng)和數(shù)字化裝備，水利水電系統(tǒng)尚未完全引進(jìn)數(shù)字化測量系統(tǒng)，服務(wù)于水利水電建設(shè)的專題地理信息系統(tǒng)還沒有投入較多的力量進(jìn)行研究開發(fā)。

2.4.4 行業(yè)管理機(jī)制尚未建立，服務(wù)體系不健全

目前，水利系統(tǒng)的測繪技術(shù)管理仍處于各自為政的局面。各部門在規(guī)劃設(shè)計各個階段的報告、圖件以及采用的基礎(chǔ)測繪資料未作評價、分析或?qū)彶椋o水利水電建設(shè)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(fù)測繪的浪費。

3 水利工程測量的發(fā)展目標(biāo)和應(yīng)用前景

3.1 發(fā)展目標(biāo)

水利工程測量的發(fā)展目標(biāo)是從傳統(tǒng)的測繪技術(shù)向數(shù)字化測繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，從模擬測繪產(chǎn)品向4D產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，從傳統(tǒng)的測繪產(chǎn)業(yè)向水利地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。積極推廣和應(yīng)用新技術(shù)，促進(jìn)水利工程測量技術(shù)方法和手段的更新?lián)Q代，充分利用GPS、GIS、RS和“3S”集成技術(shù)以及數(shù)字化測繪技術(shù)和先進(jìn)的測繪儀器等高新技術(shù)。加大人才引進(jìn)和培養(yǎng)力度，加強(qiáng)新技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用，不斷拓寬水利工程測量服務(wù)的新領(lǐng)域。逐步實行測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動化、數(shù)字化、實時化和智能化；測量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化；測量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)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(jī)制，促進(jìn)水利工程測量數(shù)字化、自動化、信息化體系的形成，提高水利工程測量的技術(shù)水平和服務(wù)水平，提升測繪對水利水電各部門需求的保障能力。

3.2 應(yīng)用前景

在水利規(guī)劃設(shè)計和水利工程建設(shè)中的應(yīng)用前景。我們可以充分利用GPS、GIS、RS和“3S”集成技術(shù)以及數(shù)字化測繪技術(shù)和先進(jìn)的測繪儀器等高新技術(shù)，為水利水電工程規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)更加快速、高效地提供三維可視化數(shù)字地形圖和水利綜合信息專題圖，從而使規(guī)劃、勘察設(shè)計的工作效率、科技含量和成果質(zhì)量大幅提高。

在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用前景。防災(zāi)減災(zāi)歷來是福建水利的重大課題。為保障人民生命財產(chǎn)的安全和國民經(jīng)濟(jì)可靠持續(xù)發(fā)展，“九五”期間，省委、省政府做出了建設(shè)具有福建特色的防災(zāi)減災(zāi)五大體系（即蓄水工程體系、江海堤防工程體系、江河洪水預(yù)警報體系、中尺度災(zāi)害預(yù)警報體系、生物防御體系）的重大戰(zhàn)略部署。我們可以充分利用數(shù)字化測繪和“3S”集成等高新技術(shù)，通過逐步建立全省海堤防的水情、水庫調(diào)度等專題地理信息系統(tǒng)（GIS）和流域三維可視化系統(tǒng)，在江河洪水預(yù)警報體系、中尺度災(zāi)害預(yù)警報體系、生物防御體系中發(fā)揮更大的作用。

在水環(huán)境和水土保持建設(shè)中的應(yīng)用前景。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水污染嚴(yán)重，因此保護(hù)水生態(tài)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)務(wù)之急。在水環(huán)境和水土保持建設(shè)中，可以利用采集的三維數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)，建立數(shù)字高程模型，進(jìn)一步建立水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水土流失等專題地理信息系統(tǒng)（GIS），為水資源保護(hù)、規(guī)劃、建設(shè)和管理提供科技保障和服務(wù)。

4 水利工程測量發(fā)展的對策和措施

4.1 推進(jìn)各大流域及區(qū)域測量基準(zhǔn)體系建設(shè)

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(tǒng)

針對我省高程控制系統(tǒng)落后、成果現(xiàn)勢性不強(qiáng)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(shè)與國家高程系統(tǒng)相匹配、以二、三等水準(zhǔn)網(wǎng)為基礎(chǔ)的水利專用高程控制網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上，以四等水準(zhǔn)網(wǎng)方式，聯(lián)測已有的局部地區(qū)工程控制網(wǎng)，逐步完善各區(qū)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(tǒng)

平面控制網(wǎng)是進(jìn)行各項測量工作的基礎(chǔ)，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(nèi)，根據(jù)水利水電防洪減災(zāi)、規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)的需要，按輕重緩急的工作原則，以流域或區(qū)域為范圍，有計劃地布設(shè)三等、四等GPS控制網(wǎng)點約400個。經(jīng)整體平差后，形成覆蓋流域與現(xiàn)有國家坐標(biāo)統(tǒng)一的水利水電專用控制網(wǎng)，更好地滿足各種比例尺基礎(chǔ)測繪和工程建設(shè)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(jiān)測建筑物在施工或工程運營期間內(nèi)的穩(wěn)定性和安全性，研究其變形的原因和規(guī)律。經(jīng)過數(shù)十年的建設(shè)，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(shè)工程施工期和運營期的安全可靠為目標(biāo)，一是加強(qiáng)變形觀測工作的技術(shù)改造，逐步應(yīng)用全能激光儀、自動垂直儀、電子測斜儀等光電儀器，引進(jìn)和推廣近景攝影測量、電子精密水準(zhǔn)測量、變形監(jiān)測機(jī)器人、實時GPS測量等新技術(shù)的應(yīng)用。二是提高觀測數(shù)據(jù)的分析處理能力，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法、回歸分析方法，發(fā)揮計算機(jī)的強(qiáng)大功能，研究和建立可靠的觀測數(shù)學(xué)模型，使得由單一變量統(tǒng)計分析發(fā)展到多變量動態(tài)的定性定量統(tǒng)計分析，對建筑物的安全提供更可靠的預(yù)測與預(yù)報。

4.2 加快測繪高新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用

4.2.1積極參與水利信息化建設(shè)

水利信息化是國家以信息化改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)思路在水利行業(yè)的具體表現(xiàn)，是帶動水利現(xiàn)代化的重要措施之一。水利工程測量面臨較好的發(fā)展機(jī)遇，我們應(yīng)抓住這個發(fā)展機(jī)遇，加速自身的技術(shù)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。一是對已有的基礎(chǔ)測繪資料進(jìn)行系統(tǒng)分析，充分利用國家、地方和行業(yè)內(nèi)已有的成果資料，對計劃開展的基礎(chǔ)測繪項目和需要完善的基礎(chǔ)測繪工作做好數(shù)據(jù)的收集和采集工作；二是加速傳統(tǒng)水利水電測繪產(chǎn)業(yè)向地理信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化，逐步形成一個能夠承擔(dān)全省水利水電地理信息采集、處理、維護(hù)、分發(fā)等任務(wù)的專業(yè)測繪隊伍和基礎(chǔ)信息中心；三是加快新技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用。鼓勵和支持地理信息系統(tǒng)的增值開發(fā)，研制不同種類、不同尺度、不同形式的數(shù)字測繪產(chǎn)品，不斷引進(jìn)、開發(fā)和更新數(shù)據(jù)采集和管理的軟硬件設(shè)備。四是加強(qiáng)與測繪行業(yè)內(nèi)及水利行業(yè)其他專業(yè)的合作，積極參與“數(shù)字福建”、“數(shù)字水利”建設(shè)，拓寬服務(wù)領(lǐng)域和范圍。五是建立測繪信息網(wǎng)絡(luò)共享、管理與交流平臺。

4.2.2 加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的推廣及應(yīng)用，鼓勵科技創(chuàng)新

加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的推廣及應(yīng)用的主要任務(wù)是：逐步更新升級現(xiàn)有設(shè)備的功能與技術(shù)，引進(jìn)和推廣應(yīng)用國內(nèi)外先進(jìn)的測繪裝備與技術(shù)。逐步在全行業(yè)推廣普及對高端全站儀、動靜態(tài)GPS、GPS連續(xù)參考站、數(shù)字水準(zhǔn)儀、內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)字化成圖、衛(wèi)星遙感影像、三維虛擬現(xiàn)實等先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用。

加大科研力度、鼓勵自主創(chuàng)新。隨著各類先進(jìn)軟硬件設(shè)備與技術(shù)手段的繼續(xù)引進(jìn)，自主創(chuàng)新與獨立研發(fā)的方向?qū)⑾驕y繪生產(chǎn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用等高新技術(shù)領(lǐng)域延伸，水利水電工程測量可結(jié)合自身的專業(yè)特點和相關(guān)測量成果應(yīng)用部門的獨特需求，積極開展數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)國產(chǎn)化研發(fā)，爭取在科研領(lǐng)域有新的突破。

4.2.3 注重人才培養(yǎng)

水利工程測量人才隊伍建設(shè)的主要任務(wù)包括：① 引進(jìn)高素質(zhì)、高層次的測繪人才；② 組織培訓(xùn)和科技交流，提高測繪人才的學(xué)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(yǎng)一批測繪行業(yè)科技帶頭人和專家型人才，并為他們充分發(fā)揮作用創(chuàng)造條件；④ 做好注冊測繪師的認(rèn)定、考核工作和測繪行業(yè)特有工種職業(yè)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(jìn)水利水電測繪地理信息系統(tǒng)（GIS）的建設(shè)

地理信息系統(tǒng)（GIS）作為一種特殊的管理系統(tǒng), 它以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可進(jìn)行空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)疊加分析，方便快速提取用戶關(guān)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(xiàn)虛擬三維現(xiàn)實的直觀演示和各種分析，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了一種方便快捷的信息平臺。目前，水利行業(yè)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)主要側(cè)重于單方面如防汛、水土保持等的開發(fā)和應(yīng)用。水利工程測量應(yīng)充分發(fā)揮地理要素在三維可視化管理方面的應(yīng)用價值，聯(lián)合全省甲、乙級水利工程測量隊伍的技術(shù)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(tǒng)，逐步實現(xiàn)流域內(nèi)與水相關(guān)的各類信息的統(tǒng)一管理，為綜合管理和科學(xué)決策提供技術(shù)支持。具體設(shè)想如下：

(1) 開發(fā)基于三維可視化的地理信息水資源管理系統(tǒng)。實現(xiàn)對流域歷史的水文、氣象、地理、地質(zhì)、水質(zhì)、水利工程、水處理工程等數(shù)據(jù)以圖形形式的可視化管理，通過對模擬設(shè)備的選擇查看其屬性信息，通過屬性查找對應(yīng)的設(shè)備并定位，以利于科學(xué)決策和管理。

(2) 建立各大流域水利規(guī)劃管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立，可以實現(xiàn)滾動規(guī)劃和管理，如進(jìn)行大型水庫淹沒區(qū)實物量估算、庫區(qū)移民安置環(huán)境容量調(diào)查、灌溉區(qū)實際灌溉面積和有效灌溉面積調(diào)查、水庫淤積測量、河道演變及現(xiàn)狀工程分布情況等，并利用水利CAD設(shè)計平臺大大提高設(shè)計方案的準(zhǔn)確性和成圖效率，利用項目管理軟件加快項目施工進(jìn)度和節(jié)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(huán)境實時監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立可以實現(xiàn)對水資源動態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、實時傳輸、信息存儲管理和在線分析管理，根據(jù)已建立的水量、水質(zhì)和水環(huán)境分析模型，以計算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依據(jù)，以規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的水資源綜合數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以水資源供需平衡和優(yōu)化調(diào)度模型為內(nèi)核，實現(xiàn)對水資源的遠(yuǎn)程控制和優(yōu)化配置管理。

4.3 建立和健全水利水電工程測量行業(yè)管理體制

4.3.1建立水利水電工程測量行業(yè)管理機(jī)構(gòu)

將水利水電工程測量納入水利規(guī)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(chǎn)品都已形成市場化，一方面給測繪行業(yè)帶來了無限的生機(jī)和發(fā)展機(jī)遇，但另一方面也造成了測繪產(chǎn)品在監(jiān)督管理上的混亂和缺位局面。各自為政造成管理機(jī)制的削弱和部分測繪產(chǎn)品質(zhì)量的降低；重復(fù)測繪則在經(jīng)濟(jì)上造成浪費。因此，水利工程測量必須由水利主管部門進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃協(xié)調(diào)與管理，可考慮由水利建設(shè)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(chǔ)資料、儀器設(shè)備等）進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)督管理，并結(jié)合各時期的工作重點，制定基礎(chǔ)測繪計劃，建立穩(wěn)固的基礎(chǔ)測繪更新機(jī)制、明確更新周期和經(jīng)費渠道，使水利水電基礎(chǔ)測繪能夠及時有效地服務(wù)于福建省水利水電的綜合開發(fā)治理。

4.3.2規(guī)范水利水電工程測量市場

水利水電工程測量有其行業(yè)的特殊性，如水利工程設(shè)施、水下地形、水工建筑物、大壩變形等測繪的精度要比常規(guī)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(yè)主管部門頒發(fā)的測繪資質(zhì)基礎(chǔ)上，充分理解行業(yè)的特點和水利工程要求，嚴(yán)格執(zhí)行《水利水電工程測量規(guī)范》和《水利水電工程施工測量規(guī)范》，才能提供合格的測繪產(chǎn)品。對于事關(guān)國計民生的重大水利工程，應(yīng)由測繪行業(yè)主管部門頒發(fā)的較高測繪資質(zhì)的工程測量隊伍承擔(dān)。為此，建議由水利建設(shè)行政主管部門或新成立的水利水電工程測量行業(yè)管理機(jī)構(gòu)來協(xié)調(diào)管理，以規(guī)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(jī)制

我省水利水電行業(yè)的測繪生產(chǎn)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(tài)，未進(jìn)行統(tǒng)一保管，時常造成珍貴測繪基礎(chǔ)資料的遺失，測繪成果資料的應(yīng)用也未建立有效的相互溝通渠道，導(dǎo)致了大量的重復(fù)測量，造成測繪基礎(chǔ)資源與測繪生產(chǎn)力的嚴(yán)重浪費。健全水利水電測繪成果共建共享服務(wù)體系的主要工作包括：

（1）各省級及地縣級部門應(yīng)盡快建立測繪成果的計算機(jī)管理體系，對已有的歷史資料進(jìn)行收集整理，有條件的應(yīng)建立專業(yè)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

（2）開辟已有測繪成果資料應(yīng)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(fù)的測繪生產(chǎn)，提高測繪生產(chǎn)效率。

（3）建立水利水電測繪行業(yè)的專業(yè)網(wǎng)站，為測繪生產(chǎn)的信息傳遞、資料收集、成果分發(fā)提供有效的窗口與平臺。

參考文獻(xiàn)：

[1] 福建省“十一五”水利水電基礎(chǔ)測繪專項規(guī)劃. 2007.

[2] 新技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用研討交流會論文集. 2000.

篇3

1引言

在傳統(tǒng)陶瓷中，SiO2是陶瓷坯體的主要化學(xué)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(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、硬度、機(jī)械強(qiáng)度等，從而直接影響陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和使用性能，同時SiO2也是各種釉料配方的重要參數(shù)。因此，準(zhǔn)確測定陶瓷原料中SiO2的含量，對陶瓷和釉料生產(chǎn)非常重要，它關(guān)系到原材料的用量、產(chǎn)品的質(zhì)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(fā)法

2.1硫酸-氫氟酸法

當(dāng)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(shù)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(nèi)），在普通電熱器上小心蒸發(fā)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(fā)至干，驅(qū)盡三氧化硫后放入高溫爐內(nèi)，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(fù)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(zhì)量，g

m2——氫氟酸處理后坩堝的質(zhì)量，g

m——試料的質(zhì)量，g

2.2硝酸-氫氟酸法

當(dāng)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(fù)灼燒，稱量，直至恒重。

（2）將坩堝置于通風(fēng)櫥內(nèi)，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(yīng)清澈）。用少量水洗凈坩堝蓋，去蓋，繼續(xù)加熱蒸干。取下冷卻，再加5ml硝酸、10ml氫氟酸并重新蒸發(fā)至干。

（3）沿坩堝壁緩緩加入5ml硝酸蒸發(fā)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(nèi)，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(fù)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(zhì)量，g

m2——氫氟酸處理并灼燒后殘渣與鉑坩堝的質(zhì)量，g

m3——試劑空白與鉑坩堝的質(zhì)量，g

m4——測定試劑空白所用鉑坩堝的質(zhì)量，g

m——試料的質(zhì)量，g

3重量-鉬藍(lán)光度法

重量-鉬藍(lán)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(jié)之后酸化成溶液，再在水浴鍋上用蒸發(fā)皿蒸發(fā)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(zhuǎn)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(fù)灼燒，稱量，直至恒重。

（3）加數(shù)滴水潤濕沉淀，加4滴硫酸、10ml氫氟酸，低溫蒸發(fā)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(fù)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(zhì)量，g

m2——氫氟酸處理后沉淀與坩堝的質(zhì)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(zhì)量，g

m5——氫氟酸處理后空白與坩堝的質(zhì)量，g

V1——分取試液的體積，ml

V——試液總體積，ml

m——試料的質(zhì)量，g

4氟硅酸鉀容量法

重量-鉬藍(lán)光度法的準(zhǔn)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(fā)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(zhuǎn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，由消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積計算二氧化硅的含量。應(yīng)用該分析方法時應(yīng)嚴(yán)格控制分析條件，具體應(yīng)注意以下幾點：

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（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(dāng)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(fā)法歷來被認(rèn)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(yīng)過量。但氟化鉀和氯化鉀的量若過大，則當(dāng)樣品中的鋁、鈦含量較高時干擾情況比較嚴(yán)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(guān)。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(yīng)低于30℃，體積不大于50ml，沉淀應(yīng)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(zhì)的方法來消除干擾。

氟硅酸鉀容量法具有快速、準(zhǔn)確、精密度高的特點，因此廣泛應(yīng)用于陶瓷生產(chǎn)中的控制分析。

5比色法

當(dāng)試樣中的SiO2含量在2%以下時，為了得到較準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，宜用比色法測定。比色法有硅鉬黃和硅鉬藍(lán)兩種。硅鉬黃法基于單硅酸與鉬酸銨在適當(dāng)?shù)臈l件下生成黃色的硅鉬酸絡(luò)合物（硅鉬黃）；而硅鉬藍(lán)法把生成的硅鉬黃用還原劑還原成藍(lán)色的絡(luò)合物（硅鉬藍(lán)）。在規(guī)定的條件下，由于黃色或藍(lán)色的硅鉬酸絡(luò)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(lán)法含量較高的SiO2，而后者的靈敏度卻遠(yuǎn)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(lán)比色法。硅鉬藍(lán)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(zhì)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(lán)，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(zhì)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(lán)，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(yán)格的要求，否則得不到準(zhǔn)確的測量結(jié)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(biāo)準(zhǔn)鈣溶液回滴，用K-B指示劑指示終點，由加入的EDTA量和鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量來計算二氧化硅的含量。應(yīng)用該法分析時應(yīng)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(lián)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(yīng)較小，而且pH控制為10。

（3）為使沉淀完全應(yīng)加入SiO32-量60～80倍的氯化鈣，沉淀時應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(jìn)行，滴定過程可在普通燒杯中進(jìn)行。雖然在準(zhǔn)確度和精密度方面仍有待進(jìn)一步改進(jìn)，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(jié)語

陶瓷原料中SiO2的測定方法有多種，檢測時應(yīng)根據(jù)待測試樣的具體特點來選用合適的方法，這樣才能得到準(zhǔn)確的測定結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

1楊東輝.長石中二氧化硅含量的測定[J].中國陶瓷，2006，5：55～56

2武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)（第3版）[M].北京：高等教育出版社，1995

3李碩等.GB/T4734-1996.陶瓷材料及制品化學(xué)分析方法

篇4

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法；組網(wǎng)技術(shù)；職業(yè)能力教育部副部長魯昕在全國中等職業(yè)教育教學(xué)改革創(chuàng)新工作會上提出，要把實現(xiàn)“五個對接”，即專業(yè)與產(chǎn)業(yè)、企業(yè)、崗位對接，專業(yè)課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接，教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接，學(xué)歷證書與職業(yè)資格對接，職業(yè)教育與終身學(xué)習(xí)對接，作為教育教學(xué)改革創(chuàng)新的目標(biāo)。五個對接為職業(yè)教育改革指明了方向。項目教學(xué)法作為一種新型的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)崗位能力和職業(yè)能力的培養(yǎng)，在計算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用項目教學(xué)法，是實現(xiàn)五個對接，創(chuàng)新教育教學(xué)改革的最佳切入點。

一、項目教學(xué)法概述

（一）項目教學(xué)法的來源

項目教學(xué)法在英文中為Project-based learning，簡稱為PBL。“項目教學(xué)法”最早見于美國教育家凱茲和加拿大教育家查德合著的《項目教學(xué)法》?！绊椖拷虒W(xué)法”的理論認(rèn)為：知識可以在一定的條件下自主建構(gòu)獲得；學(xué)習(xí)是知識、技能與行為、態(tài)度與價值觀等方面的長進(jìn)；教育是滿足長進(jìn)需要的有意識、有系統(tǒng)、有組織的持續(xù)交流活動。

2001年4月，查德博士曾來中國北京講授“項目教學(xué)法”。該教學(xué)法陸續(xù)引進(jìn)歐洲、南美、大洋洲、日本、韓國。德國引進(jìn)該教學(xué)法后，聯(lián)邦職教所自主創(chuàng)新，并于2003年7月制定了“以行動為導(dǎo)向的項目教學(xué)法”的教學(xué)法規(guī)。上世紀(jì)80年代以來，項目教學(xué)在基礎(chǔ)教育、中等教育、高等教育和成人教育中得到廣泛的應(yīng)用，成為典型的以學(xué)生為主的教學(xué)方法。

（二）項目教學(xué)法的理論基礎(chǔ)

項目教學(xué)活動的理論基礎(chǔ)主要有建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、杜威的實用主義教育理論和情境學(xué)習(xí)理論。建構(gòu)主義理論認(rèn)為，知識不是通過教師傳授獲得的，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境下 ，借助他人（教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式獲得的項目。杜威的實用主義教育理論，主要觀點一是“以經(jīng)驗為中心”，認(rèn)為一切知識來自于經(jīng)驗。二是“以兒童為中心”，實用主義反對傳統(tǒng)教育忽視兒童的興趣和需要的做法，主張教育應(yīng)以兒童為起點。三是“以活動為中心”。項目教學(xué)是以真實或模擬的工作任務(wù)為出發(fā)點，在真實的工作情境中，學(xué)生利用自身的經(jīng)驗，采取“做中學(xué) ”的學(xué)習(xí)方式，通過完成項目工作任務(wù)來獲得知識和技能。項目教學(xué)強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實和強(qiáng)調(diào)活動，與杜威的實用主義教育理論是一致的。情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識是情境化的，而不是抽象的，是在個體與情景相互作用過程中被建構(gòu)的，而不是被客觀定義或主觀創(chuàng)造的?；谶@種知識觀，學(xué)習(xí)是不能跨越情境邊界的，學(xué)習(xí)本質(zhì)上是情境性的，情境決定了學(xué)習(xí)的內(nèi)容與性質(zhì)。按照這種學(xué)習(xí)觀，建構(gòu)知識與理解的關(guān)鍵是參與實踐。而項目教學(xué)的內(nèi)容主要來自現(xiàn)實世界的實踐任務(wù)，學(xué)生是在完成項目任務(wù)過程中獲得職業(yè)能力的發(fā)展。

（三）項目教學(xué)法的定義

學(xué)術(shù)界關(guān)于項目教學(xué)法還未能界定統(tǒng)一的核心概念。德國的魯?shù)婪?普法伊菲爾和傅小芳對項目教學(xué)進(jìn)行了以下界定：項目教學(xué)是指在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生在特定的學(xué)習(xí)集體（項目小組）中，根據(jù)學(xué)習(xí)興趣和生活經(jīng)驗提出問題或活動的愿望（項目創(chuàng)意），對活動的可行性作出決策 （是否立項），并圍繞既定的目標(biāo)（項目成果）決定學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，自行計劃 、實施和評價學(xué)習(xí)活動的教學(xué)活動。徐國慶在其著的《職業(yè)教育項目課程開發(fā)指南》中將項目教學(xué)定義為 ：通過完成完整的工作項目，讓學(xué)生獲得相關(guān)的知識與技能，并發(fā)展職業(yè)能力的教學(xué)方法。

雖然不同學(xué)者對項目教學(xué)法有不同的定義，但是都體現(xiàn)出了項目教學(xué)法核心內(nèi)容――基于項目。筆者認(rèn)為項目教學(xué)法是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動，其目的是在課堂教學(xué)中把理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生解決實際問題的綜合素質(zhì)與能力。項目教學(xué)法融合了探究式教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法與案例教學(xué)法的特點，將項目作為教學(xué)對象，以實際任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)。在職業(yè)學(xué)校，項目是指以生產(chǎn)一件具體的、具有實際應(yīng)用價值的產(chǎn)品為目的的任務(wù)。教師將授課內(nèi)容寓于項目中，輔助和引導(dǎo)學(xué)生實施和完成項目。學(xué)生在項目實施過程中自主學(xué)習(xí)、分組討論、小組協(xié)作，完成項目。

二、計算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)教學(xué)應(yīng)用項目教學(xué)法的必要性

計算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)是中職學(xué)校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)一門重要的應(yīng)用型主干專業(yè)課程，具有知識量大 、概念多、跨學(xué)科 、操作性強(qiáng) 、職業(yè)特征明顯等特點，該課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生實踐能力和職業(yè)能力的掌握。如果采用以教師講授為主的“填鴨式”教學(xué)方法，學(xué)生被動接受知識，將遏制學(xué)生的自主創(chuàng)造能力，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，降低學(xué)習(xí)興趣，影響教學(xué)效果。教學(xué)改革應(yīng)以學(xué)生為主體，以實踐能力培養(yǎng)為主線，從職業(yè)學(xué)校學(xué)生的實際出發(fā)，淡化理論難度和深度，吸收職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，把各個能力體系分解成若干個教學(xué)項目，在各個教學(xué)模塊中將知識點與能力點緊密結(jié)合，注重學(xué)生實際動手能力和解決實際工程問題的能力，突出職業(yè)教育的應(yīng)用特色和能力本位。項目教學(xué)法以實際的工程項目為對象，先由教師對項目進(jìn)行分解，并作適當(dāng)?shù)氖痉?，然后讓學(xué)生分組圍繞各自的工程項目進(jìn)行討論、協(xié)作學(xué)習(xí)，最后以共同完成項目的情況來評價學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)目的的一種新的教學(xué)方法。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)與生產(chǎn)、企業(yè)的對接，強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，采用的是貼近企業(yè)的實際項目，能較好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與積極性，促進(jìn)學(xué)生在做中學(xué)，在學(xué)中做，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、職業(yè)能力、合作能力和創(chuàng)新能力，非常適合本門應(yīng)用型課程運用。所以，為了提高本課程教學(xué)質(zhì)量，滿足創(chuàng)新型計算機(jī)人才的培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生職業(yè)崗位意識，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，在教學(xué)過程中引入項目教學(xué)法改革現(xiàn)有的教學(xué)模式不但可能而且勢在必行。

三、項目教學(xué)法在計算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用

“項目教學(xué)法”與傳統(tǒng)的教學(xué)法相比，主要區(qū)別表現(xiàn)在“項目教學(xué)法”改變了傳統(tǒng)教學(xué)法的3個中心：由以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，由以課本為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐皂椖繛橹行?，由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫嶋H經(jīng)驗為中心。所以，在應(yīng)用項目教學(xué)法時必須堅持以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以項目為主線，把握好教材選擇、項目確定、項目實施和項目考核評價四個環(huán)節(jié)。

（一）選擇符合項目教學(xué)要求的教材

項目教學(xué)打破了傳統(tǒng)的教學(xué)方法和方式，說教式的傳統(tǒng)教材無法滿足項目教學(xué)的需要，應(yīng)該選擇適合項目教學(xué)，符合職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)崗位能力要求的教材。教材內(nèi)容應(yīng)以企業(yè)的實際工程項目為主線，以項目為載體構(gòu)建課程體系，并且與職業(yè)資格考證的“應(yīng)知、應(yīng)會”相對應(yīng)。同時，教材內(nèi)容必須動態(tài)更新，以適應(yīng)行業(yè)和技術(shù)的發(fā)展。

（二）項目確定

應(yīng)通過走訪系統(tǒng)集成商、一線工程技術(shù)人員、用戶，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，吸收企業(yè)、行業(yè)專家的意見，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和職業(yè)崗位群設(shè)置情況，以企業(yè)實際生產(chǎn)流程和崗位技術(shù)要求為依據(jù)確定項目和工作任務(wù)。同時，也應(yīng)該兼顧學(xué)?，F(xiàn)有的實訓(xùn)設(shè)備和場地等情況。本課程以完成一個完整的校園網(wǎng)工程確定項目和工作任務(wù)。項目和工作任務(wù)如表1所示。

（三）項目實施

項目教學(xué)法強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，以任務(wù)為驅(qū)動，重點在于調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)寬松的真實的學(xué)習(xí)情境，充分挖掘?qū)W生的潛能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵學(xué)生獨立思考，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作精神，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。項目實施主要由明確項目、合理分組、獲取信息、制定方案、組織實施、總結(jié)評價六個流程構(gòu)成。第一明確項目，主要讓學(xué)生了解需要完成的項目的目標(biāo)和要求，由教師進(jìn)行講解部署。第二合理分組，將學(xué)生分成若干個項目小組，以小組為單位實施項目，小組長擔(dān)任項目經(jīng)理角色，項目經(jīng)理承擔(dān)本項目組的組織與管理職能。在分組時，每個小組的人數(shù)要適當(dāng)（一般以3～5人為宜），根據(jù)組員的能力等級和個性差異合理搭配。第三獲取信息，學(xué)生綜合利用教師講授、課本資料、報刊雜志、網(wǎng)絡(luò)資源等獲取完成項目所需的知識和信息，并進(jìn)行加工處理。第四制定方案，學(xué)生根據(jù)項目任務(wù)和所獲信息，經(jīng)過集體討論制定項目實施方案。第五組織實施，學(xué)生應(yīng)明確各自職責(zé)，分工協(xié)作，根據(jù)經(jīng)老師審定的實施方案，按步驟按程序?qū)嵤?。第六總結(jié)評價，師生共同檢查評價項目完成情況，通過總結(jié)評價達(dá)到以評促學(xué)的目的。單元項目主要通過校內(nèi)實訓(xùn)完成。綜合項目安排一周的企業(yè)實踐，通過企業(yè)實戰(zhàn)項目檢驗學(xué)生對本課程的掌握效果。

（四）項目考核評價

在項目教學(xué)法中，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不能采用以一張試卷作為評定標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)課程的評價體系，而應(yīng)當(dāng)堅持評價主體及內(nèi)容多元化、評價過程動態(tài)化的原則，根據(jù)項目教學(xué)的特點和人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求建立包括過程評價、成果評價、學(xué)生自評、學(xué)生互評、小組評價、教師評價、企業(yè)評價等內(nèi)容的綜合評價體系，以公正、準(zhǔn)確、客觀、科學(xué)地評價每一位學(xué)生。過程評價主要依據(jù)項目實施過程中反映的態(tài)度、知識、技術(shù)、方法、創(chuàng)新、規(guī)范、安全、考勤、信息獲取與處理能力、職業(yè)道德、團(tuán)隊精神等。成果評價主要依據(jù)學(xué)生項目成果、項目報告書等。同時，為突出應(yīng)用型課程的特點，體現(xiàn)學(xué)歷教育與職業(yè)資格證書教育的密切關(guān)系，考核內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)要與職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)相銜接，以學(xué)生是否順利考取計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理員三級證書作為本課程成績的重要評價依據(jù)。

四、結(jié)語

實踐證明，將項目教學(xué)法引入組網(wǎng)技術(shù)課程教學(xué)，突破了“填鴨式”的傳統(tǒng)教學(xué)方法，密切了課堂教學(xué)與職業(yè)崗位的聯(lián)系，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的積極性和主動性，提升教學(xué)的實效性，最大限度地開發(fā)學(xué)生的智力和潛能，有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作精神，增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，從而達(dá)到提升學(xué)生職業(yè)能力，實現(xiàn)五個對接的目標(biāo)。

[本文系廣東省惠州市教育科研立項課題“云計算在校園中的應(yīng)用研究”（編號：2011KT249）成果之一。]

（作者單位：惠州工業(yè)科技學(xué)校）

參考文獻(xiàn)：

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