工程測量與三維測繪技術(shù)的發(fā)展研究

文／ 王克旺

工程測量主要是研究各類在工程建設(shè)過程當(dāng)中，所應(yīng)用到的測量法與理論，從而服務(wù)于我國的現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)。工程測量歷史久遠(yuǎn)，并且伴隨著當(dāng)前相關(guān)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以及工程建設(shè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，實(shí)際所應(yīng)用到的技術(shù)手段也發(fā)生了巨大改變。其中對于三維測繪技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)變得越來越重要，這同時(shí)也是目前工程測量技術(shù)的主流發(fā)展方向之一。對此，下文將重點(diǎn)對工程測量與三維測繪技術(shù)的發(fā)展展開具體探究。

一、三維測繪現(xiàn)狀分析

三維測繪技術(shù)即為在一定的空間范圍內(nèi)，進(jìn)行三維坐標(biāo)的測量，明確出三維目標(biāo)物的集合形狀、所在位置及形態(tài)，針對目標(biāo)開展立體式重新構(gòu)建，以便確保其能夠最大程度的展示在計(jì)算機(jī)上。下文將對三維測量所要用到的全站儀、衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)、三維激光掃描儀等設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀展開具體分析。

（一）全站儀

這一設(shè)備能夠?qū)y量點(diǎn)所處位置與目標(biāo)點(diǎn)的相對角度與距離同時(shí)測出，是一種十分常用的標(biāo)準(zhǔn)化三維測量設(shè)備。然而其傳統(tǒng)的測量方式中，應(yīng)用水準(zhǔn)面來充當(dāng)基礎(chǔ)面，將會(huì)導(dǎo)致其結(jié)果直接受到大地水準(zhǔn)面影響，因此難以得到有效保障。

（二）衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)

通過衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)所得到的空間坐標(biāo)為地心直角坐標(biāo)系內(nèi)的立體化坐標(biāo)。目前的衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了非常高的測量精度，在相距400m時(shí)的測量誤差率不足2mm。需引起注意的是，部分測量人員直接將衛(wèi)星定位測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系內(nèi)，和傳統(tǒng)測量方式所得到的結(jié)果相對比，這當(dāng)中的誤差值必定是十分顯著的。其最為核心的一項(xiàng)原因便是在2D平面測量過程中因受制于大地水準(zhǔn)面的影響，其精度往往會(huì)存在一定偏差。

（三）三維激光掃描儀

這一種測繪設(shè)備是近些年來新發(fā)展出的一種三維測量設(shè)備，其具備有掃描效率高、點(diǎn)位精度大等優(yōu)勢，因此在很短的時(shí)間內(nèi)便得到了快速普及。且這一設(shè)備并不依靠水準(zhǔn)面，因此測量精度相對較高。

二、三維測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

三維測繪技術(shù)現(xiàn)已在工程測量作業(yè)過程中得到了十分廣泛的應(yīng)用，且其重要程度也愈發(fā)突出，三維測繪技術(shù)在工程測量當(dāng)中的應(yīng)用主要可分為測繪數(shù)據(jù)采集、變形監(jiān)測與定位、工程數(shù)字測圖等三個(gè)方面的內(nèi)容，現(xiàn)具體分析如下：

（一）測繪數(shù)據(jù)采集

在目前的工程測量作業(yè)過程當(dāng)中，為了能夠獲取到更加充分且完整的信息數(shù)據(jù)，也就必須在工程項(xiàng)目的前期階段按照信息采集點(diǎn)來實(shí)施數(shù)據(jù)采集作業(yè)，并以此來確保建筑建模作業(yè)的高效化實(shí)施。數(shù)字測繪技術(shù)在工程測量作業(yè)過程中的實(shí)際應(yīng)用包括有：⑴對工程建設(shè)主體結(jié)構(gòu)開展設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，應(yīng)在建設(shè)平面、立面、周線圖等基礎(chǔ)上來對建筑工程的三維坐標(biāo)展開實(shí)際分析。⑵實(shí)施結(jié)構(gòu)差異測量作業(yè)時(shí)，要對三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評估，之后方可開展結(jié)構(gòu)測量主體的劃分界定。同樣的在進(jìn)行承重墻數(shù)據(jù)測量時(shí)，要選用結(jié)構(gòu)柱列與外墻結(jié)構(gòu)。針對混合結(jié)構(gòu)方式，應(yīng)當(dāng)選用結(jié)構(gòu)柱或是墻體結(jié)構(gòu)。⑶在開展天花板測量之時(shí)，必須保證獲取到足夠精準(zhǔn)的吊板數(shù)據(jù)，同時(shí)利用此項(xiàng)數(shù)據(jù)來確定出吊板高程。

（二）變形監(jiān)測與定位

三維測繪技術(shù)內(nèi)的成像測量可對工程項(xiàng)目當(dāng)中所發(fā)生的變形狀況，起到實(shí)時(shí)、高效的監(jiān)測效果。利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來獲取平面測量影響數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行預(yù)處理，而后進(jìn)一步針對工程項(xiàng)目的實(shí)際變形情況展開全面系統(tǒng)性的分析，基于對上述數(shù)據(jù)信息的分析便可實(shí)現(xiàn)對建筑沉降與位移的現(xiàn)象的良好改善?；卺槍@一項(xiàng)技術(shù)的具體應(yīng)用能夠在變形監(jiān)測方面輔助傳統(tǒng)的工程測量，有助于試點(diǎn)對測量工作精確性與效率水平的全面提升，并保障工程項(xiàng)目的順利竣工。

（三）工程數(shù)字測圖

開展工程測量作業(yè)時(shí)，若對于數(shù)字地形圖要求不明或要求不高，則可選用原圖數(shù)字化測量方法。應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)備掃描輸入設(shè)備，測量人員可快速通過數(shù)字軟件系統(tǒng)來得到有利用價(jià)值的地圖信息。一般在對原圖進(jìn)行數(shù)字化掃描之時(shí)可利用掃描矢量化與手扶跟蹤數(shù)字化這兩種方式，尤其是前一種在測量精度與測量效率上均有著更高的應(yīng)用效果。在確保達(dá)到相應(yīng)的測繪標(biāo)準(zhǔn)要求后便可采取掃描矢量化方式開展測量作業(yè)，多數(shù)情況下可能還要用到補(bǔ)測方法對遺漏的部分重新進(jìn)行測量，并最終確保將工程測量過程之中所要求的各項(xiàng)測量信息，以及應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)掃描獲取到的數(shù)字圖像予以充分整合，將原圖內(nèi)的信息盡可能做到完整測量，確保對原圖達(dá)到更高精度的數(shù)字化水平。

此外，在工程測量作業(yè)過程中，若測量精度標(biāo)準(zhǔn)相對偏高，而在短時(shí)間內(nèi)又無法尋找到符合標(biāo)準(zhǔn)要求而且比例適當(dāng)?shù)牡貓D，此時(shí)便可應(yīng)用地面數(shù)字測圖技術(shù)來進(jìn)行處理。這一種圖像測繪手段是通過內(nèi)業(yè)作業(yè)與外業(yè)作業(yè)的合并應(yīng)用，來達(dá)到一體化數(shù)字圖像處理的測繪技術(shù)，在實(shí)際的工程測繪作業(yè)過程當(dāng)中已經(jīng)得到了大規(guī)模的推廣應(yīng)用。采用此種圖像測繪技術(shù)可以確保所得到的數(shù)字地圖具有較高的精度水平，同時(shí)再輔之應(yīng)用以特殊的測量手段，便可實(shí)現(xiàn)對測量誤差的有效降低，同時(shí)能夠確保測量誤差低于5cm。

結(jié)束語

總而言之，隨著目前我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速化發(fā)展，工程項(xiàng)目的建設(shè)難度越來越大，對于工程測量技術(shù)也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。三維測繪技術(shù)是未來一段時(shí)期工程測量技術(shù)的主流發(fā)展方向之一。因工程測量技術(shù)所牽涉的范圍十分廣泛，因此要密切關(guān)注工程測量技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，以便為提高我國在工程測量領(lǐng)域的技術(shù)水平而做出更大的貢獻(xiàn)，促使工程測量技術(shù)向著自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化的方向健康快速發(fā)展。

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