数学技术在工程测量中的应用研究

2022-09-12

在设立工程测量这门学科时, 将它划分到应用型学科的门类, 自设立课程以来, 它就在国民经济建设发展中享有着举足轻重的地位。工程测量技术离不开生产实践。目前高校内的测量工程专业基本都开设了高等数学专业课, 为的是为学生进行更高层次的数学研究提供基础, 也和测量专业进行知识互接。首先, 工程测量发展历史比较长, 属于技术学科, 而且它是把物理和数学作为基础, 然后在测量的过程中也结合了一些理论知识, 以及采用一些技术和工程测量的相关的方法, 这样, 在工程测量的过程中就能减少阻力, 便于工程的建设。从另外一个角度来说, 在工程测量中, 数学是基础, 要想保证工程测量这门学科学好, 就必须学好数学, 因为只有保证推算出来的结果无误, 才能保证工程的安全。因此, 必须具备扎实的数学功底, 数学逻辑强, 才可以在工程测量的过程中保证工程的质量。

一、数学技术与工程测量的现状

观察当前的求职资源市场, 各单位对工程测量方面的人才提供了大量岗位, 但实际招聘的远远低于企业理想岗位人数。就此可以看出工程测量方面的优秀毕业生仍并将在未来很长一段时间属于市场紧缺性人才。就当前各高校为工程测量专业设置的数学课程来看, 大多数进行数学研究学习的学生都不能灵活运用自己在课堂上学到的理论知识, 理解分析测量专业课程。抓问题要抓根源。问题造成的主要原因有两个, 一是学生的基础, 要提高学生的数学基础, 基础稳固, 建设测量专业的“大楼”才能屹立不倒;二是学会举一反三, 老师在教学过程中将数学与专业课程进行串结联合, 学生可以进行知识回顾与知识结合, 课堂教学效果大大提升, 课下学生进行思维记忆也可以进行串联。实践证明, 学生只有掌握了较深层次的数学理论知识, 才能更好的理解运用工程测量技术。要想实现数学与工程测量技术的有效结合, 老师在教授课程中可以选择抛开原先侧重的讲解复杂的数学计算, 转为介绍贴近专业课程的实际知识。讲解生产实际问题可以帮助学生理解晦涩的书面文字理论。比如说, 在学习微积分这门课程时, 老师一般在求微分的时候会有所简化, 尤其在论证公式的时候, 不会一步一步地去求导, 这在微分公式运用到实际时就会产生问题, 因为在实际测量时, 每一个环节都要精确, 所以, 必须重视细节。

二、工程测量技术对数学的要求

工程测量专业对数学的要求极高, 主要的内容有三个方面。1、极限、级数, 导数和微分的应用。学生接纳知识时应对此进行着重研究。尤其要全微分等方面的知识上, 学生一定要掌握;2、学习线性代数部分, 会涉及到矩阵行列式的知识, 以及如何求逆矩阵, 学生在学习时要对解法掌握牢固;3、在概率论和数理统计方面, 主要是理解数理统计知识, 重在理解, 如测量样本及其分布规律, 参数估计等;概率论中包括随机事件及其求发生的概率变量分布特征等。

三、结合两者数据的案例分析

GPS全球定位系统自开发以来在世界范围内广泛应用, 并且随着技术的不断完善, 它已经发展成为一门相当成熟的技术。这些年来, 通过GPS系统, 专家们已经探索出一条利用GPS来减少工程测量工程中的阻力, 利用技术优势促进工程测量的发展。一般开说, GPS在运行的过程中先要建立一个直角坐标系, 然后在这个里面实现不同空间的转换, 在测量坐标的变化时一般可以运用一下两种方法, 既可以用平面直角坐标转换也可以用空间直角坐标转换。在坐标转换的时候, 可以以原点O位轴心, 然后再将平面进行旋转, 直到平面上产生一点P的新坐标 (X", Y") 与旧坐标 (X, Y) 有如下关系:X"=Xcosφ+Ysinφ, Y"=﹣Xsinφ+Ycosφ

若点P是在立体几何中, 则空间直角坐标旋转出来后的点为 (x", y", z") 与原空间点P (x.y, z) 的关系是x"=xcosφ+ysinβ+Oz, y"=﹣xsinφ+ycosφ+Oz, z"=Ox+Oy+Oz。测量坐标点的可移动性会导致测量结果的差异, 因此要对公共坐标原点和坐标轴以及新旧坐标的关系进行数据分析。

如果是分析数理统计在工程测量中所起的作用, 就要根据实际情况来分析, 在工程测量的过程中, 首先要考虑到运用哪种理论, 由于测量点的数值都和正态分布理论有密切关系, 所以就需要作用正态分布理论, 在对具体的实际工程测量时, 需要考虑到计算结果的误差, 当测量的次数到达一定的数量时, 测量结果会出现一些特征:第一是在测量条件不变的前提下, 侧量结果出现误差的值会在一个特定的期间浮动, 第二是随着测量次数的增加, 测量出现误差的可能性会越来越低。为在实际工程测量中出现频率最高的三种数据, 即平均平方值、算术平方值和几何平均值, 其中若对几何平均值进行恰当的运用可以将此数据用来概括整个测量数据误差的大致情况。然而它的局限性在于若测量的数据较多时, 几何平均值的计算误差公式比较复杂, 几何平均值更适用测量数据少的情况。

四、对数学技术与工程测量结合的建议

在进行数学授课中, 主持授课的老师对这门学术的了解可能也没有达到很深的研究高度, 对学生的知识了解度的要求也没有做出严格要求, 在教学过程中没有将两者串结起来进行知识传输;其次, 在各大学习问题中存在的一个通病就是学生在学习知识过程中, 没有及时将疑惑之处与老师进行沟通交流, 反思解决当下疑难, 教师也就不清楚哪些是学生所熟悉哪些又是相对陌生需要反复强调的, 也就影响了教学的进度和质量。所以, 两者知识的串联程度的提高很有必要。在课堂上, 学生必须积极参与进来, 将气氛活跃起来。传统的教学模式已经慢慢被摒弃。学生作为课堂知识的主体, 要对老师的发言内容进行思考和提问, 老师传授理论的同时也要不断结合典例进行分析, 活学活用, 加大学生在课堂上的记忆力和吸收力。