工程測量與三維測繪技術(shù)的發(fā)展探究

孫瑞灃

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計院，蘭州730050）

1 引言

隨著我國城市化發(fā)展的逐步加快，各行各業(yè)均迎來了極大的發(fā)展空間，建筑行業(yè)也不例外。工程測量技術(shù)是建筑工程施工過程中比較常見的一種施工技術(shù)，不論是設(shè)計規(guī)劃，還是施工現(xiàn)場管理，甚至是后期維護階段，工程測量技術(shù)均發(fā)揮著重要的作用。三維測繪技術(shù)是近年來被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中的技術(shù)之一。隨著應(yīng)用的逐步廣泛，三維測繪技術(shù)在工程測量過程中依然存在著一些不足之處，本文給予詳細(xì)闡述。

2 工程測量技術(shù)和三維測繪技術(shù)

工程測量技術(shù)是工程建設(shè)過程中比較關(guān)鍵的技術(shù)之一，是測量作業(yè)不可或缺的一環(huán)。進行工程施工前，必須對該工程的相關(guān)數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確的測量和定位，因為準(zhǔn)確的測量結(jié)果對后期各項施工作業(yè)的順利進行均有極其重要的影響。這就需要工作人員結(jié)合當(dāng)前建設(shè)領(lǐng)域的實際情況進行綜合考慮，應(yīng)用數(shù)字化測量技術(shù)對工程項目的相關(guān)數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的、全面的分析，最終得出較為準(zhǔn)確的測量結(jié)果。三維測繪技術(shù)對數(shù)字三維和計算機技術(shù)進行了融合，其立體性和科學(xué)性更強[1]。需要注意的是，在應(yīng)用三維測繪技術(shù)時，首先要獲得被測物體的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，接下來才能通過三維坐標(biāo)呈現(xiàn)被測物的空間環(huán)境、形狀以及在空間中的具體位置，然后利用計算機軟件對三維坐標(biāo)進行還原，幫助測量人員準(zhǔn)確地了解、掌握測量物的原貌。目前，應(yīng)用比較多的是“2+1”維理論，即先采用二維測量技術(shù)確定測量物的具體平面位置，然后再利用一維數(shù)據(jù)確定其具體高度。

3 工程測量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 提高了測量目標(biāo)的精準(zhǔn)性

數(shù)字化測量技術(shù)在傳統(tǒng)測量技術(shù)的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化，其測量結(jié)果比較精準(zhǔn)，能夠為后期施工提供準(zhǔn)確的技術(shù)支持。進行測量時，數(shù)字化測量技術(shù)能夠進行有序測量，尤其對于一些測量難度較大的區(qū)域，能夠簡化測量過程，高質(zhì)量地完成測量工作。在對信息的采集過程中，其主要利用全站儀精準(zhǔn)地計算地物點坐標(biāo)，從而有效降低了人為因素造成的測量誤差，使測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到了保障。另外，數(shù)字化測量技術(shù)還有效地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的保存，使數(shù)據(jù)的安全性更高[2]。

3.2 提高了測量的自動化程度

數(shù)字化測量技術(shù)最為顯著的特點是有較強的自動化程度。該技術(shù)需要借助于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及計算機技術(shù)實現(xiàn)，通過計算機技術(shù)，測量人員能夠使用一些自動化軟件對測量目標(biāo)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確的分析，操作人員只需要對自動化軟件進行實時操作和處理，提高了數(shù)據(jù)出具處理的效率。需要注意的是，操作人員還要對自動化軟件的可靠性進行檢測。由于該技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性都比較高，在工程測量作業(yè)中，可以通過軟件系統(tǒng)對一些相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行自動識別，再進行分析定位，使測量信息的準(zhǔn)確性得到了保障。并且由于數(shù)字化測量技術(shù)大多為自動化操作，有效減少了人工操作造成的誤差，同時測量水平和測量效率均得到了提升，保證了后續(xù)施工作業(yè)的順利進行[3]。

3.3 得到的圖像信息更加豐富

在工程測量過程中，地圖分析是極其重要的環(huán)節(jié)之一，采用數(shù)字化測量技術(shù)能夠通過對地圖進行數(shù)字化分析，從而將其以一種立體化的形式清楚地呈現(xiàn)出來。該技術(shù)的應(yīng)用充分發(fā)揮了計算機對數(shù)據(jù)的自動化處理能力，將地圖坐標(biāo)及相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)以立體且直觀的方式呈現(xiàn)出來，同時還對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行了準(zhǔn)確的描述。與此同時，數(shù)字化測量技術(shù)所展示出的信息數(shù)據(jù)還包括測量目標(biāo)地理位置上所涉及的重要的地物、地貌以及相應(yīng)的節(jié)點。測制地圖的工作人員在進行地圖繪制時，采用數(shù)字化測量技術(shù)能夠進一步明確地圖上所展現(xiàn)的信息與現(xiàn)實環(huán)境之間所存在的差異性，并結(jié)合具體的情況繪制出較為準(zhǔn)確的施工圖，所得到的信息更加完善。因此也可認(rèn)為，工程測量中和地圖繪制中有效地應(yīng)用數(shù)字化測量技術(shù)，對提高測量結(jié)果有著極其重要的意義。

4 三維測繪技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 三維激光掃描儀

工程建設(shè)過程中，操作三維激光掃描儀，充分利用激光輻射建立相應(yīng)的三維空間地理信息坐標(biāo)，從而對各項具體數(shù)值進行有效定位，該儀器能夠迅速對三維坐標(biāo)進行測量和定位，工作效率和測量速度均得到了提升。此種掃描儀體積比較小，攜帶比較方便，操作步驟比較簡單，能夠?qū)σ恍┐篌w積物體進行精準(zhǔn)的測量，還能實現(xiàn)長距離的測量。在測量過程中有效地利用了激光射線進行測量，基本不會受到其他因素的干擾，因而使測量結(jié)果的準(zhǔn)確度也比較高。

4.2 全站儀

工程建設(shè)過程中，全站儀的應(yīng)用也充分應(yīng)用了三維測繪技術(shù)，其準(zhǔn)確度也比較高，尤其能夠?qū)Σ煌嵌?、不同距離進行有效的測量。通過全站儀能夠?qū)⑤^為清晰、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息自動顯示出來，并利用了多種不同的方法對數(shù)據(jù)信息進行了記錄和存儲，對于一些垂直角、水平角的測量中，全站儀發(fā)揮出了不可替代的作用。全站儀自身攜帶的程序比較豐富，能夠較好地滿足測量工作中的不同需求。但是，在實際測量過程中，如果測量水平面發(fā)生變化會對全站儀的測量結(jié)果造成一定的影響。所以，采用全站儀進行測量時，一定要對測量目標(biāo)和可能影響測量結(jié)果的因素進行全面的分析，將全站儀的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性[4]。

4.3 近景攝影的測量

目前，近景攝影測量在工程測量中的應(yīng)用也非常廣泛。近景測量的儀器種類繁多，如日常生活中常見的數(shù)碼測量相機、格網(wǎng)測量攝影機等，但是不論哪一種近景測量儀器，都能在較短的時間內(nèi)完成一些較多數(shù)據(jù)信息的采集工作，并且此種近景攝影測量方式基本不會受到測量環(huán)境的影響，尤其在一些施工條件比較差的環(huán)境中進行工程測量時，此近景攝影測量技術(shù)是比較適用的。另外，這是因為近景攝影測量能夠較好地實現(xiàn)動態(tài)測量，即對測量目標(biāo)實施跟蹤移動測量，準(zhǔn)確性較高，并且測量范圍較廣。

5 工程測量技術(shù)和三維測繪技術(shù)的發(fā)展前景

隨著城市規(guī)?；ㄔO(shè)的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的測量技術(shù)以及地圖繪制技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足城市建設(shè)的需求，這就需要相關(guān)人員進行更加深入的研究，以一種功能更加完善、準(zhǔn)確度更高的定位測量技術(shù)促進城市建筑工程測量工作的高效進行。數(shù)字化測量技術(shù)是傳統(tǒng)測量技術(shù)的優(yōu)化產(chǎn)物，此種技術(shù)將實時監(jiān)測技術(shù)、GPS 定位技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合到一起，促進了工程測量工作的順利進行。隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷深入，工程建設(shè)領(lǐng)域也會迎來廣闊的發(fā)展空間，工程測量技術(shù)要發(fā)揮出更大的效用，必須加強其實效性及精準(zhǔn)性的提升，這還需要相關(guān)專家以及學(xué)者加強對數(shù)字化測量技術(shù)的完善和優(yōu)化，將智能化技術(shù)、全球衛(wèi)星定位技術(shù)向著低門檻、高效能的方向進行優(yōu)化。而三維測繪技術(shù)目前已經(jīng)應(yīng)用在了更加廣泛的領(lǐng)域，但還需要相關(guān)研究人員不斷加強對衛(wèi)星技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等與高科技技術(shù)的聯(lián)合使用，將其與GPS 系統(tǒng)進行綜合應(yīng)用，將測量結(jié)果通過高質(zhì)量的GPS 形式準(zhǔn)確地呈現(xiàn)出來，從而促進我國建筑領(lǐng)域的長遠(yuǎn)發(fā)展。此外，還要加強對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)測量體系的革新及優(yōu)化，希望在未來能為我國建筑行業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

6 三維測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用案例

在某鐵路工程建設(shè)中，采用三維測繪技術(shù)進行工程測量時的測量作業(yè)內(nèi)容包括勘察設(shè)計測量、施工測量，具體包括施工線路測量、放樣測量、變形監(jiān)測等。測量人員采用了數(shù)碼航攝儀、機載激光雷達(dá)、地面激光掃描儀等進行了航攝作業(yè)，選取GNSS 接收機、全站儀、水準(zhǔn)儀等對地面作業(yè)進行測量。采用三維激光掃描儀、遙感測量儀進行了測量，中間結(jié)合使用了傾斜測量法，對整個工程建設(shè)情況進行了全面的測量，測量結(jié)果較為準(zhǔn)確，并且為后期施工提供了準(zhǔn)確的指導(dǎo)依據(jù)。

7 結(jié)語

建筑工程施工的過程中，要保證各施工環(huán)節(jié)的高效完成，相關(guān)工程測量人員要科學(xué)、合理地應(yīng)用工程測量技術(shù)和三維測繪技術(shù)，通過自動化的測量技術(shù)，有效減少人工操作所造成的誤差，這些先進的測量技術(shù)雖然保證了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，但是測量人員在應(yīng)用過程中也要及時對所存在的不足進行分析，希望能夠提出相應(yīng)的改進意見，從而對測量技術(shù)的應(yīng)用情況進行優(yōu)化和調(diào)整，使其更好地服務(wù)于工程測量領(lǐng)域，為促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展做好保障。