工程测量与三维测绘技术发展探析

2016-04-14许艳博

地球 2016年9期

关键词：测绘激光数字化

■许艳博

（北京市测绘设计研究院　北京　100038）

工程测量与三维测绘技术发展探析

■许艳博

（北京市测绘设计研究院北京100038）

工程测量技术作为应用科学的重要组成部分，涵盖了工程项目从环境勘测到图纸设计、现场作业、日常管理和竣工验收等各个环节的所有测量事项，涉及经济社会建设和国防科技发展等各个领域，在服务经济发展、社会建设和民生改善等方面承担了重要职责，也发挥了重要作用。文章在分析了工程测量和三维测绘技术的相关内容后，还简要分析了三维测绘技术的具体应用，最后简要说明了三维测绘技术的未来发展，仅供参考。

工程测量三维测绘技术应用发展

0　引言

工程测量涵盖的领域非常广泛，囊括了现场施工、工程竣工等方面的测量技术以及形态变化监控和数字图纸测绘等很多环节。随着城市的扩建，各种大型建筑物需要精密的准确测量，工程测量要求更高，这促进了工程测量技术的快速发展。传统测量技术逐步向三维数字化的测量发展。

1　工程测量的基本概念

工程测量是指对工程进行基础勘察，对施工和管理中的各个阶段进行工程数据测量，通过技术综合总结分析，确定工程测量中的技术标准，通过综合绘制科学的测量水平，完成科学化的建筑、水利部门建设。主要的绘制测量图有测图式和放排式两种，现代化的测量中不仅有静态工程测量，还有物理测量和动态测量。随着传统测量技术向数字化技术的转型，工程测量从基础测量逐步发展到内外测量，一体化作业，实现数据信息的自动化智能控制，确保数据自动化的准确性。通过连续性的精准测量，确保数据的快速稳定、精确合理，提高数据测量的方便性意义。为了提高工程测量技术水平，使用全站仪、电子光学距离检测仪等测量工具，实现工程测量的自动化、数字化一体测量标准，改变传统的测量控制时间，改变测量地形、测量位置、测量施工方案。

2　三维测绘技术的主要构成

2.1电子经纬仪

这种仪器是1980年之后研发生产出来的，可以进行信息数据自动化显示、记载和传输的设备。与传统的光学仪器相比，该仪器采用了光电手段，利用传输端口的数据显示功能，将工程测量的情况直接反映出来，实现了工程测量的数字化、自动化管理目标。

2.2全站仪

与常规的二维测量仪器相比，这种仪器具有明显的优越性，可以完全自动显示倾斜角、水平角、垂直角、标高、坐标等测量处理的数据，而且记载和存储方面也具有良好的多样化特征，可以完善测量导线、设置坐标、测量标高等环节的程序内容，同时能够依据工程测量需求升级所需的软件系统，确保测量的准确性和及时性，避免受到外界环境的影响。

2.3摄影仪

通过摄影仪对位于300米之内的相关物体进行近景立体取像，利用数字化成像方法和自动化控制手段实现测量需求，是一种现代化的工程测量技术。这种测量技术通常能够按照测量目标的要求，在排除外界制约的前提下，非常快速、可靠、精确地得到测量数据。而且这种近景摄影测量技术近年来广泛地应用到了经济、国防和科技领域，尤其是在重要建筑物形态变化监测环节、弹体运行轨道等人体不能直接碰触的物体测量上，更是发挥了重要作用。

2.4三维激光扫描仪

三维激光扫描技术按照测绘方式可以分为固定式激光扫描和移动式激光扫描，其中固定式激光扫描和全站仪的测绘原理相同。固定式激光扫描并不是对道路工程中单个的点位进行扫描，而是对测量区域进行范围扫描，形成大量的点位数据。这种测量方式得出的结果精度比较高，且测绘范围比较广。移动式激光扫描是以固定式激光扫描为基础，搭载在移动设备上，可对测绘位置进行GPS定位。

3　三维测绘技术的具体应用

以三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用实例进行分析。某高速公路因为使用时间过久，路面出现大范围开裂、破损现象，需要进行大的修整，为了使道路工程测绘能够具体反映出道路破损现状，要求测绘部门每隔10米提供一组横纵线断面图。该高速公路属于正常通车状态，对其进行测绘不能影响正常的交通流量。传统的测绘方法需要在高速公路上进行测绘，对测绘人员的安全造成极大威胁，因为该段高速公路破损范围非常大，传统测绘方法会增加测绘人员的工作量，所以利用地面三维激光扫面技术对道路工程进行测绘。在高速公路护栏外侧设置测绘点，对破损区域的高速公路进行激光扫描，并利用三维软件对扫描数据进行拼接。点位拼接精度的误差控制在8mm以内，整体点云的拼接误差控制在10mm之内，数据处理完成后，生成三维模型。对三维模型进行平面测量，最终可以绘制出道路工程的平面地形图，利用传统方法测量该高速公路高程，将测得数据与三维激光扫描数据进行对比，发现测量误差小于0.1mm，证明该数据可用。将数据导入计算机中，利用软件绘制出具体的横纵断面图，以便为后期道路工程的大修提供数据基础。

4　三维测绘技术的未来发展

三维测绘技术这种现代化的测绘手段，通过运用空间地理布局和信息反馈方法，及时、准确、迅速地将地理信息数据提供给了需求者，有着及时获得测量数据、自动处理信息等明显的优势，未来将会向着数字化、科技化、网络化等方向迈进。卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感系统（RS）等3S系统是三维测绘技术的典型代表，不仅确保了测量技术由静态向动态方向的转化，而且带动了测量的内容和范畴的明显变化。特别是在工程测量环节，三维测绘技术的优越性更是得到了完美的展现和广泛的利用，在经济社会发展中的作用也越来越突出。