工程測量與三維測繪技術發展探析

汪海濤，蔣明富

（61287部隊，成都 610036）

工程測量與三維測繪技術發展探析

汪海濤，蔣明富

（61287部隊，成都 610036）

在信息科技不斷發展的背景下，各個行業也加強了對現代科技的運用。在公衡測量中，應用現代信息技術能夠提高測量的準確度，為工程項目的設計、施工等提供數據支持，提升項目建設的質量和可行性。為此，就工程測量和現代三維測繪技術的應用和發展進行探討。希望論文的提出能夠為相關的學者和工作人員發揮一定的參考價值。

工程測量；三維測繪技術；發展解析

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.028

1 引言

工程測量技術是涵蓋著環境勘測、圖紙設計、現場作業、竣工驗收等諸多環節的測量事項，是現代科學技術的產物，已經在市政建設、國防科技等多個領域得到了推廣和應用。其不僅對建設工程發揮著重要的作用，同時間接地促進了我國經濟的發展。為了進一步加強該項技術的推廣，下文將從其基本概念入手，對該項技術的應用和發展作出詳細的闡述。

2 三維激光掃描技術概述

三維激光掃描技術，是工程測量中一項自動化立體掃描技術。這項技術的精度高，應用范圍廣，可以在各種復雜的環境中進行操作。在工程項目中利用三維激光掃描技術能夠快速掃描大面積對象并且快速獲得掃描數據。和傳統的測量方法相比，三維激光掃描技術能夠自動獲取準確的目標體數據，精度更高，得到的結果更準確。

3 三維激光掃描技術在建筑工程測量中的優點及測量過程

3.1 三維激光掃描技術的優點

1）數字化。三維激光掃描的結果是數字化信息，所以更加容易顯示、分析和解決。此外，三維激光掃描技術能夠和GPS、外接數碼相機配合應用等協調合作，拓展了其性能和應用范圍。

2）高分辨率。三維掃描得到的數據結果質量高、密度高，信息分辨率高。

3）較好的運用性。三維激光掃描技術對應用條件沒有過多的要求，所以有著較強的適應能力。

3.2 三維激光掃描技術的使用流程

1）測站設計。根據掃描目標的形態和部位等確定核心屬性，合理布置標靶和掃描站的位置，在每站的中間需要設置3個控制標靶的重合，從而確定量站點云數據中七個自由度相符站點，保證點云數據能夠最終在一個儀器坐標體系下統一。

2）掃描。在選定的測站上固定掃描儀并且調整好姿態，用網線將筆記本和掃描儀連接，打開電源，使用Cy2clone軟件，用該軟件控制筆記本和掃描儀通訊設備，然后手機掃描結果，在電腦上形成清晰的對象影像，根據軟件環境布置參數自動實施掃描。

3）合理控制標靶中心的獲得。結束每測站的掃描后，需要對控制標靶實施精細掃描。經過選擇掃描過程控制標靶范圍內的點，為每一個標靶布置唯一的標識，之后控制標靶的中心點是經過精細掃描范圍確定的，相同的控制標靶在不一樣測站中的標識必須相同。

4）配準坐標。基本有3種的坐標配準辦法：配對形式、全局形式與絕對形式。屬于比較形式是前兩種，它的基準為某一掃描站的坐標系，這站的坐標體系都是別的個站的坐標體系轉換得到的。這兩種形式的相同特征是：在實施掃描的過程中，所布置的控制點或標靶在掃描前其坐標都不知道。而第三種方式，則在掃描前，已經被測定控制點的坐標值，在處理掃描數據時，每一個測站都需要轉換到掌控點所在的坐標系中。

4 三維激光掃描技術在道路竣工測量中的應用實例

4.1 測量區域以及儀器選擇

以某段剛剛完成的環城路段為例，本次測量中，采用Z+ FIM-AGER5010C相位式地面三維激光掃描儀進行測量，該儀器的最高禁錮是0.3mm，可測量最大距離是187m，水平角度的分辨率為0.0002°，垂直角度分辨率為0.0004°，測量儀器內部的相機分辨率為8000萬像素。

4.2 外業數據采集及特征參數提取

1）數據采集。在此次測量中，選了7個控制點，這7個點共同構成了閉合環形的控制網。本次測量的道路呈帶狀結構，所以采取的是多占測量的形式。測量中，在道路兩側依次用掃描儀向前推進，利用靶球連接兩站，也就是說，測量中至少有3個公共標靶球，兩站數據通過擬合球心實現拼接，進而將其統一在同一坐標系中。

2）點云數據處理。利用Z+FLa-serControl軟件，將所有的測站利用擬合球形標靶拼接，在同一坐標系中形成全景三維數據。接下來是轉換坐標系統。標定平面標靶中心，在標定的平面標靶中心上賦值傳統測量方式獲得平面標靶，進而可實現云數據到大地坐標系統的轉換。

3）測量精度分析。站間的拼接是誤差出現的主要原因。將測量中的固定點定為前段道路的平面標靶，然后進行云數據大地坐標轉換，然后對比分析后端道路平面標靶坐標的兩種測量方式。

4）道路特征提取。經過處理后的點云數據，通過geomagic studio軟件的進一步抽稀處理后截取0.1mm的薄片，提取道路縱橫斷面，將點云數據以及薄片數據保存為DXF格式導入到CAD中，提取道路特征。

5 三維測繪技術的未來走向

受到現代信息科技的影響，工程測量技術也朝著自動化和信息化方向發展，現代測繪技術已經在逐步取代傳統的測量方式，目前已經朝著地理信息數據的方面發展。三維激光測繪技術是現代信息科技的產物，是工程測量中的重要手段，這種技術采用的是地理布局和信息反饋的方法，能夠向需求者及時、迅速地提供準確的信息數據，憑借著高準確度、高效率等優勢得到了較為廣泛的應用，同時受到現代科技、信息發展的影響，三維測繪技術將充分利用現代科技信息，朝著自動化和智能化方向進步。

6 結語

在當今社會不斷發展的過程中，工程建設數量逐漸增多，工程項目在施工和技術方面的要求逐漸嚴格。為了保證工程項目的整體質量，應當加強對測量工作的重視，提高測量的準確性，相信在相關技術人員和學者的共同努力下，三維測繪技術會朝著自動化和科學化的方向發展，為工程項目建設作出更多的貢獻。

【1】于昭君.探究測繪技術在現代礦山工程測量中的應用[J].科技創新與應用,2015（6）:187.

【2】方秋平.測繪新技術在建筑工程測量中的應用初探[J].科技創新與應用,2015（15）:254.

Engineering Measurement and 3D Mapping Technology Development Analysis

WANGHai-tao,JIANGMing-fu
(61287Troops,Chengdu610036,China)

Underthebackgroundof theconstantdevelopmentofinformationtechnology,thevariousindustrieshavealsosteppeduptotheuseofmodern science and technology. In male scale measurement, the application ofmodern information technology can enhance the accuracy ofmeasurement, provide data supportforthedesignandconstructionoftheproject,andimprovethequalityandfeasibilityofprojects.Tothis,thearticlewilldiscussengineeringsurveyandmodern 3Dtechnologyapplicationanddevelopmentofsurveyingandmapping.Hopingthisarticlecouldplayacertainreferencevalueforrelevantscholarsandstaff.

engineeringsurveying;three-dimensionalmappingtechnology;developmentanalysis

P2-0

A

1007-9467（2016）07-0046-02

2016-6-20

汪海濤（1978～），四川成都人，工程師，從事大地測量和工程測量研究，（電子信箱）wanghaitao1978@qq.com。