（山西三元煤業(yè)股份有限公司，山西 長治 046000）

工程測量中三維測繪技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

賈正平

（山西三元煤業(yè)股份有限公司，山西 長治 046000）

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，測繪技術(shù)以及工程測量技術(shù)都得到較快發(fā)展。工程測量的水平直接關(guān)系著我國的現(xiàn)代化建設(shè)，隨著工程建設(shè)不斷增多，對工程測量的要求越來越高。三維測繪技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將大大提高了工程測量的水平，為工程建設(shè)提供精確的數(shù)據(jù)和精準(zhǔn)的地圖，保證工程建設(shè)合理選址，促進工程建設(shè)的有序進行。本文將主要分析三維測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀，重點介紹了幾種三維測量技術(shù)在工程測量中的重要作用，并預(yù)測了三維測繪技術(shù)的發(fā)展趨勢。

工程測量；三維測繪技術(shù)；發(fā)展

工程測量是指在工程建設(shè)設(shè)計、施工和管理階段所進行的各種測量活動，在我國的礦山建設(shè)和采礦過程中也進行著各種各樣的測繪活動，尤其是在煤礦的測量中。礦山建設(shè)中的主要任務(wù)是建立礦區(qū)測繪地形圖；進行礦區(qū)地面和井下的施工測量；編制采掘工程圖；進行巖層和地表移動的觀測等。在礦山測量過程中會遇到很多復(fù)雜的問題，將直接影響工程測量的水平和精確度。三維測繪技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為工程測量提供了重要保證，確保了工程測量的精度和工程建設(shè)的質(zhì)量和安全。

一、三維測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀

三維測繪是指運用一定的技術(shù)手段測量目標(biāo)的三維坐標(biāo)，根據(jù)三維坐標(biāo)確定目標(biāo)的形狀、位置、空間姿態(tài)，在計算機上進行三維重建并盡可能的真實還原目標(biāo)。當(dāng)前的三維測繪都是基于2+1維理論建立起的三維測繪體系；具體是兩維確定目標(biāo)的平面位置，一維確定目標(biāo)的高程。

2+1維測繪技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)發(fā)展比較完善，但是，隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的發(fā)展，2+1維測繪技術(shù)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的測繪需要。第一，2+1維建立起的三維地圖與人們的生活環(huán)境不符，2+1維地圖主要是從空中進行俯瞰，不符合人們從地面上看到的三維景象，如：房屋的室內(nèi)情況；第二，人們所進行的各種復(fù)雜工程活動對三維測繪技術(shù)提出了更高的要求，近幾年出現(xiàn)的新三維技術(shù)顯示出了更好的作用，如：三維激光掃描儀。

二、幾種三維測繪技術(shù)

（一）電子經(jīng)緯儀

電子經(jīng)緯儀出現(xiàn)于19世紀(jì)80年代，它能夠自動顯示、記錄和傳輸數(shù)據(jù)，。它的出現(xiàn)標(biāo)志著工程測量中的測角工作前進了一大步。電子經(jīng)緯儀和光學(xué)經(jīng)緯儀相比，光學(xué)經(jīng)緯儀應(yīng)用了光電技術(shù)，數(shù)字顯示，輸出端口可以直接輸出測量結(jié)果。

（二）全站儀

全站儀是一個比較標(biāo)準(zhǔn)的三維測量儀器，能夠同時測量距離和角度，全站儀有以下幾個特點：第一，自動顯示和計算數(shù)據(jù)；第二，多種數(shù)據(jù)記錄和存儲方式；第三，自動補償水平角和垂直角；第四，氣象改正和儀器常數(shù)改正；第五，激光對點器；第六，應(yīng)用程序豐富，如：導(dǎo)線測量、懸高測量、后方交會等；第七，無合作目標(biāo)測距。但是，在2+1維測量中，基準(zhǔn)面是水準(zhǔn)面，測量結(jié)果會受到大地水準(zhǔn)面精度的影響。

（三）近景攝影測量

近景攝影測量儀器主要有量測攝影機、半量測攝影機、格網(wǎng)量測攝影機等，攝像的儀器有電視攝像機、CCD相機等。它具有以下幾個特點，第一，瞬間獲取大量信息；第二，適用于惡劣環(huán)境下的測量；第三，適用于運動狀態(tài)下的測量。

（四）三維激光掃描儀

三維激光掃描儀是一種新型的三維測量儀器，它的工作是根據(jù)激光測距原理，利用高速激光發(fā)射器瞬間測得目標(biāo)的三維坐標(biāo)值。它具有以下幾個特點，第一，高速掃描；第二，便于攜帶，簡單易用；第三，測量距離長，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；第四，掃描控制選項多樣；第五，激光掃描儀不受大地水準(zhǔn)面的精度制約。

三、三維測繪技術(shù)的發(fā)展前景

在21世紀(jì)，工程測量不再是簡單的提供地圖服務(wù)，而主要是為工程測量提供地理信息服務(wù)，即進入了信息化測繪發(fā)展階段。信息化測繪是指依托網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用信息技術(shù)和空間技術(shù)，為社會發(fā)展提供地理信息服務(wù)的現(xiàn)代三維測繪技術(shù)。它具有實時獲取和自動處理數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)化的信息服務(wù)以及信息應(yīng)用社會化等特點?？梢哉f，現(xiàn)代測繪技術(shù)正朝著數(shù)字化和高科技的方向發(fā)展，目前，三維測繪技術(shù)的代表是“3S”技術(shù)?！?S”技術(shù)就是指GPS、GIS和RS。

在礦山測量中，“3S”技術(shù)更是得到了充分的應(yīng)用。GPS技術(shù)主要是提供目標(biāo)的空間位置，便于礦山尋找者更好的定位礦山位置。在礦區(qū)地面控制測量中，在新的礦區(qū)建立新的控制網(wǎng)；對已有的控制網(wǎng)進行改善和檢核；對舊的控制網(wǎng)進行加密。GIS技術(shù)主要是便于建立一個多源數(shù)據(jù)找礦模型，建立礦山管理信息系統(tǒng)，綜合管理礦山的設(shè)計、開采、沉降監(jiān)測、礦區(qū)土地復(fù)墾以及環(huán)境評估等，對多種來源的時空數(shù)據(jù)進行綜合處理、動態(tài)管理和集成管理。RS技術(shù)主要是進行礦區(qū)地形圖測繪工作，開展土地資源調(diào)查、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，快速提供礦區(qū)信息。

“3S”技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外工程測量技術(shù)發(fā)展的重要趨勢，在應(yīng)用過程中，GPS主要是確定目標(biāo)的空間位置，RS主要是快速提供目標(biāo)信息，GIS主要是對多種數(shù)據(jù)進行集成處理。三種技術(shù)在功能上相互補充，只有建立一個統(tǒng)一的平臺，讓他們充分發(fā)揮優(yōu)勢，才能實現(xiàn)工程測量的精準(zhǔn)性。

結(jié)語

隨著三維測繪技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，“數(shù)字礦山”的提出和建設(shè)不是一個空想，而是一個切切實實的目標(biāo)。依托先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，“數(shù)字礦山”的建設(shè)需要較長時間的建設(shè)和完善。并且隨著三維技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，工程測量的進步會越來越大，將不斷實現(xiàn)工程測量的數(shù)字化、自動化和信息化。但是，工程測量涉及的領(lǐng)域非常廣泛，在發(fā)展中還會不斷出現(xiàn)新的問題，涉及新的領(lǐng)域，因此，需要不斷加強對工程測量技術(shù)的研究，努力實現(xiàn)工程測量的技術(shù)的進步。

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