分析工程測量與三維測繪技術(shù)的發(fā)展

摘 要：針對目前工程測量應(yīng)用三維測繪技術(shù)過程存在的問題，本文從實(shí)踐角度出發(fā)，分析了三維測繪技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢，并提出了三維測繪技術(shù)的應(yīng)用控制對策與未來發(fā)展方向，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。結(jié)果表明，三維測繪技術(shù)的應(yīng)用效果充分發(fā)揮出來后，有效滿足了各類工程項(xiàng)目測量工作開展的高準(zhǔn)確度需求。

關(guān)鍵詞：工程測量；三維測繪技術(shù)；掃描技術(shù)

中圖分類號：P204 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0195-02

引 言

水利、橋梁以及道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，決定了所處地區(qū)人們生產(chǎn)生活的安全穩(wěn)定性。然而，在實(shí)踐過程中，因工程建設(shè)所處的水文地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，增加了施工建設(shè)質(zhì)量控制的難度。為此，工程建設(shè)者通過測量手段，來明確施工控制的重點(diǎn)與方向，進(jìn)而提高工程項(xiàng)目建設(shè)使用的質(zhì)量效果。對于傳統(tǒng)測量技術(shù)無法滿足當(dāng)前復(fù)雜施工環(huán)境測量需求的情況，應(yīng)采用三維測繪技術(shù)來滿足需求。與此同時(shí)，還應(yīng)不斷優(yōu)化三維測繪技術(shù)運(yùn)用的效果，以為各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供過硬的技術(shù)環(huán)境。這樣一來，工程測量獲得的數(shù)據(jù)信息，就能在明確所處施工建設(shè)環(huán)境的基礎(chǔ)上，開展各項(xiàng)施工建設(shè)內(nèi)容。

1 研究工程測量與三維測繪技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義

當(dāng)前階段，三維測繪技術(shù)在工程測量的中的作用主要體現(xiàn)在：滿足工程測繪、城市規(guī)劃、工程施工以及建模改造的要求。在工程需求方面，三維測繪技術(shù)的運(yùn)用能夠滿足傳統(tǒng)測繪技術(shù)運(yùn)用無法滿足的多角度測繪要求，進(jìn)而達(dá)到工程測量工作開展的目標(biāo)。城市規(guī)劃要想實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的深化目標(biāo)，應(yīng)采用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)圖的優(yōu)化與完善，進(jìn)而加速城市化的進(jìn)程。在施工方面，如想使城市土地得到更趨質(zhì)量效果的利用，需細(xì)化設(shè)計(jì)工作內(nèi)容來使建筑物的建設(shè)使用達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。因建筑物的結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，所以，工程測量人員應(yīng)將三維測繪技術(shù)利用起來，以提高施工控制的準(zhǔn)確性。建模改造工作，應(yīng)通過準(zhǔn)確的工程測量來降低工程項(xiàng)目改造的復(fù)雜性。而準(zhǔn)確性的保證，需通過三維測繪技術(shù)來為工程測量工作的高效率開展提供技術(shù)保證[1]。

然而，在實(shí)踐過程中，工程測量人員并未充分認(rèn)識到三維測繪技術(shù)的運(yùn)用效果價(jià)值，這就降低了工程測量工作開展的質(zhì)量。為此，相關(guān)人員應(yīng)在明確工程測量中三維測繪技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢的情況下，再著手進(jìn)行技術(shù)控制發(fā)展的研究。這是滿足實(shí)際工程項(xiàng)目建設(shè)使用需求的關(guān)鍵，研究人員應(yīng)將其作為重點(diǎn)科研對象。

2 工程測量中三維測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

研究表明，三維測繪技術(shù)能夠滿足較多的工程測量需求，如，在應(yīng)用三維激光掃描儀過程中，因其具備掃描速度快且點(diǎn)位較為準(zhǔn)確的特點(diǎn)，能夠通過高速的激光發(fā)射設(shè)施進(jìn)行三維坐標(biāo)數(shù)值的掃描。當(dāng)其作用于工程測量，除非特殊情況不會受到大地水準(zhǔn)度的制約影響。

攝影儀，能夠?qū)?00m范圍內(nèi)的相關(guān)物體進(jìn)行近景立體取像，進(jìn)而通過數(shù)字化成像與自動化控制方法，來滿足工程項(xiàng)目的測量準(zhǔn)確度需求。作為一種現(xiàn)代化的測量技術(shù)，三維測繪技術(shù)能夠根據(jù)測量目標(biāo)的實(shí)際情況，規(guī)避外界制約因素的影響，進(jìn)而快速、準(zhǔn)確與可靠的獲取工程數(shù)據(jù)信息。該技術(shù)運(yùn)用此設(shè)備主要集中在國防等科技領(lǐng)域，特別是建筑物形態(tài)變化的監(jiān)測方面，成功解決了人工方法無法直接接觸物體測量問題。

當(dāng)三維測量技術(shù)采用全站儀設(shè)備后，其能夠準(zhǔn)確判斷測量對象的角度與距離。與二維測量儀器相比，全站儀能夠以自動化狀態(tài)顯示標(biāo)高、水平角以及傾斜角等數(shù)據(jù)，進(jìn)而為信息的記載與存儲提供多樣化的技術(shù)條件。具體來說，就是能夠進(jìn)一步完善測量導(dǎo)線、坐標(biāo)設(shè)置以及標(biāo)高測量等環(huán)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程測量軟件系統(tǒng)的升級目標(biāo)。如此，系統(tǒng)就能在規(guī)避外界因素影響的情況下，提高測量工作開展的及時(shí)性與準(zhǔn)確性[2]。

電子經(jīng)緯儀，就是通過信息數(shù)據(jù)的自動化顯示與傳輸設(shè)備，來保證工程測量的準(zhǔn)確性。即采用光電措施，經(jīng)傳輸端口來完成數(shù)據(jù)信息的顯示功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程測量的自動化與數(shù)字化管理目標(biāo)。

3 工程測量與三維測繪技術(shù)的應(yīng)用控制及發(fā)展分析

3.1 技術(shù)運(yùn)用控制

為提高工程測量應(yīng)用三維測繪技術(shù)的效果價(jià)值，技術(shù)人員均在探索采用CAD三維系統(tǒng)軟件。具體來說，就是結(jié)合工程項(xiàng)目的規(guī)劃圖進(jìn)行操作，即通過三維立體圖形來強(qiáng)化三維測繪技術(shù)的應(yīng)用效果。在實(shí)踐過程中，三維測繪技術(shù)運(yùn)用會因工程施工現(xiàn)場的不可預(yù)見因素，或是復(fù)雜特征，而增加技術(shù)運(yùn)用成本。為此，三維測繪技術(shù)人員應(yīng)采用攝影測量，即采用定位準(zhǔn)確率較高且測量精度度較高的攝影儀，無需接觸測量對象就可獲得準(zhǔn)確的工程測量信息結(jié)果。該技術(shù)還可運(yùn)用于比例尺較大的工程測量、較為精細(xì)的地籍測繪或是技術(shù)含量較高的電子通訊測繪，進(jìn)而解決常規(guī)測繪技術(shù)無法解決的問題。

此外，三維測繪技術(shù)人員還應(yīng)集合數(shù)字化、自動化以及網(wǎng)絡(luò)化的特征，來提高測量目標(biāo)形象獲取的立體性與規(guī)范性。在這一復(fù)雜的三維測繪技術(shù)應(yīng)用背景下，工程測量人員應(yīng)不斷優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用手段與方法，進(jìn)而滿足現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)背景下各行各業(yè)對其提出的高準(zhǔn)確度需求。

以某水利工程的測量過程為例：

（1）應(yīng)用多期掃描數(shù)據(jù)坐標(biāo)統(tǒng)一控制方法。為了完成該項(xiàng)目，需建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，分期掃描的數(shù)據(jù)才能夠?qū)崿F(xiàn)坐標(biāo)統(tǒng)一。在工程渡槽兩岸分別布設(shè)3個(gè)強(qiáng)制對中觀測墩，通過徠卡TM05進(jìn)行野外數(shù)據(jù)觀測，采用一點(diǎn)一方位進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，建立高精度的施工控制網(wǎng)。

（2）三維模型與真實(shí)構(gòu)建誤差分配控制。為了使兩個(gè)模型安裝在一起對接面誤差在5mm內(nèi)，其誤差是由掃描誤差、建模誤差、處理閾值引起的誤差三個(gè)構(gòu)成。采用2mm精度掃描儀進(jìn)行野外數(shù)據(jù)獲取，即掃描誤差2mm。同時(shí)在建模時(shí)，可保證所建模型與原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)誤差精度在2mm以內(nèi)，這在三維建模軟件中是可以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樵S多逆向軟件都有評估所建模型與原始點(diǎn)云模型偏差的功能，同時(shí)可以通過偏差參數(shù)控制模型重建。對于軸線誤差的控制。在野外獲取數(shù)據(jù)之前，工程測量人員應(yīng)在節(jié)段頂、底、兩側(cè)布設(shè)一些反射片。

在通過掃描儀掃描獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立高精度模型后，通過紋理可獲取各標(biāo)志的位置坐標(biāo)。如此，就可通過固定已安裝模型在絕對坐標(biāo)系下，調(diào)整即將安裝節(jié)段模型的空間位置和姿態(tài)至對接面。

（3）對于工程每節(jié)段的測量安裝，應(yīng)根據(jù)高精度全站儀測量各節(jié)段安裝后前端反射片標(biāo)志的坐標(biāo)情況，來判斷橫向誤差最大值。

3.2 技術(shù)未來發(fā)展

在未來，為保證工程測量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)從靜態(tài)向動態(tài)方向的轉(zhuǎn)化目標(biāo)，研究人員應(yīng)將三維測繪技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展重點(diǎn)集中在衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感系統(tǒng)（RS）三個(gè)方面。具體的優(yōu)化內(nèi)容就是，對三維地理信息系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，即通過產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)來提高三維地理信息分析的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，還應(yīng)按照工程測量和三維測繪發(fā)展的客觀實(shí)際，來對應(yīng)用效果不佳的軟件進(jìn)行完善。此外，還應(yīng)在傳統(tǒng)二維技術(shù)應(yīng)用的背景下，構(gòu)建一個(gè)多方位、多角度的立體三維空間，以不斷優(yōu)化測量數(shù)據(jù)信息的存儲、查詢以及檢索等功能。如此，工程測量人員就能為三維測繪技術(shù)的運(yùn)用提供良好的空間，進(jìn)而滿足工程項(xiàng)目日趨復(fù)雜的建設(shè)需求[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，工程測量與三維測繪技術(shù)的運(yùn)用，應(yīng)在明確技術(shù)運(yùn)用效果價(jià)值的情況下使技術(shù)運(yùn)用的集成性、可視性以及精確性等功能充分發(fā)揮出來。事實(shí)證明，只有這樣，才能最大限度的保證三維測繪技術(shù)運(yùn)用不受所處環(huán)境因素的影響，來為工程項(xiàng)目的建設(shè)提供準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)信息。

參考文獻(xiàn)

[1]李 星.淺析三維測繪技術(shù)與工程測量的發(fā)展[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（09）：153.

[2]賈正平.工程測量中三維測繪技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（02）：18.

[3]王展新.對工程測量與三維測繪技術(shù)發(fā)展的探究[J].科技資訊，2011（24）：72.

收稿日期：2018-7-21