■李佳 郭始旭

（天津市測(cè)繪院天津300381）

工程測(cè)量與三維測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展解析

■李佳 郭始旭

（天津市測(cè)繪院天津300381）

工程測(cè)量技術(shù)作為應(yīng)用科學(xué)的重要組成部分，涵蓋了工程項(xiàng)目從環(huán)境勘測(cè)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、日常管理和竣工驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)的所有測(cè)量事項(xiàng)，涉及經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)和國(guó)防科技發(fā)展等各個(gè)領(lǐng)域，在服務(wù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)建設(shè)和民生改善等方面承擔(dān)了重要職責(zé)，也發(fā)揮了重要作用。因此，本文通過(guò)對(duì)三維測(cè)繪技術(shù)在目前的各種現(xiàn)狀，三維測(cè)繪技術(shù)在各種工程測(cè)量中的應(yīng)用，進(jìn)行了相關(guān)的研究和分析，而且在這樣的基礎(chǔ)條件之上，對(duì)于三維測(cè)繪技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展和相關(guān)的情況而言，有關(guān)學(xué)者和工程測(cè)量人員進(jìn)行相關(guān)的分析和研究。

工程測(cè)量 三維測(cè)繪技術(shù) 發(fā)展

由于工程測(cè)量是一門(mén)應(yīng)用范圍較廣的科學(xué)，也是一門(mén)研究各類(lèi)工程建設(shè)中，測(cè)量方法和理論的學(xué)科，在國(guó)家工程建設(shè)的方方面面都需要應(yīng)用到。它研究的領(lǐng)域包括工程測(cè)量、工業(yè)建設(shè)、城市建設(shè)以及各類(lèi)資源的開(kāi)發(fā)，每個(gè)階段都可以進(jìn)行地形地貌的勘測(cè)，還有信息資料的采集，設(shè)施建設(shè)的處理，施工過(guò)程的放樣，建筑變化過(guò)程的觀測(cè)，分析相關(guān)的理論，預(yù)報(bào)相關(guān)的技術(shù)，以及與這些研究對(duì)象有關(guān)的信息資源管理和使用。工程測(cè)量有著悠久的歷史，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工程測(cè)量的技術(shù)面貌也發(fā)生了嶄新的變化。

1 工程測(cè)量概述

工程測(cè)量是伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展而出現(xiàn)的重要產(chǎn)物，歷史積淀豐富，涉足空間廣闊。特別是在科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，隨著工程施工項(xiàng)目建設(shè)數(shù)量的不斷增多和建設(shè)規(guī)模的持續(xù)增強(qiáng)，也使得工程測(cè)量技術(shù)在實(shí)踐中越來(lái)越規(guī)范和完善，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的地位與作用也越來(lái)越重要和彰顯。通常情況下，工程測(cè)量主要承擔(dān)著這樣三個(gè)職責(zé)：一是依據(jù)固定程序和比例尺要求，對(duì)工程施工環(huán)境的地理特征、地質(zhì)條件以及施工現(xiàn)場(chǎng)各種物體的空間部位、幾何圖形等進(jìn)行描繪，對(duì)工程項(xiàng)目施工相關(guān)的各種數(shù)據(jù)資料以數(shù)字化的形式準(zhǔn)確、具體地表述出來(lái)，也就是按照建設(shè)項(xiàng)目的要求繪制規(guī)劃圖和提供有關(guān)數(shù)據(jù)資料；二是依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，將預(yù)計(jì)施工建設(shè)的工程項(xiàng)目所處區(qū)域和建設(shè)大小，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)記，供現(xiàn)場(chǎng)施工參照，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的時(shí)候，結(jié)合施工設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際要求，做好所需內(nèi)容的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，工程結(jié)束以后做好竣工測(cè)量，確保工程建設(shè)項(xiàng)目后續(xù)擴(kuò)建維修和日常管理有據(jù)可查；三是工程建設(shè)項(xiàng)目施工和投入使用過(guò)程中，重要的建筑物體還要做變形觀測(cè)，以熟悉和把握發(fā)生形態(tài)改變的相關(guān)資料，便于日后建設(shè)項(xiàng)目主管部門(mén)或者科研部門(mén)分析、研究工程項(xiàng)目的有關(guān)情況。

2 幾種三維測(cè)繪技術(shù)

2.1 全站儀

這是一種非常規(guī)范的三維測(cè)量工具，能夠?qū)y(cè)量對(duì)象的角度和距離精準(zhǔn)地反饋出來(lái)。與常規(guī)的二維測(cè)量?jī)x器相比，這種儀器具有明顯的優(yōu)越性，可以完全自動(dòng)顯示傾斜角、水平角、垂直角、標(biāo)高、坐標(biāo)等測(cè)量處理的數(shù)據(jù)，而且記載和存儲(chǔ)方面也具有良好的多樣化特征，可以完善測(cè)量導(dǎo)線、設(shè)置坐標(biāo)、測(cè)量標(biāo)高等環(huán)節(jié)的程序內(nèi)容，同時(shí)能夠依據(jù)工程測(cè)量需求升級(jí)所需的軟件系統(tǒng)，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，避免受到外界環(huán)境的影響。全站儀的工作特性主要有以下幾種：①可以對(duì)角度、距離進(jìn)行同時(shí)測(cè)量，并自動(dòng)的記錄和保存相關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)；②全站儀當(dāng)中具備多種戶外應(yīng)用系統(tǒng)，可以在實(shí)際的測(cè)量當(dāng)中得到結(jié)算的結(jié)果；③可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流。

2.2 三維激光掃描儀

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

2.3 攝影儀

我們從目前所擁有的攝影技術(shù)，以及其應(yīng)用功能而言，大型的工程勘測(cè)，地籍圖的測(cè)繪，以及比例尺制圖等是針對(duì)航空攝影的。另外，還可以形成影像、線形、數(shù)字等多形式的地圖，1：500是最大的比例尺數(shù)值。成圖的辦法可以使用模擬測(cè)圖儀與高精度解析成圖，坐標(biāo)立體測(cè)圖儀也可以作為成圖的方法。而且坐標(biāo)測(cè)圖儀的數(shù)據(jù)采集與繪圖效率都是比較高的。GPS技術(shù)應(yīng)用的廣泛，令航測(cè)可以減少各種戶外控點(diǎn)的連測(cè)，讓測(cè)繪效率和效益都可以得到提升，從而完成科學(xué)測(cè)量的自動(dòng)化、數(shù)字化的相關(guān)需求。

2.4 電子經(jīng)緯儀

這種儀器是1980年之后研發(fā)生產(chǎn)出來(lái)的，可以進(jìn)行信息數(shù)據(jù)自動(dòng)化顯示、記載和傳輸?shù)脑O(shè)備。與傳統(tǒng)的光學(xué)儀器相比，該儀器采用了光電手段，利用傳輸端口的數(shù)據(jù)顯示功能，將工程測(cè)量的情況直接反映出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了工程測(cè)量的數(shù)字化、自動(dòng)化管理目標(biāo)。

3 三維測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展前景

在21世紀(jì)，工程測(cè)量不再是簡(jiǎn)單的提供地圖服務(wù)，而主要是為工程測(cè)量提供地理信息服務(wù)，即進(jìn)入了信息化測(cè)繪發(fā)展階段。信息化測(cè)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(huì)發(fā)展提供地理信息服務(wù)的現(xiàn)代三維測(cè)繪技術(shù)。它具有實(shí)時(shí)獲取和自動(dòng)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(huì)化等特點(diǎn)?？梢哉f(shuō)，現(xiàn)代測(cè)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(cè)繪技術(shù)的代表是“3S”技術(shù)?！?S”技術(shù)就是指GPS、GIS和RS。“3S”技術(shù)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)，在應(yīng)用過(guò)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(duì)多種數(shù)據(jù)進(jìn)行集成處理。三種技術(shù)在功能上相互補(bǔ)充，只有建立一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，讓他們充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，才能實(shí)現(xiàn)工程測(cè)量的精準(zhǔn)性。

綜上所述，三維測(cè)繪技術(shù)、地下管線智能化探測(cè)與管理技術(shù)、數(shù)字城市地理空間框架等，是工程測(cè)量技術(shù)今后幾年的重要發(fā)展方向。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展速度越來(lái)越快和工程建設(shè)數(shù)量越來(lái)越多的前提下，很多工程施工越來(lái)越復(fù)雜、技術(shù)要求越來(lái)越嚴(yán)格。為了實(shí)現(xiàn)工程測(cè)量的目標(biāo)要求，給三維測(cè)繪技術(shù)提供了良好的發(fā)展舞臺(tái)，相信在專(zhuān)家學(xué)者和業(yè)界認(rèn)識(shí)的深入研究探索，三維測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量過(guò)程中，將會(huì)向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化、科學(xué)化的軌道健康快速地發(fā)展，在工程建設(shè)中將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

[1]賈正平.工程測(cè)量中三維測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景 [J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，（1）.

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P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-293-1