測繪新技術在工程測量中的應用

金月琴 吳崇真

1.中南勘察基礎工程有限公司 湖北 武漢 430081

2.武漢科島地理信息工程有限公司 湖北 武漢 430081

眾所周知，工程測量是指測繪人員在工程建設設計、施工和管理階段所進行的各種測量，為工程施工提供經緯坐標以及地勢高度、幾何形狀等數據而展開的測量工作。測繪數據對整個工程建設有著重要意義，隨著城市建設日新月異，工程數量增加、規模擴大，加之人們生活水平提高，對工程建設要求更嚴格，傳統的測繪技術難以滿足測繪要求。所以測繪人員應用測繪新技術，加快測量工作效率，以更高的精度把工程測繪帶向新高度。本文將探究衛星定位技術、測量機器人技術以及無人機傾斜攝影技術，希望給工程測量工作帶來更全面、更精準、更高效、更安全的測繪方案，保障工程建設順利進行。

1 測繪新技術在工程測量中的應用發展趨勢

1.1 測繪新技術的優勢

首先，測繪新技術能夠以更高效、簡便的算法處理收集到的數據額。在實際建設工程開始測繪后，由于項目整體復雜性，測繪人員會得到許多方面的數據，這些數據不僅種類多，而且都是需要二次或多次計算處理的[1]。新測繪技術正是可以對大量的數據進行有效分析處理，以便于測繪人員得出工程項目的基本數據運算分析后的實時數據，且測繪新技術還能直觀明了的將分析后的數據顯示出來，一方面便于內行人員讀取、理解數據，另一方面非專業人士同樣可以從中獲得數據信息，新測繪技術不僅簡化測量數據的處理與運算還能為測繪人員讀取信息提供便利，進一步提高了測量工作的效率。

其次，測繪新技術相較于傳統測繪，其測量的精準度更高，傳統測繪對一些特殊地形勘測相對困難，而測繪新技術通過對空間物體掃描投影，針對特殊的地貌特征也能游刃有余，不僅精準度更高，且收集相關數據信息的速度更快，憑借新測繪技術的智能化、信息化處理數據的功能，大大降低了人工測試可能出現的誤差[2]。加之，測繪人員使用先進的測繪設備也能實時解析測繪數據，強化信息分析能力，以達到人工遠遠無法比擬的測算分析效果，既提高了測繪數據分析的效率，也保障了測繪數據的真實性、準確性。

最后，測繪新技術可以對得到的信息數據進行及時的總結。得益于測繪新技術對數據的實時分析，建設工程測繪工作開始時，新測繪技術測量所得的數據將直接同步上傳至云端，不僅利于后期工作人員抽調數據，還能經過實時分析計算找到某些測量數據的誤差，有效控制測繪數據，完成實時總結，可以更快捷的完成補救或重測[3]。如果工作人員需要查閱某一時間段或某一地點的測繪數據，測繪新技術能夠直接掃描、檢索全部的測量數據，同時也具備大容量存儲功能，更方便工作人員隨時查看，也可以實現測量數據資源的實時共享。此外，測繪新技術實時分析總結的功能使得測繪新技術工作的時間大大降低，節約了測量時間，給建設施工留出更充足的時間。

1.2 測繪新技術發展趨勢

新時期，網絡信息技術不斷發展，高新技術不斷突破，測繪新技術也不會停止腳步，依然會隨著時代發展而發展，其未來發展趨勢將主要在以下領域作出新突破：

其一，測繪新技術的精確度會越來越高，無論是測繪技術之間的升級突破，還是測繪工程企業間的競爭，注定了測繪新技術會在精準度上作出突破，未來只有精準度更高、誤差更小的測繪新技術才能擁有競爭力，才會不斷升級優化，或許會應用具備更先進的傳感功能的儀器，提高測量精度也會增加測量數據分析的準確性[4]。

其二，未來的測繪新技術還會再測量速度、分析速度以及得出結論的速度上作出更高的突破，當測量速度加快，測繪工作將越來越輕松，但隨著行業發展，競爭也愈發激烈?；蛟S未來測量工作中測繪新技術就開始利用自動導航加自主控制等智能化技術來加速測量了[5]。

其三，測繪新技術還有可能在數據處理的效率上優化升級，以更先進的自動化技術、云計算分析功能等實現自動測算、自動上傳數據再自動處理數據，直接給出結果，大大加快了測量工作的進程，簡化測算環節[6]。

其四，未來的測繪新技術可能不再單一地應用在工程測量工作上，可能會以集成應用為目標，不斷升級，也更加注重集成應用功能的開發?；蛟S未來測繪新技術集成應用，能夠實現對測繪現場更多功能的測繪以及更準確、更高效的集成測繪。

1.3 測繪新技術發展方向

目前，測繪新技術已經在工程測量中有著十分寬廣的的應用前景了，其技術發展方向已經可以初步預見，大概會從以下幾個方向升級：

第一，智能化方向，其實無論是未來的測繪新技術，還是我國其他科學技術，乃至各行各業都會向著智能化方向發展[7]。這是時代發展大趨勢下必然發生的事，對此企業未來可能會在測繪技術中添加人工智能、人工芯片以及大數據分析技術等，以促進測繪新技術自己升級、突破，實現智能化測繪技術的完善，從而得到智能測繪數據，優化過程，更快地得出結果。

第二，無人化方向，因智能化發展，未來測繪新技術很可能實現無人化管理，技術人員將人工智能技術、機器學習技術以及無人機、測量機器人等代替人工測量人員，測繪新技術自身就能完成對測繪數據的測量以及落實實時檢測工作，無需人為控制某一環節。

第三，數字化方向，同樣是智能化、無人化發展影響以及時代發展主基調，測繪新技術會向著數字化方向發展，可能會運用數字化測繪技術、三維建模技術，對立體直觀數據作出數字化解析，利用更加簡短、明了的空間數據以及地理信息等數字來實現測繪數據的存儲與傳輸。

第四，多源數據融合方向，未來因數據來源渠道更寬廣、數據分析更便利，測繪新技術或許會重視多源數據來源的融合，結合多種測繪新技術，將不同渠道的測繪技術融合、數據融合，從而實現全方位、多角度的測繪數據分析與處理工作。

最后，測繪新技術未來發展方向多種多樣，可以預見的是未來測繪新技術會更加智能化、自動化、數字化以及多源融合化，無論是在哪一方向取得新突破，測繪新技術都會給測量工作帶來極大的便利，會給項目工程測量帶來更好的服務體驗，數據分析與處理都會更準確、高效。

2 測繪新技術在工程測量中的應用

2.1 衛星定位技術

衛星定位技術在工程測量中主要利用衛星對已知的位置有標記功能，只需要測算用戶接收機與該已知位置的距離，就能結合多顆衛星數據實現對接收機具體位置的實時監測。當前全球已經擁有眾多定位系統，如北斗系統（BDS）、GPS定位系統、Galileo系統以及GLONASS系統等。這些衛星定位技術在工程測量中被應用廣泛，大多數衛星定位技術都是不受通訊條件限制，已知位置的錨點全部都會記錄在衛星系統上，在工程測量工作中體現出極高的處理速度、非常高的精度以及全天候，簡單操作的特點。測繪人員利用衛星定位技術可以很快確定目標地面的準確三維信息，不必再派遣人工前往實地進行勘察檢測?？梢哉f衛星定位技術為眾多項目工程建設提供了參考數據[8]。此外，除工程測量外，衛星定位技術還能用于地形勘查、地面測量等方面。

如果是在工程測量位置地位功能體現上，衛星定位測繪新技術相比于傳統全站儀測量技術有著更寬闊的測量范圍，幾乎全球各個角落都在衛星定位下，且精度極高、速度極快。衛星定位測繪也沒有復雜的操作，只需確定接收機信號，該測繪技術將自主測試距離，快速獲得目標物體或位置的表面三維信息，測量工作的效率得到巨大提升。

如果是針對工程測量某處地形的測繪，衛星定位技術同樣可以經過接收信號機來準確識別、快捷得到該地形的地表三維信息，如經緯坐標以及地勢高度、海拔、整體外形等，大力支持地形測繪工作，提供準確地質數據。

如果是針對大地測量的測繪工作，測繪人員應用衛星定位測繪新技術同樣可以準確獲取該目標大地的位置以及高程信息，用對應的參數來表示相應地球大地的形狀與尺度，以便于工程測量為地球物理研究以及大地測量提供更準確的數據支撐。

2.2 測量機器人

工程測量工作中測量機器人新技術主要是作為一個測量平臺，將自動目標識別、自動目標跟蹤與記錄、自動測角、測距以及自動拍照、等多種功能融合在一起。其機器人內部搭載了超高精度的傳感器以及數據測量與測量的芯片。測量機器人具有高測量精準性、實時性強、全自動化以及超高工作效率的特點。具體表現為：其一，全自動特點。因測量機器人能夠獨立運行，可以結合觀測方案與觀測限差完成自主周期性觀測，不需要人為操控，一旦其自主觀測中發現異常，測繪新技術會自動判斷、辨別出來，并令測量機器人就異常部分重新參與自主測量，大大節省了人力資源；其二，超高精準度的測量。由于測量機器人內部具備傳感器與測量芯片、儀器等，相較于人工以及傳統測繪有更高的收集效率以及準確性；其三，實時監測的特色。測量機器人同樣可以實現監測目標當前狀態以及變化的同時將信息數據上傳，進行結果分析，測量工作效率非常高。

另外，測量機器人在變形監測中發揮重要作用，如橋梁的變形監測、建筑基坑的變形監測以及隧道的變形監測等領域都廣泛應用了測量機器人新測繪技術。

橋梁的變形監測中，測量機器人憑借其內部超高精準度的測量芯片、儀器以及傳感器，一邊檢測橋梁結構變化，一邊傳輸結果數據，以實現實時監測的功能，且根據測量機器人的全自動測量特點，其機器人獨自在復雜橋梁結構上完成檢測，為項目工程節省了大量人力物力，有效降低了工程成本，側面提高了企業經濟效益。

建筑基坑的變形監測中，測量機器人通過其測量特點，以其優異的結構構造，結合高精準傳感功能，對建筑的基坑整體結構、特點以及變化等進行實時測量，出于基坑結構特點考慮，測量機器人不需要人工下入基坑中就能實現全自動監測，無視地形的復雜性，及時將結果上傳，且既能保障測量的精準度又能保障測量的工作效率。

隧道的變形監測中，測量機器人同樣得益于高精度的傳感器與高效的測量性能，可以對隧道進行結構掃描、勘測，實時觀察隧道的變化情況，全自動測量模式下，即便再復雜的隧道也不會阻礙機器人的腳步，人員不必涉險去勘查隧道，同樣可以節省測量工作成本支出，還能保障測繪人員生命健康安全。

2.3 無人機傾斜攝影測量

在工程建設測量工作中應用的無人機傾斜攝影測量技術主要利用了無人機道具，在其飛行平臺上放置許多微型傳感器，使得無人機可以通過360度無死角的監測范圍來實現多角度的影像收集工作。且智能化設計令其可以在預設算法下完成自動化航測，其連接的建模軟件也能通過接收的影像自動完成數字化建模，再經過人工精修整理，就能得到現場實景3D全景圖。在這個過程中測繪人員利用無人機傾斜攝影測量技術實現了對施工勘測地點場景的快速建立、還原了真實的建筑模型。此技術具有較高的分辨率，且成本低，運行快，同樣保障了高精度。

測繪人員經常在大比例尺地形圖測繪中應用無人機傾斜攝影測量技術。主要針對了城市三維建模。并且，測量工作人員不僅依靠新測繪技術完成了城市三維建模，還能通過測繪新技術對城市的地形、已有建筑物進行3D全息復刻，快速將城市信息精準地錄入該技術的電腦控制端，為城市規劃、建筑管理、新建工程等提供數據、信息，促進城市發展。另外，無人機傾斜攝影測量技術同樣可以監測地震災害，用于水利工程測繪以及陸地道路規劃等都有相當超前的優勢。

該技術在城市的三維建模方面有著獨特的性能優勢，其通過無人機飛躍各建筑物，利用無人機上搭載的傳感、攝影等儀器，將經過的建筑打印為超高分辨率的三維立體模型，傳輸到云端，實現對城市的實時監測，為城市建設方案設計提供真實、直觀的圖形數據以及分析結果。

該技術用于監測地質災害時，同樣得益于高精度的航拍功能，可以根據對同一地形的實時航拍信息轉化為三維模型，以對比地質、地形的細微變化，當出現異常就能提前示警。

該技術應用在道路規劃上，可以提供更加合理的設計、改良方案，無人機對城市全體道路情況進行上傳，對比周圍環境以及道路交錯情況，不僅獲取到清晰的三維立體模型，還能為交通監管、道路優化改造提供建議。

3 結束語

總而言之，新時期測繪新技術具有測量工作效率快、精準度高、可實時監測、算法簡便、結果分析及時等優勢。未來測繪新技術將向著智能化、自動化、數字化以及集成化方向發展，并且將更具準確性、高效性，數據分析逐漸實現動態實時，在各大測量工作中都有良好的發展前景。衛星定位技術、測量機器人技術以及無人機傾斜攝影測量技術對工程項目測量工作有極高的應用價值，對促進測繪工程行業發展有重要意義。