數字化測繪技術在建筑工程測量中的應用探究

摘要：隨著信息技術的迅猛發展，數字化測繪技術在建筑工程領域的應用日益廣泛。這種技術通過集成現代測繪儀器、計算機軟件與衛星定位系統，為工程測量提供了高效、精準的解決方案。在建筑工程中，測繪工作貫穿項目全生命周期，確保施工精度、優化資源配置、提高工程質量，但是傳統測繪方式在效率和精度方面存在一定局限性。數字化測繪技術的應用有效彌補了這些不足，使測繪工作更加高效和智能化，故而在此介紹了數字化測繪技術的工作原理與主要類型，并給出了數字化測繪技術在建筑工程測量中的具體應用。

關鍵詞：數字化"測繪技術"建筑工程"測量

Exploration"of"the"Application"of"Digital"Surveying"Technology"in"Construction"Engineering"Surveying

JIA"Guangqi

Weishan"Jinyuan"Coal"Mine，"Ji’ning，"Shandong"Province，"277600"China

Abstract："With"the"rapid"development"of"information"technology，"the"application"of"digital"surveying"and"mapping"technology"in"the"field"of"construction"engineering"is"increasingly"widespread."This"technology"provides"efficient"and"accurate"solutions"for"engineering"surveying"by"integrating"modern"surveying"and"mapping"instruments，"computer"software"and"satellite"positioning"systems."In"construction"engineering，"surveying"and"mapping"work"runs"throughout"the"entire"life"cycle"of"the"project"to"ensure"construction"accuracy，"optimize"resource"allocation，"and"improve"project"quality."However，"traditional"surveying"and"mapping"methods"have"certain"limitations"in"terms"of"efficiency"and"accuracy."The"application"of"digital"surveying"and"mapping"technology"effectively"makes"up"for"these"shortcomings，"making"surveying"and"mapping"work"more"efficient"and"intelligent."Therefore，"the"working"principle"and"main"types"of"digital"surveying"and"mapping"technology"are"introduced"here，"and"the"specific"application"of"digital"surveying"and"mapping"technology"in"construction"engineering"surveying"is"given.

Key"Words："Digital;"Surveying"and"mapping"technology;"Construction"engineering;"Surveying

傳統的建筑工程測繪方法多依賴人工操作，受限于設備和技術的限制，容易出現精度不高、數據更新不及時等問題。隨著建筑工程的規模擴大和施工要求的提升，數字化測繪技術逐漸成為一種有效的解決方案。數字化測繪技術通過整合無人機、激光掃描儀、地理信息系統（Geographic"Information"System，GIS）等多種先進設備，實現了高效、全面的數據采集和處理，為工程的設計、管理和監測提供了強大的技術支持。這項技術不僅提升了測繪效率，還能夠實時監測和分析工程進展情況，在建筑物沉降、結構變形和施工安全管理中發揮重要作用，為工程全生命周期的精確管理奠定了基礎。

1數字化測繪技術的工作原理與主要類型

1.1數字化測繪技術的工作原理

數字化測繪技術的工作原理依托先進的傳感器和數據處理技術，通過將實地測量數據數字化并轉化為三維模型，實現精準測繪。該技術通常采用無人機、激光掃描儀等設備，以快速收集廣泛區域的地形、建筑和環境數據。這些設備通過高精度傳感器獲取大量點云數據，形成密集的空間信息點集。隨后，這些數據通過數據處理軟件進行濾波、拼接和配準，形成精確的三維圖像和模型。整個過程依賴實時的定位技術和高精度測距設備，確保測量數據的精準性與可靠性。此外，數據處理過程中的算法優化和大數據處理技術，也使數字化測繪技術在短時間內可以完成對復雜場景的全面分析與建模。數字化測繪技術不僅能夠生成傳統的二維地圖，還能夠實現三維立體成像，通過與地理信息系統（Geographic"Information"System，GIS）和建筑信息模型（Building"Information"Modeling，BIM）集成，呈現更加豐富的地理與建筑信息，為工程規劃、設計和施工管理提供全方位的支持[1]。這種技術將測量數據、模型構建和信息共享有機結合，從而形成高效、集成的工作流，為工程項目的各個階段提供了精確和高效的支持。

1.2數字化測繪技術的主要類型

1.2.1無人機遙感測繪

無人機遙感測繪技術依賴無人機的靈活性和高機動性，能夠在短時間內覆蓋大面積的區域，獲取精細的地形和環境數據。在飛行過程中，無人機按照預設的航線和高度進行自動飛行，實時收集地面上的影像和數據，攝像頭和傳感器會連續捕捉地形的高清圖像，并記錄各種光譜信息，形成可見光、紅外等多種波段的遙感數據。這些數據通過遙控或自動傳輸系統傳回地面站后，經過專門的數據處理軟件進行拼接、配準和校正，從而生成精確的數字正射影像和數字地形模型。無人機遙感測繪能夠在不接觸地面的情況下，獲取高分辨率的三維模型和地形信息，尤其在難以進入或危險區域的測繪作業中表現出色[2]。

1.2.2激光雷達測繪

激光雷達測繪技術通過發射激光束并接收其反射信號來測量目標物體與測量設備之間的距離，從而構建高精度的三維模型[2]。激光雷達設備通常由激光發射器、接收器和精密的定位系統組成，它能夠每秒發射數十萬次甚至百萬次的激光脈沖，這些脈沖在碰到物體后反射回接收器，系統通過計算脈沖返回的時間差來測定距離。為了確保測量的精度，通常將激光雷達與全球定位系統（Global"Positioning"System，GPS）和慣性測量單元（Inertial"measurement"unit，IMU）結合使用，通過這些輔助設備記錄激光雷達設備的位置和姿態，以精確地確定每個激光點的空間坐標。激光雷達測繪可以在各種復雜地形中使用，無論是地面、建筑物還是植被覆蓋區，它都能通過激光穿透特性，精確捕捉到物體的表面形態和高度信息。經過數據處理后，激光雷達所生成的點云數據能被整合成三維地形模型或數字表面模型（Digital"Surface"Model，DSM），為工程設計、城市規劃、地形監測等提供詳細的地理信息支持。

1.2.3地理信息系統測繪

地理信息系統測繪技術通過整合和處理來自不同測繪設備的數據，生成精確的空間信息和地圖資源，為工程規劃、環境監測和城市建設等提供強大的數據支撐。這一技術依托計算機系統和空間數據庫，將衛星遙感、激光雷達和無人機測繪等多種數據源融合在一起，通過空間分析和地理編碼實現多層次、多維度的地理信息集成。地理信息系統不僅能夠存儲和管理大量的空間數據，還能夠對這些數據進行分析、模擬和可視化展示，使用戶能夠清晰地了解地理空間結構和要素變化。GIS軟件通過數據圖層的疊加，將不同來源的數據進行對比和分析，生成多樣化的地理信息圖表，如地形圖、土地利用圖、交通網絡圖等。它能夠實時更新和監控區域內的環境變化，識別潛在的風險區域，并根據測量結果對未來的發展進行預測與規劃。

1.2.4三維激光掃描測繪

三維激光掃描測繪技術依靠激光掃描儀不斷發射激光脈沖，并測量其從物體表面反射回來的時間差，以確定各個點的精確位置。設備的旋轉和移動使其能夠覆蓋廣泛的區域，確保在各種復雜環境中都能獲得全面且細致的空間信息。為提高數據精度，三維激光掃描儀通常配備高精度的全球定位系統（Global"Positioning"System，GPS）和慣性測量單元（Inertial"Measurement"Unit，IMU），這些輔助設備實時記錄設備位置和姿態，使每個激光點的坐標能夠準確定位。掃描過程中，設備會記錄下建筑、地形和物體表面的幾何信息，生成高密度點云數據，這些數據經過專業軟件處理后被轉化為精確的三維模型和數字化立體圖像。三維激光掃描測繪能夠捕捉物體的細節和表面紋理，適用于建筑工程、文物保護和工業檢測等領域，為設計和施工提供精確的幾何信息[3]。

2數字化測繪技術在建筑工程測量中應用的優勢

數字化測繪技術在建筑工程測量中的應用具有顯著優勢，其高精度和高效率的特點使其在復雜的建筑環境中大放異彩。這種技術通過整合無人機遙感、激光掃描、地理信息系統等多種測量手段，能夠在短時間內獲取廣泛且詳細的地形數據和建筑物表面信息。與傳統測量方法相比，數字化測繪不僅減少了人工操作的誤差，還大幅度提高了測量的精確度，使工程各階段的設計和施工得到更為可靠的數據支撐。在建筑工程中，數字化測繪可以實現實時監測和進度跟蹤，將測量結果與三維模型和施工進度結合，使施工方能夠動態調整工程方案，優化施工流程。

3數字化測繪技術在建筑工程測量中的應用

3.1收集工程數據信息

數字化測繪技術在建筑工程測量中的數據收集過程中，通過多種設備和技術手段實現精確、全面的信息獲取，為工程的設計和施工提供了可靠的數據支持。無人機遙感測繪、三維激光掃描、GIS等數字化技術的結合，使測繪團隊能夠快速覆蓋整個工程區域[4]。無人機遙感測繪利用高精度相機和傳感器在空中捕捉地形、建筑和周邊環境的數據，通過航拍影像和光譜信息生成高分辨率的數字正射影像和地形模型。與此同時，三維激光掃描技術能夠在地面上詳細記錄建筑物和地形表面的幾何信息，激光脈沖穿透建筑物和地形的復雜結構，將采集的大量點云數據轉化為精細的三維模型，這些掃描數據經過軟件的處理和拼接后，與無人機測繪的數據相融合，形成一個完整的工程數據信息集。通過集成的GIS平臺，這些多源數據被統一管理和可視化展示，使施工團隊可以實時查看并分析地形變化、建筑物布局與施工現場的進展情況。此外，這種技術還支持對不同時期的數據進行對比分析，以追蹤工程的變動和監測風險點，為施工方案的調整和優化提供科學依據。

3.2地面測繪

地面測繪通常使用三維激光掃描儀和移動測繪系統等設備，這些設備能夠快速捕捉地面上建筑物和地形的詳細信息。三維激光掃描儀通過發射大量的激光脈沖，記錄這些脈沖從地面和建筑表面反射回來的時間和角度，生成一個密集的點云數據集。該點云數據經過處理后形成精確的三維模型，展示建筑結構和地形特征。移動測繪系統則搭載在車輛上，結合激光掃描儀和高精度定位系統，在車輛行駛的過程中進行連續數據采集，特別適合在道路、橋梁等工程中應用。這些設備在地面上移動時，可以實時記錄和分析建筑物的幾何形態、結構細節以及周邊環境特征。通過與GIS集成，地面測繪數據被統一管理并可視化展示，為工程團隊提供精確的空間信息支持，幫助設計和施工人員準確了解施工區域的實際情況。

3.3測量結構變形

數字化測繪技術在建筑工程中測量結構變形的應用，通過高精度的激光掃描和傳感器技術，實現了對建筑結構狀態的實時監測和精確分析。激光掃描儀和三維成像設備被用來對建筑物的結構進行定期或連續掃描，采集大量高密度的點云數據，以構建詳細的三維模型。通過將不同時間點的數據進行對比，系統可以識別并量化結構在特定時間段內的形變情況，如傾斜、沉降或裂縫的變化。這種高分辨率的數據處理能力，使工程團隊能夠清晰了解建筑物結構的細微變化，并及早發現可能存在的隱患。

3.4"建筑物沉降監測

數字化測繪技術在建筑物沉降監測中的應用，通過高精度的傳感設備和數據分析系統，實現了對建筑物沉降情況的持續、動態監測，確保工程結構的安全性和穩定性。通常使用高精度的全站儀、激光掃描儀和位移傳感器等設備，布設在建筑物的關鍵沉降點，通過定期或連續采集數據來追蹤建筑物基礎的下沉趨勢。這些設備結合GPS和IMU獲取精確的位置信息，并將掃描數據和測量結果同步傳輸到監測系統。測量過程中，傳感器實時記錄基礎和結構的高度變化，形成連續的數據序列，精確計算建筑物沉降速率和累計沉降量。數字化測繪系統將這些數據與之前的測量記錄進行對比，通過算法分析沉降的范圍、幅度和速度，并以圖形化和三維模型的形式在GIS平臺上展示。這種實時可視化的數據展示方式，使工程團隊可以迅速評估沉降的影響，判斷建筑物是否處于安全狀態，并根據數據趨勢預測未來的沉降情況，提供科學的決策依據。

4結語

綜上所述，數字化測繪技術在建筑工程測量中的應用，不僅顯著提高了測量的精度和效率，還為工程的設計和施工管理提供了全新的技術支持和數據保障。通過無人機遙感、激光掃描與GIS的結合，測繪團隊能夠實現全方位的數據采集和實時監測，確保工程項目的順利進行。這種技術在建筑物沉降監測、結構變形測量、工程數據處理等方面展現了廣泛的應用前景，為復雜建筑環境中的施工和管理提供了可靠的解決方案。

參考文獻

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• 康凱.數字化測繪技術在工程測量中的應用分析[J].城市建設理論研究（電子版），2023（6）：143-145.
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