■許艷博

（北京市測繪設計研究院　北京　100038）

工程測量與三維測繪技術(shù)發(fā)展探析

■許艷博

（北京市測繪設計研究院北京100038）

工程測量技術(shù)作為應用科學的重要組成部分，涵蓋了工程項目從環(huán)境勘測到圖紙設計、現(xiàn)場作業(yè)、日常管理和竣工驗收等各個環(huán)節(jié)的所有測量事項，涉及經(jīng)濟社會建設和國防科技發(fā)展等各個領域，在服務經(jīng)濟發(fā)展、社會建設和民生改善等方面承擔了重要職責，也發(fā)揮了重要作用。文章在分析了工程測量和三維測繪技術(shù)的相關內(nèi)容后，還簡要分析了三維測繪技術(shù)的具體應用，最后簡要說明了三維測繪技術(shù)的未來發(fā)展，僅供參考。

工程測量三維測繪技術(shù)應用發(fā)展

0　引言

工程測量涵蓋的領域非常廣泛，囊括了現(xiàn)場施工、工程竣工等方面的測量技術(shù)以及形態(tài)變化監(jiān)控和數(shù)字圖紙測繪等很多環(huán)節(jié)。隨著城市的擴建，各種大型建筑物需要精密的準確測量，工程測量要求更高，這促進了工程測量技術(shù)的快速發(fā)展。傳統(tǒng)測量技術(shù)逐步向三維數(shù)字化的測量發(fā)展。

1　工程測量的基本概念

工程測量是指對工程進行基礎勘察，對施工和管理中的各個階段進行工程數(shù)據(jù)測量，通過技術(shù)綜合總結(jié)分析，確定工程測量中的技術(shù)標準，通過綜合繪制科學的測量水平，完成科學化的建筑、水利部門建設。主要的繪制測量圖有測圖式和放排式兩種，現(xiàn)代化的測量中不僅有靜態(tài)工程測量，還有物理測量和動態(tài)測量。隨著傳統(tǒng)測量技術(shù)向數(shù)字化技術(shù)的轉(zhuǎn)型，工程測量從基礎測量逐步發(fā)展到內(nèi)外測量，一體化作業(yè)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動化智能控制，確保數(shù)據(jù)自動化的準確性。通過連續(xù)性的精準測量，確保數(shù)據(jù)的快速穩(wěn)定、精確合理，提高數(shù)據(jù)測量的方便性意義。為了提高工程測量技術(shù)水平，使用全站儀、電子光學距離檢測儀等測量工具，實現(xiàn)工程測量的自動化、數(shù)字化一體測量標準，改變傳統(tǒng)的測量控制時間，改變測量地形、測量位置、測量施工方案。

2　三維測繪技術(shù)的主要構(gòu)成

2.1電子經(jīng)緯儀

這種儀器是1980年之后研發(fā)生產(chǎn)出來的，可以進行信息數(shù)據(jù)自動化顯示、記載和傳輸?shù)脑O備。與傳統(tǒng)的光學儀器相比，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，將工程測量的情況直接反映出來，實現(xiàn)了工程測量的數(shù)字化、自動化管理目標。

2.2全站儀

與常規(guī)的二維測量儀器相比，這種儀器具有明顯的優(yōu)越性，可以完全自動顯示傾斜角、水平角、垂直角、標高、坐標等測量處理的數(shù)據(jù)，而且記載和存儲方面也具有良好的多樣化特征，可以完善測量導線、設置坐標、測量標高等環(huán)節(jié)的程序內(nèi)容，同時能夠依據(jù)工程測量需求升級所需的軟件系統(tǒng)，確保測量的準確性和及時性，避免受到外界環(huán)境的影響。

2.3攝影儀

通過攝影儀對位于300米之內(nèi)的相關物體進行近景立體取像，利用數(shù)字化成像方法和自動化控制手段實現(xiàn)測量需求，是一種現(xiàn)代化的工程測量技術(shù)。這種測量技術(shù)通常能夠按照測量目標的要求，在排除外界制約的前提下，非?？焖?、可靠、精確地得到測量數(shù)據(jù)。而且這種近景攝影測量技術(shù)近年來廣泛地應用到了經(jīng)濟、國防和科技領域，尤其是在重要建筑物形態(tài)變化監(jiān)測環(huán)節(jié)、彈體運行軌道等人體不能直接碰觸的物體測量上，更是發(fā)揮了重要作用。

2.4三維激光掃描儀

三維激光掃描技術(shù)按照測繪方式可以分為固定式激光掃描和移動式激光掃描，其中固定式激光掃描和全站儀的測繪原理相同。固定式激光掃描并不是對道路工程中單個的點位進行掃描，而是對測量區(qū)域進行范圍掃描，形成大量的點位數(shù)據(jù)。這種測量方式得出的結(jié)果精度比較高，且測繪范圍比較廣。移動式激光掃描是以固定式激光掃描為基礎，搭載在移動設備上，可對測繪位置進行GPS定位。

3　三維測繪技術(shù)的具體應用

以三維激光掃描技術(shù)在道路工程測繪中的應用實例進行分析。某高速公路因為使用時間過久，路面出現(xiàn)大范圍開裂、破損現(xiàn)象，需要進行大的修整，為了使道路工程測繪能夠具體反映出道路破損現(xiàn)狀，要求測繪部門每隔10米提供一組橫縱線斷面圖。該高速公路屬于正常通車狀態(tài)，對其進行測繪不能影響正常的交通流量。傳統(tǒng)的測繪方法需要在高速公路上進行測繪，對測繪人員的安全造成極大威脅，因為該段高速公路破損范圍非常大，傳統(tǒng)測繪方法會增加測繪人員的工作量，所以利用地面三維激光掃面技術(shù)對道路工程進行測繪。在高速公路護欄外側(cè)設置測繪點，對破損區(qū)域的高速公路進行激光掃描，并利用三維軟件對掃描數(shù)據(jù)進行拼接。點位拼接精度的誤差控制在8mm以內(nèi)，整體點云的拼接誤差控制在10mm之內(nèi)，數(shù)據(jù)處理完成后，生成三維模型。對三維模型進行平面測量，最終可以繪制出道路工程的平面地形圖，利用傳統(tǒng)方法測量該高速公路高程，將測得數(shù)據(jù)與三維激光掃描數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)測量誤差小于0.1mm，證明該數(shù)據(jù)可用。將數(shù)據(jù)導入計算機中，利用軟件繪制出具體的橫縱斷面圖，以便為后期道路工程的大修提供數(shù)據(jù)基礎。

4　三維測繪技術(shù)的未來發(fā)展

三維測繪技術(shù)這種現(xiàn)代化的測繪手段，通過運用空間地理布局和信息反饋方法，及時、準確、迅速地將地理信息數(shù)據(jù)提供給了需求者，有著及時獲得測量數(shù)據(jù)、自動處理信息等明顯的優(yōu)勢，未來將會向著數(shù)字化、科技化、網(wǎng)絡化等方向邁進。衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感系統(tǒng)（RS）等3S系統(tǒng)是三維測繪技術(shù)的典型代表，不僅確保了測量技術(shù)由靜態(tài)向動態(tài)方向的轉(zhuǎn)化，而且?guī)恿藴y量的內(nèi)容和范疇的明顯變化。特別是在工程測量環(huán)節(jié)，三維測繪技術(shù)的優(yōu)越性更是得到了完美的展現(xiàn)和廣泛的利用，在經(jīng)濟社會發(fā)展中的作用也越來越突出。

5　結(jié)束語

總之，在當前經(jīng)濟社會發(fā)展速度越來越快和工程建設數(shù)量越來越多的前提下，為實現(xiàn)工程測量的目標要求，給三維測繪技術(shù)提供了良好的發(fā)展基于，相信業(yè)界人士的深入研究探索之后，三維測繪技術(shù)在工程測量過程中，將會向著數(shù)字化、網(wǎng)絡化、自動化、科學化的軌道健康快速地發(fā)展，在工程建設中將會發(fā)揮越來越重要的作用。

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P258[文獻碼]A

1000-405X（2016）-9-342-1