测绘新技术在测绘工程测量中的应用分析

古 琳

（江西省煤田地质局普查综合大队，江西 南昌 330001）

在建筑工程项目对质量要求逐渐提升的背景下，测绘结果的准确性和效率将直接影响工程后续施工的质量，为了适应时代发展需求，满足测绘工程需要，新型测绘技术的运用已经是工程测量工作中不可或许的一部分。

1 工程测量的测绘含义

1.1 工程测量的概念

工程测量是建设施工项目在实施前必须要进行的工作之一，也是后续检验施工质量、工程标准的一种方法。工程测量主要是针对施工项目的勘察和数据收集，来确定施工方案及管理规划。工程测量中的测绘工作包含多个环节，与实际建设施工项目有关，绝大多数测绘都需要依靠先进的仪器设备和专业的理论知识。伴随着科学技术的发展，工程测绘技术也得到了很大程度的发展，相比较传统只应用于建筑和水利项目的工程测量，当前测绘技术具有动静结合的测量模拟方案，能够在各类施工变化、施工调整的过程中完成测量，为国家建设和资源开发提供更多选择。

1.2 工程测量的作用

工程测量是工程项目建设过程中不可或缺的环节，工程测量的作用主要涉及三个方面。首先，也是最关键的测绘阶段。不仅仅包含对施工现场地形环境的测绘，也包括水文、地质、气候数据的收集。很多测绘工作都会到野外进行，过往的工程测量还需要与测绘对象直接接触，测绘工作效率较低，不具备时效性，测绘人员无法立即得到测绘结果，并且传统测绘方式有较大的局限性，很容易受到工程测量现场环境、测绘人员技术水平、测绘仪器精度所影响，从而导致工程测量消耗大量时间精力，而得出结果的准确性却无法保证。测绘新技术的应用让工程测量在测绘阶段的质量得到飞跃式的提升，从多个方面革新了测绘工作。其次是工程项目的施工阶段，工程测量在施工阶段起到管理辅助作用，通过使用测绘新技术，可以准确测定施工现场的情况，从而优化调整施工方案，为施工设计提供帮助。最后，是工程项目的竣工与验收阶段，工程测量能够对工程项目整体质量进行测绘，检验工程项目的完整度。工程测量在工程项目中的作用不言而喻，能够在整个工程项目中发挥支撑作用[1]。

2 当前测绘工程测量中的测绘新技术

工程测量行业的发展和信息技术的普及也带动了测绘技术的应用，在当今飞速发展的社会背景下，测绘技术有效结合了计算机、卫星探测等技术手段，切实提升了测绘的准确度和工程测量效率。当前测绘工程测量中主要应用的技术有GPS、RS、GIS、数字化三维模型以及无人机摄影。其中GPS技术应用最为广泛，其精准度较高，在导航、测速、测时等方面多有应用，接收数据信息和分析处理时间较短，可以大幅节省人力物力，提高运作效率。而GIS和RS技术，可以对环境信息或待测物进行详细的数据收集，能够提升信息的准确性和使用效率。数字化三维模型是将信息转变为数字化模型，将数据转化为代码并重现编写为系统模型，不仅使测量效率和测量质量得到了提升，还能够将所采集的信息变为可视化，使测绘人员或设计人员能够更清晰地对数据进行分析整理。无人机的主要特点是安全性，尤其是在山区、森林中的工程测量，无需人工进行实地测量，借助无人机摄影就能完成，在保证工程测量作业效率的同时提高了测绘工作的安全性。

3 测绘新技术在测绘工程测量中的应用

3.1 CORS技术

CORS技术是GPS技术中的一种，是利用多基站网络RTK技术建立的连续运行参考站，缩写为CORS，也是GPS工程测量应用的热点之一。CORS系统将卫星定位、计算机网络、数字通讯等高新技术融合到一起，是新型技术发展下深度结合的产物。CORS系统由数据处理模块、数据传输模块、定位导航播发模块、用户模块四个部分组成，并通过基准站网将各个基准站与分析中心连接为一体，形成专门用于工程测量的网络。

基于CORS系统的RTK技术在工程项目测量作业中，首先实施卫星预报，进行测绘前对卫星高度方位、观测时间、点位图形强度进行设定。然后选择并配置基准站和参考站。基准站应避免楼群、树林或高压线下，若无法避免，参考站测绘方式及通信模式应进行额外设定，以保证基准站定位准确。之后进行RTK初始化测量，网络状态下的RTK一般采用静态初始化方式。最后，在观测期间要查看基准站信息，每次观测至少为1min，采样间隔1s，每个点位都应重复2次观测。当观测偏差值小于3cm时，可将中间数作为最终结果[2]。

CORS技术在测量中也会受到一些因素影响，导致测量精度不够准确。主要有卫星信号在经过电离层和对流层时出现的延迟误差，或是基准站周围环境反射的卫星信号干扰到接收设备出现误差，也可能是接收设备自身位置有偏差而导致的误差。GPS所收集信息应通过高强度的加密手段，并对各类数据信息的改动应有权限设置，避免人为误操作造成数据错误或丢失。此外，欧盟Galileo（伽利略）系统可以发送实时的高精度定位信息，能够在许多特殊条件下提供服务，即便测量失败也会在短时间内反馈给测绘人员。而我国北斗卫星导航系统（BDS)在通信功能方面占据优势，例如在新冠肺炎疫情中火神山和雷神山医院迅速建设，便是利用北斗高精度技术，将多次测绘工作一次性完成，节省了大量建设时间。

3.2 三维激光扫描技术

三维激光扫描技术依托于三维激光扫描仪，是以点云的形式表示复杂物体表面信息的新型坐标测量仪器。三维激光扫描技术以仪器中心为原点建立三维坐标，再通过测量激光束的水平竖直角度和目标到原点的距离计算出测量点的三维坐标，获取目标物体的点云数据。

三维激光扫描技术的作业流程首先是获取数据，在选定的观测点上架设扫描仪，利用计算机软件控制三维激光扫描仪，对被测对象进行扫描，获得相关数据。然后在数据获取后进行分析处理，系统会剔除掉点云数据中的粗差点，对获取的影响数据进行几何纠正，再经过预处理将点云数据进行拼接，形成一个完整数据文件，通过各观测点与原点公共参照，明确目标控制点，并利用点位之间的对比特性实现扫描点云数据和影像数据的匹配，将得出的扫描数据转变到统一的坐标系中。最后，将坐标系进行三维建模，利用点云数据和相关软件进行模型建立，将此模型数据以不同形式提供给测绘人员或设计人员，根据模型标准完成测量数据的输出与评价。

三维激光扫描技术在实际扫描环境中有大量的影响因素，不同地形环境也将提供不同的扫描条件，而外界环境难以控制，测量误差将会增多，导致从测量开始直到三维模型的误差扩展。因此在地形环境较为复杂的区域应选择更为适宜的测量方式。除了环境因素外三维激光扫描的点云数据还会受到仪器设备、扫描几何条件以及物体属性三方面的影响。仪器设备本身的硬件参数包括发散宽度和角度分辨率以及仪器标尺精度；扫描几何条件会根据扫描仪的架设位置不同而发生改变，从距离、角度、物体大小影响点云密度，进而影响扫描点云的精度；物体属性则是被扫描物体的奇形怪状，其辐射率、粗糙程度和构成都可能干扰到扫描仪的波长反馈。数字化测绘技术的应用推广在测绘质量和效率上都极大地满足了工程需求，不过数字化测绘技术是将数据信息转化为数字图像，在绘图过程中的图片质量必须要得到保证，尽可能通过加大信息量收集的方式，让输出图片的清晰度与原始图像贴近[3]。

3.3 无人机摄影测量技术

无人机摄影测量技术需结合无人机飞行平台具备的GPS和IMU（惯性传感器）系统，才能获取地面物体更为完整准确的信息，将获得的POS数据和像控点数据，经过平台系统处理后获取点云数据、数字影像和三维模型。无人机摄影测量技术与CORS技术和三维激光扫描技术相比，具有准备时间短、操作控制较为简单，成本不高、影响分辨率更高的特点，而且无人机飞行多为超低空飞行，能够恶劣天气下完成航摄任务，受天气条件限制较小。

无人机摄影由飞行平台、摄像仪器、导航控制系统、地面控制设备和数据处理系统组成。在实际作业中虽然其准备时间较短，但需要进行的准备较多。首先要对航行进行规划设计，对无人机航摄线路、摄影比例尺、航行高度和速度进行确认。尤其是航摄线路的规划，由于无人机航摄会受到地形起伏影响较大，一两次飞行任务很难满足工程测量需求，因此要对航摄区域进行分区，减少航飞次数，缩短测绘周期。而航线设计中通常会遵循几个原则。一是按照东西方向进行飞行，使用GPS领航时要确认每条航线的首尾坐标。二是当测量区域内有水域、草地或其他特征点较少地表类型时，应从多角度拍摄，有利于影像的后期处理。三是航摄时间应选择晴天，大气透明度较高的日期，在反光强烈的地区与根据太阳照射情况，适度提前或延后航摄时间。

其次在正式开始进行摄影测量前，应对无人机系统进行试飞和试摄，确认各项设备仪器符合要求后，便可以开始航摄工作。按照之前规划设计好的方案进行无人机摄影即可。无人机摄影测量技术最为关键的环节是像控点的布设，像控点的选择会对最终精度产生较大的影响。一般采用航带网布点法，有六点、八点和五点三种方式，结合不同的地形情况和航带网进行布设，像控点应尽量选择在航向三片重叠或旁向重叠的中间位置，提高航摄精度。

最后是无人机摄影测量技术的核心内容——空中三角测量。通过少量控制点坐标来解决未知点坐标和影像的外方位，会直接影响到整个测图的质量。从原始资料代入后，经由影像处理、人工修测、自动定向后，通过地面控制点进行精度计算，将测量模型自动接边，再经过接边点修测，最后导出测绘结果[4]。

无人机摄影测量的影响因素主要来源于前期准备和实际测量两方面。前期镜头调整不佳、航线设计和航行速度制定不符合要求都会影响无人机影像出现畸变。而在实际航摄中，地形变化、像控点选择、空中三角测量精度也会影响测绘的实际精度。这些精度控制依然需要测绘人员进行完善，保证工程测量的质量。

4 结论

测绘新技术是测绘工程测量在当前信息化、智能化、自动化不断发展环境中的必然产物，也是建设工程项目进步发展需求。通过对工程测量的了解，分析了当前测绘工程测量中的测绘新技术，深入探究CORS技术、三维激光扫描技术、无人机摄影测量技术的应用状况，测绘新技术能够有效提高测绘工程测量工作的质量和效率，促进建设工程项目发展。