工程測量與三維測繪技術發展探析

■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發展探析

■許艷博

（北京市測繪設計研究院北京100038）

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

工程測量三維測繪技術應用發展

0　引言

工程測量涵蓋的領域非常廣泛，囊括了現場施工、工程竣工等方面的測量技術以及形態變化監控和數字圖紙測繪等很多環節。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的快速發展。傳統測量技術逐步向三維數字化的測量發展。

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據測量，通過技術綜合總結分析，確定工程測量中的技術標準，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，現代化的測量中不僅有靜態工程測量，還有物理測量和動態測量。隨著傳統測量技術向數字化技術的轉型，工程測量從基礎測量逐步發展到內外測量，一體化作業，實現數據信息的自動化智能控制，確保數據自動化的準確性。通過連續性的精準測量，確保數據的快速穩定、精確合理，提高數據測量的方便性意義。為了提高工程測量技術水平，使用全站儀、電子光學距離檢測儀等測量工具，實現工程測量的自動化、數字化一體測量標準，改變傳統的測量控制時間，改變測量地形、測量位置、測量施工方案。

2　三維測繪技術的主要構成

2.1電子經緯儀

這種儀器是1980年之后研發生產出來的，可以進行信息數據自動化顯示、記載和傳輸的設備。與傳統的光學儀器相比，該儀器采用了光電手段，利用傳輸端口的數據顯示功能，將工程測量的情況直接反映出來，實現了工程測量的數字化、自動化管理目標。

2.2全站儀

與常規的二維測量儀器相比，這種儀器具有明顯的優越性，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據，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、測量標高等環節的程序內容，同時能夠依據工程測量需求升級所需的軟件系統，確保測量的準確性和及時性，避免受到外界環境的影響。

2.3攝影儀

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

2.4三維激光掃描儀

三維激光掃描技術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，而是對測量區域進行范圍掃描，形成大量的點位數據。這種測量方式得出的結果精度比較高，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　三維測繪技術的具體應用

以三維激光掃描技術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，路面出現大范圍開裂、破損現象，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，對其進行測繪不能影響正常的交通流量。傳統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對道路工程進行測繪。在高速公路護欄外側設置測繪點，對破損區域的高速公路進行激光掃描，并利用三維軟件對掃描數據進行拼接。點位拼接精度的誤差控制在8mm以內，整體點云的拼接誤差控制在10mm之內，數據處理完成后，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，利用傳統方法測量該高速公路高程，將測得數據與三維激光掃描數據進行對比，發現測量誤差小于0.1mm，證明該數據可用。將數據導入計算機中，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據基礎。

4　三維測繪技術的未來發展

三維測繪技術這種現代化的測繪手段，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據提供給了需求者，有著及時獲得測量數據、自動處理信息等明顯的優勢，未來將會向著數字化、科技化、網絡化等方向邁進。衛星定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）、遙感系統（RS）等3S系統是三維測繪技術的典型代表，不僅確保了測量技術由靜態向動態方向的轉化，而且帶動了測量的內容和范疇的明顯變化。特別是在工程測量環節，三維測繪技術的優越性更是得到了完美的展現和廣泛的利用，在經濟社會發展中的作用也越來越突出。

5　結束語

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

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P258[文獻碼]A

1000-405X（2016）-9-342-1