三維測繪技術及應用研究

賈佳 蚌埠市勘測設計研究院

隨著科學技術水平的不斷提高，我國的科學研究領域也不斷拓寬研究范圍。但是現在科技水平提高的同時，在現代工程建設領域中，對于測量數據的精確度要求標準越來越嚴格，在質量控制以及集合構建方面對于各種數據的把控標準也越來高。因此，在工程建設中使用三維測繪技術能夠獲得有效的測量數據，為了以后的長久發展，三維測繪技術應該融合更多視角以及多源數據。

一、三維數據的采集方法

比較常見的三維測量儀器有衛星定位測量系統、全站儀以及三維激光掃描儀，其中衛星定位測量系統的測量精確度非常高，而全站儀和三維激光掃描儀不受大地水平面的影響，避免了測量的誤差。除了上述三種測量儀器之外，在工業領域，還經常使用激光跟蹤儀和關節臂三角坐標量測儀測量工業數據。

（一）衛星定位測量系統

衛星定位測量系統是一種比較常見的三維測量儀器，使用這種系統所獲得的點位坐標是地心直角坐標系中的三維坐標，是真正的三維測量系統。在衛星定位系統的實際應用時，存在將衛星定位的結果轉換到大地坐標系內的錯誤做法，這造成了測量結果與傳統的2+1維測量結果相比，差距比較大的情況。因此，正確使用衛星定位系統是非常重要的，能夠使測量結果更加精確，測量精度可達到毫米級。

（二）全站儀

全站儀能夠是一種能夠同時測量角度和距離的標準的三維測量儀器，也是一種常見三維數據采集方法儀器，被廣泛應用于三維測繪工作中。在傳統的2+1維測量工作中，通常采用水準面作為基準面，這就造成了測量結果很容易收到大地水準面的影響，導致測量結果不夠精確。而全站儀的應用避免了大地水準面的影響，能夠使三維測繪結果更加準確，有利于工程建設的順利實施[1]。

（三）三維激光掃描儀

在三維數據的采集工作中，還有另外一種比較常見的測量儀器，叫做三維激光掃描儀。三維激光掃描儀是近些年來不斷興起的測量儀器，能夠標準的測量三維數據。它不僅具有掃描速度快、點位精度高、點密度高得優點，而且不依賴于大地水準面，不受大地水準面的影響，因此在三維數據測量中，普及速度非常快。

二、三維測繪技術的應用

（一）礦山開采

隨著工程測量的不斷發展，三維測繪技術首先應用于礦山開采工作中。在進行礦山開采時，需要首先對地表以下的開采區進行一定的勘測、檢查和測繪，這時三維測繪技術能夠精密地對采空區全方位地進行數據采集，再利用計算機技術根據已經收集到的數據信息，建立精確的數字模型。這種測繪技術能夠將真實的采空區的實際情況，完整準確的傳送到計算機的設備中，能夠很大程度的幫助工作人員進行后續的研究探索。三維測繪技術的應用，使原本復雜的礦山開采工作，變得簡單易操作，并且還能夠得到準確的測量結果，減少了人力資源，因此這項技術在礦山開采的應用上有一定的使用價值和發展空間。

（二）測量計算體積量以及土方量

傳統的三維激光技術在使用時具有一定的局限性，在測量一般的土方量時可以直接使用三維激光技術，對土方量進行掃描，從而得到模型。但是對于體積巨大的物體在測量時，測量工作往往比較困難，當然三維激光根本無法測量，因此，需要使用更加先進的測量技術進行測量。三維測繪技術能夠對其進行數據測量并且將其建模，再通過計算機系統，利用該物體的數據與信息模型計算出這種物體的以及或者密度、質量、重量等其他測量值，從而達到精確測量結果的目的。

（三）保護文物

在保護文物的工作中，傳統的測繪技術是通過影響對物體進行測繪，這種測繪技術往往只能描述物體大致的外觀，不能夠具體描述物體的結構和各個部分的數據，這種現象導致了后續工作不夠精確，無法建立正確的物體模型。因此，三維測繪技術在保護文物的實際應用中，通過對文物進行三維掃描測量，根據測量數據建立精確的三維模型，然后將建立的數據傳送到計算機中。在保護文物中應用三維測繪技術，使原本復雜的工作變得精確簡單，能夠直觀清晰地描繪出文物的外觀結構，并且讓我們能夠更加了解文物的數據信息。另外，三維測繪技術的應用，能夠在文物受到損害導致殘缺時，能夠及時精確的對文物進行修復，從而盡可能的保存文物的完整[2]。

（四）水利水電工程

由于水利工程的建設地點通常情況下都在峽谷、深山、叢林地帶，這種地點的特征就是位置偏僻、地勢陡峭、地貌險峻，這種地理環境給工程測量帶來了非常大的不便，影響工程測量工作的順利實施。因此，想要在這種地勢不平坦的地區進行數據測量，首先需要對水利水電工程進行施工和設計，然后以精準的測量數據作為支撐，最后搭建準確度最高的建設模型。三維測繪技術的應用，能夠降低水利水電工程的測量工作的難度，使測量的數據結果更加精確，一方面避免了測繪工作中可能出現的安全問題，同時提高了測量工作的精度和效率。

（五）對建筑物是否變形進行勘測

眾所周知，建筑物在完工之后，可能會由于人為因素或者自然因素造成一定程度的磨損或者變形，這種現象不僅影響建筑物的美觀，還會形成安全隱患。由此可見，對建筑物的精確測量、搭建出精確的建筑模型，從安全的角度來看是非常必要的。通過三維測繪技術，能夠解決采用近景拍攝或者GPS留影等方法的弊端，測量不夠準確、測量過程復雜、數據處理困難等問題都能夠得到有效的解決。因此，利用三維測繪技術測量的數據是準確的，并且能夠實時監控建筑物的實際情況，有效的避免事故的發生。

三、結語

在現代工程建設水平不斷提高和發展的背景下，三維測繪技術在實際應用中具有重大的意義，不僅能夠給居民和用戶帶來全新的功能和體驗，還能夠為企業的日常工作或者政府單位的管理活動提供有價值的數據信息。綜上所述，在以后的科研工作的更新和發展中，應該不斷擴大三維技術的應用范圍，盡可能地開發出三維測繪技術的新功能，讓其更好地應用于更多領域，從而為人們的生活帶來便利。