工程测量与三维测绘技术发展探析

汪海涛，蒋明富

（61287部队，成都 610036）

工程测量与三维测绘技术发展探析

汪海涛，蒋明富

（61287部队，成都 610036）

在信息科技不断发展的背景下，各个行业也加强了对现代科技的运用。在公衡测量中，应用现代信息技术能够提高测量的准确度，为工程项目的设计、施工等提供数据支持，提升项目建设的质量和可行性。为此，就工程测量和现代三维测绘技术的应用和发展进行探讨。希望论文的提出能够为相关的学者和工作人员发挥一定的参考价值。

工程测量；三维测绘技术；发展解析

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.028

1 引言

工程测量技术是涵盖着环境勘测、图纸设计、现场作业、竣工验收等诸多环节的测量事项，是现代科学技术的产物，已经在市政建设、国防科技等多个领域得到了推广和应用。其不仅对建设工程发挥着重要的作用，同时间接地促进了我国经济的发展。为了进一步加强该项技术的推广，下文将从其基本概念入手，对该项技术的应用和发展作出详细的阐述。

2 三维激光扫描技术概述

三维激光扫描技术，是工程测量中一项自动化立体扫描技术。这项技术的精度高，应用范围广，可以在各种复杂的环境中进行操作。在工程项目中利用三维激光扫描技术能够快速扫描大面积对象并且快速获得扫描数据。和传统的测量方法相比，三维激光扫描技术能够自动获取准确的目标体数据，精度更高，得到的结果更准确。

3 三维激光扫描技术在建筑工程测量中的优点及测量过程

3.1 三维激光扫描技术的优点

1）数字化。三维激光扫描的结果是数字化信息，所以更加容易显示、分析和解决。此外，三维激光扫描技术能够和GPS、外接数码相机配合应用等协调合作，拓展了其性能和应用范围。

2）高分辨率。三维扫描得到的数据结果质量高、密度高，信息分辨率高。

3）较好的运用性。三维激光扫描技术对应用条件没有过多的要求，所以有着较强的适应能力。

3.2 三维激光扫描技术的使用流程

1）测站设计。根据扫描目标的形态和部位等确定核心属性，合理布置标靶和扫描站的位置，在每站的中间需要设置3个控制标靶的重合，从而确定量站点云数据中七个自由度相符站点，保证点云数据能够最终在一个仪器坐标体系下统一。

2）扫描。在选定的测站上固定扫描仪并且调整好姿态，用网线将笔记本和扫描仪连接，打开电源，使用Cy2clone软件，用该软件控制笔记本和扫描仪通讯设备，然后手机扫描结果，在电脑上形成清晰的对象影像，根据软件环境布置参数自动实施扫描。

3）合理控制标靶中心的获得。结束每测站的扫描后，需要对控制标靶实施精细扫描。经过选择扫描过程控制标靶范围内的点，为每一个标靶布置唯一的标识，之后控制标靶的中心点是经过精细扫描范围确定的，相同的控制标靶在不一样测站中的标识必须相同。

4）配准坐标。基本有3种的坐标配准办法：配对形式、全局形式与绝对形式。属于比较形式是前两种，它的基准为某一扫描站的坐标系，这站的坐标体系都是别的个站的坐标体系转换得到的。这两种形式的相同特征是：在实施扫描的过程中，所布置的控制点或标靶在扫描前其坐标都不知道。而第三种方式，则在扫描前，已经被测定控制点的坐标值，在处理扫描数据时，每一个测站都需要转换到掌控点所在的坐标系中。

4 三维激光扫描技术在道路竣工测量中的应用实例

4.1 测量区域以及仪器选择

以某段刚刚完成的环城路段为例，本次测量中，采用Z+ FIM-AGER5010C相位式地面三维激光扫描仪进行测量，该仪器的最高禁锢是0.3mm，可测量最大距离是187m，水平角度的分辨率为0.0002°，垂直角度分辨率为0.0004°，测量仪器内部的相机分辨率为8000万像素。

4.2 外业数据采集及特征参数提取

1）数据采集。在此次测量中，选了7个控制点，这7个点共同构成了闭合环形的控制网。本次测量的道路呈带状结构，所以采取的是多占测量的形式。测量中，在道路两侧依次用扫描仪向前推进，利用靶球连接两站，也就是说，测量中至少有3个公共标靶球，两站数据通过拟合球心实现拼接，进而将其统一在同一坐标系中。

2）点云数据处理。利用Z+FLa-serControl软件，将所有的测站利用拟合球形标靶拼接，在同一坐标系中形成全景三维数据。接下来是转换坐标系统。标定平面标靶中心，在标定的平面标靶中心上赋值传统测量方式获得平面标靶，进而可实现云数据到大地坐标系统的转换。

3）测量精度分析。站间的拼接是误差出现的主要原因。将测量中的固定点定为前段道路的平面标靶，然后进行云数据大地坐标转换，然后对比分析后端道路平面标靶坐标的两种测量方式。

4）道路特征提取。经过处理后的点云数据，通过geomagic studio软件的进一步抽稀处理后截取0.1mm的薄片，提取道路纵横断面，将点云数据以及薄片数据保存为DXF格式导入到CAD中，提取道路特征。

5 三维测绘技术的未来走向

受到现代信息科技的影响，工程测量技术也朝着自动化和信息化方向发展，现代测绘技术已经在逐步取代传统的测量方式，目前已经朝着地理信息数据的方面发展。三维激光测绘技术是现代信息科技的产物，是工程测量中的重要手段，这种技术采用的是地理布局和信息反馈的方法，能够向需求者及时、迅速地提供准确的信息数据，凭借着高准确度、高效率等优势得到了较为广泛的应用，同时受到现代科技、信息发展的影响，三维测绘技术将充分利用现代科技信息，朝着自动化和智能化方向进步。

6 结语

在当今社会不断发展的过程中，工程建设数量逐渐增多，工程项目在施工和技术方面的要求逐渐严格。为了保证工程项目的整体质量，应当加强对测量工作的重视，提高测量的准确性，相信在相关技术人员和学者的共同努力下，三维测绘技术会朝着自动化和科学化的方向发展，为工程项目建设作出更多的贡献。

【1】于昭君.探究测绘技术在现代矿山工程测量中的应用[J].科技创新与应用,2015（6）:187.

【2】方秋平.测绘新技术在建筑工程测量中的应用初探[J].科技创新与应用,2015（15）:254.

Engineering Measurement and 3D Mapping Technology Development Analysis

WANGHai-tao,JIANGMing-fu
(61287Troops,Chengdu610036,China)

Underthebackgroundof theconstantdevelopmentofinformationtechnology,thevariousindustrieshavealsosteppeduptotheuseofmodern science and technology. In male scale measurement, the application ofmodern information technology can enhance the accuracy ofmeasurement, provide data supportforthedesignandconstructionoftheproject,andimprovethequalityandfeasibilityofprojects.Tothis,thearticlewilldiscussengineeringsurveyandmodern 3Dtechnologyapplicationanddevelopmentofsurveyingandmapping.Hopingthisarticlecouldplayacertainreferencevalueforrelevantscholarsandstaff.

engineeringsurveying;three-dimensionalmappingtechnology;developmentanalysis

P2-0

A

1007-9467（2016）07-0046-02

2016-6-20

汪海涛（1978～），四川成都人，工程师，从事大地测量和工程测量研究，（电子信箱）wanghaitao1978@qq.com。