工程測量與三維測繪技術(shù)的發(fā)展探討

彭川

南充宏圖測繪有限公司 四川南充 637000

摘要：工程測量技術(shù)應(yīng)用廣泛，工程建設(shè)過程中的各種測量理論和方法都離不開工程測量技術(shù)的應(yīng)用，伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及社會生產(chǎn)力的逐步提高，各建設(shè)領(lǐng)域中對工程測量技術(shù)的應(yīng)用不斷深入，因此，研究工程測量技術(shù)對我國建設(shè)工程的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。三維測繪技術(shù)作為工程測量中的一項重點技術(shù)，其數(shù)據(jù)獲取實時化、數(shù)據(jù)處理自動化、信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的特點對于工程建設(shè)起到了非常重要的作用，備受人們的重視。本文首先就工程測量技術(shù)和三維測繪技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就工程測量技術(shù)和三維測繪技術(shù)的未來發(fā)展趨勢提出了自己的觀點和認(rèn)識，以供參考。

關(guān)鍵詞：工程測量；三維測繪；現(xiàn)狀；趨勢

1.引言

近年來，隨著社會生產(chǎn)力的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，工程建設(shè)的數(shù)量和難度也在不斷增大，為了提高工程建設(shè)的施工質(zhì)量，確保工程建設(shè)中測繪數(shù)據(jù)的可靠性，傳統(tǒng)的工程測量技術(shù)已無法滿足現(xiàn)代工程建設(shè)的技術(shù)要求，特別是對于施工場地大、施工環(huán)境復(fù)雜的重大工程項目，如水利工程、大型建筑、大型橋梁工程、隧道工程等，采用傳統(tǒng)的測量手段必然無法達(dá)到預(yù)期的施工目的，因此以現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)為主導(dǎo)的工程測量新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用于發(fā)展。現(xiàn)代工程測量技術(shù)包含多個領(lǐng)域，涉及了包括測繪、數(shù)字化測圖、工程竣工測量、變形監(jiān)測、交通工程測量、管線測量等多個內(nèi)容，直接為各項建設(shè)項目的勘測、設(shè)計、施工、安裝、竣工、監(jiān)測以及營運管理等一系列工程內(nèi)容服務(wù)，作為一門如此龐大的應(yīng)用科學(xué)，其重要性也不言而喻。三維測繪技術(shù)是工程測量中極具代表性的一種重要測量技術(shù)，它能對工程建設(shè)的自動化流程、施工過程控制、項目工程質(zhì)量檢驗與監(jiān)控等各個方面進(jìn)行快速、高效的定位和測量，并通過復(fù)雜、立體的數(shù)字模型的建構(gòu)，將工程運行的軌跡具體描繪出來，因此，三維測繪技術(shù)在工程測量應(yīng)用中也得到不斷推廣與迅速發(fā)展。工程測量和三維測繪技術(shù)的發(fā)展，對我國工程建設(shè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，因此，對其進(jìn)行深入地探討與研究十分必要，這就要求我們充分認(rèn)識工程測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并看清它們未來的發(fā)展趨勢，確保工程測量技術(shù)向正確的方向研究與發(fā)展。

2.工程測量與三維測繪技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 工程測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，工程測量技術(shù)主要是應(yīng)用于建筑、水利、礦山等大型工程建設(shè)的工程測量上，通常包含測量和放樣兩部分內(nèi)容，現(xiàn)代化測量技術(shù)的發(fā)展在測量和放樣的基礎(chǔ)上發(fā)生了模式轉(zhuǎn)換，形成了以動態(tài)、靜態(tài)為一體的綜合性建設(shè)模式，使整個施工流程、應(yīng)用領(lǐng)域也發(fā)生了本質(zhì)變化，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在城市規(guī)劃、土地資源的利用、交通規(guī)劃等多個領(lǐng)域的工作當(dāng)中。以現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)為主導(dǎo)的工程測量新技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)實現(xiàn)了多種方式的測量技術(shù)，如地理信息技術(shù)、全球定位技術(shù)和遙控技術(shù)等，這些先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用都工程建設(shè)起到的良好的助力作用，無論是前期的規(guī)劃設(shè)計，還是現(xiàn)場施工的各項指標(biāo)測量，以及施工過程的監(jiān)督管理，工程測量都在發(fā)揮著巨大的作用，是工程施工、設(shè)計乃至驗收都不可缺少的指導(dǎo)基礎(chǔ)。2.2 三維測繪技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

三維測繪技術(shù)是一種運用近景攝影機(jī)、電子經(jīng)緯儀、全站儀及三維激光掃描儀等傳感媒介，在電子信息技術(shù)和計算機(jī)通信技術(shù)的支持下形成的三維測量系統(tǒng)技術(shù)，隨著現(xiàn)代工程建設(shè)要求的不斷提高，三維測量技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景被普遍看好。目前，三維測繪技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀主要包括以下幾個方面。

（1）電子經(jīng)緯儀：電子經(jīng)緯儀的出現(xiàn)及使用時間較早，在19世紀(jì)80年代就已在工程測量中得到應(yīng)用，使用電子經(jīng)緯儀可以實現(xiàn)自動顯示、自動記錄和自動傳輸數(shù)據(jù)的功能，十分方便快捷。電子經(jīng)緯儀是在光學(xué)經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，較之于光學(xué)經(jīng)緯儀，光電技術(shù)的運用，可以使得電子經(jīng)緯儀通過輸出端口的數(shù)字顯示直接輸出測量結(jié)果，使得測量工作由傳統(tǒng)人工化向自動化發(fā)展邁進(jìn)。

（2）全站儀：傳統(tǒng)的測量方式是使用2+1維測量的形式，這種方式測量精度不高、面對復(fù)雜的環(huán)境很難實現(xiàn)全方位測量，而全站儀的應(yīng)用很好的解決了這些問題，用全站儀測繪，可以做到角度和距離同時測量，且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)自動顯示、自動計算鏡站高程、坐標(biāo)、平距數(shù)據(jù)等等；另外，全站儀在數(shù)據(jù)記錄和存儲方式上具有多樣性，在導(dǎo)線測量、坐標(biāo)放樣、懸高測量等方面有很好的軟件支撐，且相關(guān)軟件還可根據(jù)后期的發(fā)展需要進(jìn)行升級，從而保證測量工作更加專業(yè)化、精準(zhǔn)化。

（3）近景攝影測量：近景攝影測量是一種以數(shù)字信息、數(shù)字影像技術(shù)以及自控技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對近物距目標(biāo)物立體影像攝取的現(xiàn)代測量手段。它的特點是，被測目標(biāo)距離較近，一般在三百米以內(nèi)；測量信息的獲取較為迅速，如果不受外界因素干擾，可瞬間實現(xiàn)；測量的可靠性及準(zhǔn)確度也大大提高，這些特性使得近景攝影測量在國防建設(shè)、科研、重要工程的變形、自動生產(chǎn)線監(jiān)測、炮口沖擊波等量測方面廣泛應(yīng)用。

（4）三維激光掃描儀：三維激光掃描儀也是目前三維測繪技術(shù)應(yīng)用的一種測量儀器，其發(fā)展起步較晚，但更加先進(jìn)、高效，它主要通過高速激光發(fā)射器發(fā)出激光束來實現(xiàn)對被測物體三維坐標(biāo)值的測量，由于激光獨特的性能優(yōu)勢使得三維激光掃描儀具有超高速掃描、超長距離測量、高精度數(shù)據(jù)獲得以及不受水準(zhǔn)面精度影響等優(yōu)點。

3.工程測量與三維測繪技術(shù)的發(fā)展前景展望

3.1 工程測量技術(shù)的發(fā)展前景

工程測量技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)一步加快，行業(yè)發(fā)展不斷向自動化、集成化和智能化邁進(jìn)，工程測量技術(shù)必將迎來巨大的發(fā)展前景。

（1）精密化、大型化：隨著經(jīng)濟(jì)與科技的向前發(fā)展，工程建設(shè)逐漸呈多樣化、大型化，且對工程技術(shù)以及工程質(zhì)量要求進(jìn)一步提高，為保證工程建設(shè)的安全和質(zhì)量，就必須確保工程測量的精密性，因此就需要采用高精度的方式進(jìn)行測量，使得工程測量技術(shù)向特種精密工程測量和工業(yè)測結(jié)合發(fā)展，從而邁向精密化、大型化的發(fā)展趨勢，相信在工業(yè)和其他領(lǐng)域高標(biāo)準(zhǔn)的要求和推動下，精密工程測量必將得到飛速發(fā)展。

（2）有靜態(tài)測量向動態(tài)測量發(fā)展：隨著工程建設(shè)難度和力度進(jìn)一步加大，對工程測量的要求也在不斷變化，傳統(tǒng)的靜態(tài)測量已不能滿足現(xiàn)代化建設(shè)的要求，這就使得工程測量必然向動態(tài)化轉(zhuǎn)變，其中激光測量技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了由靜態(tài)向動態(tài)的轉(zhuǎn)變。激光測量技術(shù)通過采用高速激光掃描測量的方式，快速獲取被測空間對象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)從靜態(tài)的點測量到動態(tài)的實時跟蹤測量，最后實現(xiàn)三維立體測量。由于激光束的特有性能，使得激光測量具有快速性、非接觸性、穿透性，主動性、數(shù)字化等優(yōu)點，會成為未來工程測量技術(shù)發(fā)展的主要方向。

（3）衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)：衛(wèi)星定位和全站儀集成技術(shù)在3D測量技術(shù)中得到的廣泛應(yīng)用，同時也是工程測量技術(shù)未來發(fā)展的一個重點。傳統(tǒng)測量技術(shù)各方面的限制因素態(tài)度，不能保證精確度，并且在一些環(huán)境復(fù)雜的情況下很難發(fā)揮其應(yīng)有的作用，而衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)不需要地面進(jìn)行控制，在不受到遮蔽的情況下，能快遞的進(jìn)行測量，并且對于溫度、氣候等因素表現(xiàn)出良好的抗干擾性，因此，衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)改變了傳統(tǒng)測繪技術(shù)所不能彌補的缺點，會得到廣泛應(yīng)用。

3.2 三維測繪技術(shù)的發(fā)展前景

現(xiàn)階段的工程測量技術(shù)的應(yīng)用，主要都體現(xiàn)在三維測繪技術(shù)方面，三維測繪技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為工程測量提供了重要保證，是現(xiàn)階段工程測量發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù)。

（1）測量技術(shù)與定位技術(shù)精密結(jié)合：未來的三維工程測繪將更趨向于全方位立體式測量，并由靜態(tài)向動態(tài)發(fā)展，采用與高精度空間定位技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展趨勢可以快速實現(xiàn)這一要求，特別是GPS技術(shù)應(yīng)用以來，三維測繪逐步從靜態(tài)測量發(fā)展到動態(tài)測量，作用范圍從地球局部區(qū)域擴(kuò)展到全球區(qū)域，研究對象從地球表面幾何形態(tài)深入到地球內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)，應(yīng)用大地測量技術(shù)對地殼運動和海平面變化進(jìn)行精確監(jiān)測和研究，及時對因環(huán)境變化而產(chǎn)生的自然災(zāi)害做出精確預(yù)報將受到普遍的重視。

（2）數(shù)字信息化發(fā)展趨勢：隨著科技與經(jīng)濟(jì)大的快速發(fā)展，三維測繪技術(shù)會逐步向數(shù)字信息化測繪發(fā)展。數(shù)字信息化測繪是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，充分利用空間技術(shù)和信息技術(shù)，實現(xiàn)快速靈活地為社會經(jīng)濟(jì)提供地理信息綜合服務(wù)的一種現(xiàn)代化測繪模式，它是繼傳統(tǒng)測繪和數(shù)字化測繪后，測繪發(fā)展的一個新階段，它具有數(shù)據(jù)獲取實時化、數(shù)據(jù)處理自動化、信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、信息應(yīng)用社會化等特征，在這樣的形勢下，三維測繪技術(shù)會逐漸向著高科技和數(shù)字化方向發(fā)展。

（3）“3S”技術(shù)發(fā)展前景廣闊：“3S”技術(shù)即GPS、GIS、RS，其中GPS技術(shù)可以提供準(zhǔn)確的目標(biāo)空間位置，便于工程建設(shè)的準(zhǔn)確定位；GIS技術(shù)主要便于建立多源數(shù)據(jù)信息模型，建立工程項目信息管理系統(tǒng)，綜合管理工程建設(shè)項目的設(shè)計、沉降監(jiān)測、開采以及礦區(qū)土地復(fù)墾和環(huán)境評估，對多種來源的時空數(shù)據(jù)綜合考慮、處理和實施集成化與動態(tài)管理；RS技術(shù)主要是進(jìn)行礦區(qū)地形圖測繪工作，開展土地資源調(diào)查、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查等。“3S”技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外工程測量技術(shù)發(fā)展的重要趨勢，三種技術(shù)在功能上相互補充，只有建立一個統(tǒng)一的平臺，讓他們充分發(fā)揮優(yōu)勢，才能實現(xiàn)工程測量的精準(zhǔn)性。

4.結(jié)束語

工程建設(shè)離不開測繪技術(shù)，工程測量與三維測繪技術(shù)在工程建設(shè)中具有十分重要的作用，因此，研究工程測量技術(shù)，并對工程測量中的主導(dǎo)技術(shù)三維測繪技術(shù)進(jìn)行深入探究，顯得十分必要，隨著三維測繪技術(shù)在工程測量中的深入發(fā)展與應(yīng)用，工程測量將變得更加數(shù)字化、自動化和信息化，對工程建設(shè)的發(fā)展具有重大而又深遠(yuǎn)的意義。

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