工程測量中數字化測量技術的實踐應用探索

中圖分類號：TU198 文獻標識碼：A

文章編號：2096-6903(2025)05-0099-03

0 引言

數字化測量技術通過精密轉換物理量至數字信號，并依托高性能計算機與先進軟件平臺，實現了數據的高效處理與深度分析，提升了測量的精確度與可重復性，增強了作業效率與數據處理能力。從宏偉的建筑工程到復雜的土木工程，從精細的環境監測到廣泛的資源管理，數字化測量技術均展現出卓越的應用潛力與廣泛的適應性，深刻影響著各工程領域的運作模式與發展方向。

1數字化測量技術與工程測量的基本概念

1.1數字化測量技術含義

數字化測量技術作為一種前沿的數據采集與分析手段，其核心在于將物理世界的多維屬性（諸如長度、角度、溫度等）精準地轉換為數字信號，借助高性能計算機與尖端軟件工具進行深度處理與解析。這一過程確保了測量數據的精確度和可控性，還實現了數據從采集到記錄、存儲、傳輸的全鏈條數字化管理，其基本原理根植于先進傳感器與測量儀器的應用，它們如同精密的轉換器，將自然界的物理量量化為可量化的數字信息。

相較于傳統的模擬測量范式，數字化測量技術展現出了無可比擬的優勢。一是其測量的準確性與可靠性得到了質的飛躍，有效提升了測量結果的精度與可重復性。二是該技術還賦予了工程測量領域對海量數據實施即時監控與高速處理的能力，加速了數據處理流程，為工程項目的快速推進與高效管理提供了強有力的技術支持[1]。

1.2工程測量含義

工程測量的核心職能在于精確測量、詳盡記錄與深入分析各類物理屬性及地理空間數據，其成果直接且深刻地影響著工程項目從藍圖構想至竣工運營的每一階段，包括規劃布局、精細設計、精確施工及高效管理。在這一技術發展的推動下，工程測量領域正經歷著從傳統手工采集向全面信息化、智能化轉型的深刻變革。數字化測量技術優化了數據收集的效率與質量，并促進了數據處理的自動化與智能化。它使得工程測量不再是孤立的數據收集活動，而是融入了整個工程項目的信息化生態系統中，成為支撐工程決策、優化設計方案、監控施工進度及保障工程質量的重要基礎。

2工程測量中數字化測量技術的運用優勢

2.1測量效率與質量較高

傳統的模擬測量方法，往往伴隨著繁重的手動操作、繁瑣的數據記錄流程以及后續的復雜處理步驟，這一過程中極易受到人為因素導致的誤差干擾，不僅耗時耗力，還難以保證測量結果的絕對精確。數字化測量技術的引入，以其自動化為核心優勢，減少了人為干預的環節，從根本上提升了測量的精確度和可重復性[2]。特別是在需要進行高頻或持續監測的場景下，如建筑施工中的結構健康監控，數字化測量技術的自動化特性更是大放異彩，展現出無可比擬的優勢。

數字化測量技術突破了傳統方法的局限，實現了多參數同步測量的能力。以土建工程中的全站儀技術為例，它能夠一次性完成水平角、垂直角及斜距等多個核心參數的測量。與傳統儀器需多次測量相比，并行處理的方式大幅縮短了測量周期，減少了時間成本，還簡化了操作流程，降低了人為操作失誤的風險，進而提升了測量工作的整體效率和可靠性。

2.2 圖形信息的多維展現

傳統模擬測量方法往往局限于單一的數值數據輸出，而數字化測量技術則實現了質的飛躍，它能夠捕捉精確的數值信息，生成一系列高質量的圖形化數據，諸如點云數據、三維立體模型以及詳盡的地理信息系統(GIS）圖層等。這些圖形化數據為工程師與設計師提供了更為直觀全面的視覺洞察，增強了其決策制定的科學性與精準度。

數字化測量技術打破了傳統信息孤島的壁壘，使不同專業領域的團隊成員能夠無縫共享交互這些數據資源。例如在建筑工程項目中，建筑師、結構工程師、電氣工程師及機械工程師能夠依托數字化測量技術生成的三維模型進行協同作業，確保各自的設計方案在空間布局上實現無縫對接與高度協調，從而提升團隊協作的效率與項目的整體質量[3]。

3工程測量中常用數字化測量系統與技術

3.1全站儀

全站儀的運作機理融合了精密的光學測量技術與先進的電子數據處理能力。通過發射激光或紅外線信號至目標點，并精確計算信號往返時間，全站儀能夠迅速測定目標至儀器的距離。它還能同步捕捉目標點相對于儀器的水平及垂直角度信息，進而利用內置的高性能計算機即時處理這些多維度數據，直接輸出目標點的三維空間坐標。

全站儀技術的應用范圍極為廣泛，涵蓋了土建、建筑、道路、礦山測量以及地形測繪等多個工程領域。其不僅僅能高效測量地基的高程、墻體垂直度以及關鍵結構構件（如柱、梁）的精確位置，還能通過在不同測量點的靈活部署，構建起建筑物的三維數字模型，這對于保障建筑結構的穩固性、驗證設計合規性至關重要。在建筑施工的動態監控中，全站儀還能實時捕捉建筑物的微小形變，為工程師提供及時、準確的變形監測數據，有效預防潛在的結構安全隱患，降低施工風險。

3.2 GPS系統

全球定位系統（GPS）作為一項依托衛星導航技術的數字化測量手段，其運作機制建立在衛星、地面接收終端與數據處理中心的協同之上。GPS網絡中的地面接收設備能夠捕獲來自多顆沿既定軌道運行，并周期性發送時間標記信號的衛星的數據。通過精確計算接收各衛星信號的時間差，地面接收器能夠解析出與每顆衛星間的距離信息，解析來自多顆衛星的信號，地面接收器能夠精確計算出自身的三維空間位置坐標，包括經度、緯度及海拔高度。

在土木工程建設中，GPS能夠助力精準定位建筑物與基礎設施的坐標，還為設計優化、施工控制及后期維護提供了強有力的數據支持。在交通工程領域，GPS技術則成為車輛追蹤、交通流量動態監測及智能交通管理系統不可或缺的組成部分[4]。在地理測繪行業，GPS技術極大地促進了地形精準建模、邊界精確界定及土地資源的高效管理。

3.3 GIS平臺

地理信息系統（GIS）的核心在于將多樣化的地理數據（涵蓋地圖、遙感衛星影像及精確的空間坐標）與豐富的屬性信息（如人口統計資料、土地利用狀況、自然資源數據等）深度融合，進而構建起一套蘊含復雜地理空間關系的綜合信息系統。

GIS的運行機理根植于精確的地理定位與深入的空間分析能力，它通過將多源數據層進行無縫疊加，生成一個直觀且全面的空間信息圖景。這一系統通常集成地理數據庫、先進的地圖繪制工具、復雜分析模型以及高效的數據可視化組件，為用戶提供一套強大的平臺，用以管理、深入剖析及直觀展示地理空間信息。

在城市規劃層面，GIS助力規劃師進行土地利用的精細規劃、基礎設施布局的優化設計以及交通網絡的科學規劃，為城市的可持續發展提供堅實的數據支撐與決策依據。在環境管理方面，GIS技術則成為監測環境污染、保護野生動植物種群及有效管理自然資源的得力工具。在地質勘探領域，GIS的應用促進了勘探區域的精細地質分析，提升了礦產資源的勘探效率與管理水平。在應急響應與自然災害管理領域，GIS更是展現出其獨特的優勢，能夠快速評估災區范圍、優化救援資源配置并輔助制定高效的緊急應對方案。

3.4 LiDAR

地面激光掃描技術，即LiDAR（LightDetectionandRanging)，是一種前沿的數字化測繪手段，它依賴于發射激光脈沖并精確測量其回波時間，以非接觸方式捕獲地表及物體詳盡的三維信息。此技術核心在于激光掃描儀，其能高頻發射激光脈沖至目標表面，隨后通過計算脈沖往返時間精確測定目標距離。

結合全球定位系統（GPS）與慣性測量單元（IMU)的集成應用，LiDAR系統能夠實時捕捉并記錄掃描儀的精確位置與朝向，進而生成攜帶地理坐標信息的點云數據集。點云數據作為LiDAR技術的核心產出，為構建高精度三維模型提供了堅實基礎，這些模型能夠真實再現地表形態、建筑物結構、植被分布等復雜場景。

在建筑工程設計階段，LiDAR掃描技術能夠精準捕捉既有建筑的三維形態與結構細節，為設計師的改造或擴建設計提供堅實的數據支撐。施工階段，該技術則成為監控工程進度與質量的得力工具，確保施工活動嚴格遵循設計方案推進。維護階段，激光掃描更是成為定期評估建筑結構健康狀態、提前識別并解決潛在隱患的核心手段[5]。

4工程測量中數字化測量技術應用場景

4.1原圖數字化轉換

傳統方法往往受限于二維信息的局限，且處理數據量大，易受原圖數字化技術干擾，導致數據處理效率低下，甚至可能延誤測量周期。在處理原圖數據時，技術人員的頻繁介入與不斷累積的圖像數據，若處理不當，會影響測量成圖的精度與質量。

數字化測量技術則從根本上規避了這些弊端，它能夠實現圖像與數據信息的無縫轉換，還具備高度的靈活性與適應性。面對復雜多變的地形條件，數字化測量技術能夠依據測量任務的具體需求進行智能化調整，確保測量工作的精準高效。

在工程測量實踐中，數字化測量技術能夠迅速構建出具有高度實用價值的數字地圖，這不僅僅是對傳統測量技術瓶頸的有效突破，更是對原圖數據信息不足問題的有力補充，極大地提升了工程測量的整體效能與成果質量。

4.2 工程變形監測

為準確判定施工位置，技術人員需精確利用數字化測量設備對準基坑沉降或變形區域，采用垂直位移或水平位移測量技術細致觀測，精確標定設計坑坐標位置，隨后基于觀測結果，設計并安裝多樣化的觀測墩，并在原有監測點基礎上增設兩個輔助觀測墩，以增強測量精度與效率。在此基礎上，測量人員系統收集、整理并分析所獲取的測量數據與圖像信息，經過嚴格校對后，生成詳盡的數據展點圖。這些精準的數據為施工方案的制定提供了堅實的依據，還促進了工程設計與實施的精細化。

4.3 地形圖測繪

在地形圖測繪的實踐中，數字化測量技術憑借其先進的儀器設備，實現了測量數據的實時記錄、高效傳輸與安全存儲，確保了數據處理的高度精確性與作業流程的時效性，提升了地形圖測繪結果的可靠性。特別是GIS（地理信息系統）技術的融入，使數字化測量技術能夠跨越復雜多變的地形難題，精確捕捉地物特征、地質構成、水文狀況乃至礦藏分布等核心信息，豐富了地形圖測繪的數據維度與深度。

數字化測量技術還展現出了卓越的抗干擾能力，削弱了地形地貌因素對測量工作的限制，即便在測量條件苛刻的區域，也能保持穩定的測量性能，確保測量結果的準確性不受影響。這一過程中，測量人員可便捷地將實地采集的數據直接輸入信息系統，由系統自動處理為標準化數據并生成詳盡的報表，為地形圖測繪提供了堅實的數據支撐與高效的信息管理工具。某地地形測繪效果圖如圖1所示。

4.4不動產測量

不動產的測量工作面臨著數據碎片化、測量對象多

甲200河1:50000樣化等問題，數字化測量技術的引入，為不動產測量領域帶來了革新，有效解決了傳統方法中數據不精確、信息不全面等問題，提升了測量作業的效率，降低了對人力資源與物力資源的依賴。

通過數字化測量技術，技術人員能夠依據不動產的獨特屬性，精確復原建筑工程的原始形態，運用先進的測量解析策略，巧妙應對大面積不動產測量的復雜難題，預防了因測量誤差而引發的各類糾紛。特別是在建筑體測量方面，鑒于建筑物結構的多樣性和獨特性，傳統測量方法往往難以保證測量的絕對準確性。而數字化測量技術憑借其超高的測量精度，能夠精準捕捉復雜結構建筑體的各項數據，減少了測量誤差，還助力施工單位在超大尺寸測量領域實現了前所未有的精確性，為不動產的精準管理與規劃奠定了堅實基礎。

5結束語

數字化測量技術的應用遠不止于技術工具的應用，更關乎工程專業人員數字化素養與技能的全面提升，面對技術日新月異的態勢，需深化研究、強化培訓，確保專業人員能夠緊跟時代步伐，熟練掌握并創新應用數字化測量技術。工程界應秉持開放包容的態度，積極采納并深度融合數字化測量技術于各類工程項目之中，以此驅動工程實踐的飛躍性發展。

參考文獻

[1]金浩，鄭瑞良，董潤澤.基于數字化測量的煤礦測繪技術研究J].煤礦現代化，2024，33(5):30-34.

[2]任江.數字化地圖技術在建筑工程項目測量中的應用[].江蘇建材，2024(4):145-146.

[3]范超杰，張賀，巴楯，等.基于三維測繪技術的八字橋數字化保護應用研究[J].測繪與空間地理信息，2024，47(7)：47-49.

[4]郭梁，周玉岑.多攝影測量技術融合在古建筑實景三維建模中的應用[J].測繪與空間地理信息，2024，47(7)：177-179.

[5]韓丹.數字化測量技術在城市規劃中的應用[J].數字技術與應用，2024，42(7):93-95.