三維測繪技術與工程測量技術的應用與發(fā)展

重慶交通職業(yè)學院 羅天宇

前言

隨著我國經(jīng)濟建設迅猛發(fā)展，我國三維測繪技術與工程測量技術取得長足發(fā)展與提升。目前，我國多數(shù)建筑企業(yè)已經(jīng)成功將三維測繪技術與工程測量技術應用到工程測量中去。通過對存在弊端問題的分析，結合三維測繪技術與工程測量技術的實際應用情況，對其二者的未來發(fā)展與創(chuàng)新提高進行展望性論述，為提高我國建筑工程質(zhì)量奠定堅實基礎。

一、三維測繪技術概述與現(xiàn)狀

三維測繪技術照比以往的工程測量技術尤其鮮明的層次性與立體性，是計算機技術與數(shù)字三維技術的有機結合。三維測繪技術的實質(zhì)就是通過相應的技術方式對測量物進行三維坐標確立，并根據(jù)三維坐標對該測量物的所處位置、空間環(huán)境、具體形狀進行準確構建與呈現(xiàn)。其中，測量目標的構建與呈現(xiàn)主要通過將該信息輸入到計算機內(nèi)，再由計算機相應的程序軟件進行三維坐標還原，完成對該測量目標的真實還原目的?，F(xiàn)階段，我國工程測量中主要采用的三維測繪模式為2+1維理論的三維測繪體系。即：兩維確定測量物的平面位置，一維定位測量物的實際高度。但隨著我國工程建筑測量領域的不斷發(fā)展，目前2+1三維測繪模式已經(jīng)無法滿足更為深層次化的工程測量需求。因此，我國三維測繪技術的現(xiàn)狀處在探索發(fā)展與技術創(chuàng)新的實質(zhì)階段。

二、三維測繪技術的應用

（一）全站儀與近景攝影測量

首先，全站儀是較為系統(tǒng)且標準的三維測量儀器，對測量目標的各個角度與實際距離可以進行精準測量。主要具有以下特點：第一、能夠更為清晰的數(shù)據(jù)信息進行自動顯示；第二、在數(shù)據(jù)存儲與記錄方面方法較多，不再簡單、單一；第三、對水平角與垂直角進行自動彌補，完善不足之處；第四、添加較多應用程序，使測量工作不再片面化，促進豐富化形成。但在實際工程測量應用中，全站儀在2+1三維測繪模式中會受到大地水平面精確度的影響，這樣就造成了相對測量誤差的產(chǎn)生。因此，在實際應用全站儀時應該結合測量目標實際情況完善其弊端性，發(fā)揮其優(yōu)勢性。其次，近景攝影測量是現(xiàn)階段我國部分工程施工測量中較為常用的三維測繪方式。近景攝影測量主要包括格網(wǎng)測量攝影機、測量定位攝影機、高端數(shù)碼測量相機與相關電視攝影機等。其特點主要為：第一、能夠在較短時間內(nèi)獲得大量的測量數(shù)據(jù)與信息；第二、對測量環(huán)境無任何要求，適合各種惡劣的測量環(huán)境；第三、支持動態(tài)測量，在目標測量時可以進行跟蹤移動，增進了運動測量效果。在實際的工程測量作業(yè)中，近景攝影測量可以對具體測量目標進行近化全景測量，極大增加了測量數(shù)據(jù)的準確性與全面性。

（二）三維激光掃描儀

三維激光掃描儀是通過激光輻射構成目標三維坐標，并對其相關數(shù)值進行定位，其原理是根據(jù)激光測距，這種技術可以在較短的時間內(nèi)完成三維坐標定位與測量。圖-1為三維激光掃描儀：

圖1 為三維激光掃描儀

其特點主要體現(xiàn)如下：第一、在進行激光掃描時速度較快，這對提高測量效率起到較強的推動效果；第二、三維激光掃描儀體積較小，在工程測量時便于攜帶，其操作也較為簡單，不具備較深的復雜性；第三、更夠?qū)w積與長度較大的測量目標進行測量，其測量距離相對較長并精準度極高；第四、在掃描控制方面可以進行模式多樣選擇，不再局限一格；第五、激光掃描儀的激光射線具有較高的科技性，不受大地水準面的精度制約，使測量結果的精準度大幅度提升。因此，三維激光掃描儀是現(xiàn)今乃至未來我國工程測量中應用與發(fā)展的主要三維測繪技術之一[1]。

三、三維測繪技術的發(fā)展遠景

隨著時代的變遷與科技水平的不斷提升，我國的三維測繪技術在長期的應用實踐中取得實質(zhì)性的發(fā)展與提高?，F(xiàn)階段，三維測繪技術不再單一片面的局限于工程測量，而是向著更為廣泛的涉及應用與發(fā)展空間轉(zhuǎn)型。因此，三維測繪技術應該結合網(wǎng)絡信息技術、數(shù)字化智能技術與衛(wèi)星技術等，通過搭建“全球網(wǎng)絡定位平臺”即GPS系統(tǒng)，實現(xiàn)三維測繪技術的綜合性提升，并在不同的應用領域開花結果。因此，未來發(fā)展中三維測繪技術應該以更為優(yōu)化的GPS形式呈現(xiàn)出來，并對其不斷完善與優(yōu)化，為服務與促進我國經(jīng)濟建設發(fā)展奠定堅實的保障基礎。

四、工程測量技術概述與現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國建筑工程建設已經(jīng)發(fā)展到相對規(guī)模階段。其中，尤為重要的是工程測量作業(yè)。工程測量作業(yè)是對整體工程進行標準的測量定位，對整體工程的施工建設與未來趨勢起到至關重要的影響作用[2]。因此，針對我國現(xiàn)階段建筑工程行業(yè)實際發(fā)展情況，結合現(xiàn)場工程施工環(huán)境，采用具有先進性的數(shù)字化繪制技術尤為重要。數(shù)字化測量技術主要在計算機技術與媒體技術的基礎上，對其具體工程項目進行科學、合理的測量分析。通過將其測量數(shù)據(jù)進行自動化、標準化的測量分析，并可以得出相對精準的測量結果。

五、工程測量技術的應用

（一）提高測量目標的精準度

數(shù)字化測量技術是在傳統(tǒng)的測量技術基礎上進行現(xiàn)代化的改進與創(chuàng)新，具有較高的精準度，是工程測量與工程施工建設的重要參考依據(jù)和基礎保障。在進行實際的工程測量時，可以采用先進的數(shù)字化測量技術對該工程的具體方位與要求進行科學、合理的有序測量，在進行工程測量數(shù)據(jù)采集時，可以通過全站儀器自動計算碎部點坐標，這樣可以大幅度的較少因人為因素造成的誤差與失誤，進而保證了測量數(shù)據(jù)的準確性。其次，在數(shù)字化測量技術進行工程測量時，可以通過定向的儲存器對其數(shù)據(jù)進行必要保存。這一點遠遠超高與傳統(tǒng)的人工記錄方式，不僅提高了測量效率還節(jié)省了人力資源。使相對復雜且繁瑣的測量工作變的現(xiàn)代化與輕松化[3]。

（二）實現(xiàn)自動化提高性能

首先，自動化穩(wěn)定程度是數(shù)字測量技術的主要優(yōu)點，相比傳統(tǒng)的測量技術，數(shù)字化測量技術主要采用計算機與網(wǎng)絡信息一體化來完成。計算機可以對其測量目標數(shù)據(jù)與信息進行分析，該過程由計算機內(nèi)部的自動化軟件程序進行處理完成。因此，基于計算機自動化軟件的發(fā)揮處理，實現(xiàn)了數(shù)字化測量技術的自動化流程。其次，由于數(shù)字化測量技術由計算機軟件控制，且穩(wěn)定與安全性能較高。數(shù)字化測量技術在進行工程測量時，主要是通過計算機數(shù)字化技術，在進行數(shù)字化自動測量中，該軟件系統(tǒng)可以對選中的圖標與數(shù)據(jù)信息進行自動識別與分析定位等。進一步保障了該數(shù)據(jù)信息的精準性，使地圖更加完整和美觀。最后，通過使用數(shù)字化測量技術不僅實現(xiàn)了工程測量的自動化，也避免了人工測量造成的誤差，大大提升了測量效率，為下一步工程施工奠定堅實基礎。

（三）實現(xiàn)圖形信息豐富化

數(shù)字化測量技術的實質(zhì)作用是使工程測量中的地圖分析變得更加立體化與呈現(xiàn)化。由于數(shù)字化測量技術采用計算機信息技術，在進行地圖坐標與信息數(shù)據(jù)分析時可以對其呈現(xiàn)方式更為立體化與層次。并對該信息數(shù)據(jù)的描述更加明朗與清晰。其次，數(shù)字化測量技術可以對該地理位置上各個特殊節(jié)點與關鍵單位進行數(shù)字化展示。在繪制地圖中可以清晰明了的將地圖與實際環(huán)境中的差異化呈現(xiàn)出來，進而使圖形信息更加全面、完善與規(guī)范。因此，數(shù)字化測量技術的應用有利于工程測量與繪制地圖的豐富性、實用性[4]。

六、工程測量技術的發(fā)展遠景

未來城市性規(guī)模建設不能單一片面的地圖繪制與簡單測量，而是要求更為精準與功能性的定位測量。數(shù)字化工程測量技術的實質(zhì)就是通過自身技術的不斷完善，逐步將衛(wèi)星定位、全球網(wǎng)絡、實時監(jiān)測進行三位一體的有效結合，發(fā)揮其最大功效完成測量任務。我國現(xiàn)階段處于經(jīng)濟建設高速發(fā)展時期，工程建筑作為經(jīng)濟建設發(fā)展的重要組成部分，有其鮮明的重要性與意義性。未來的工程測量領域?qū)⒏幼⒅財?shù)字化測量技術的時效性與優(yōu)化性。因此，應該，按照“與時俱進、緊跟時代”的發(fā)展潮流，對數(shù)字化測量技術的應用體系進行創(chuàng)新與優(yōu)化，整合與利用更為先進得智能化、定位化與全球化技術，對現(xiàn)有測量網(wǎng)絡體系進行完善更新與基礎鞏固，以更加飽滿的姿態(tài)應對我國未來工程建筑領域的發(fā)展與挑戰(zhàn)。

結論

綜上所述，建筑工程項目施工中工程測量的核心實質(zhì)是穩(wěn)固、精準、存儲。而工程測量技術與三維測繪技術能夠有效解決相關問題。在工程測量實際作業(yè)中合理應用三維測繪技術與工程測量技術，通過對建筑工程項目施工中工程測量作業(yè)實現(xiàn)自動化、智能化，可以有效預防與避免人工測量造成誤差的產(chǎn)生，進而為保證工程施工的順利開展打下重要的保障基礎。