工程測量中三維測繪技術的應用探析

蔡聰聰

摘 要：隨著科學技術的快速發展，測繪技術以及工程測量技術都得到較快發展。工程測量的水平直接關系著我國的現代化建設，隨著工程建設不斷增多，對工程測量的要求越來越高。三維測繪技術的發展和應用，將大大提高了工程測量的水平，為工程建設提供精確的數據和精準的地圖，保證工程建設合理選址，促進工程建設的有序進行。本文分析三維測繪技術在工程測量中的應用特點，介紹了幾種三維測量技術在工程測量中的重要作用，以供參考。

關鍵詞：工程測量；三維測繪技術；應用

工程測量在我國各種各樣工程建設中都需要運用到，所以測量技術對于增加工程測量的準確性有著不可避免的重要意義。通過三維測繪技術這一先進的測繪技術，對于工程項目從設計規劃、具體施工到最后的完工運行實施有效的工程測量，極大促進了我國工程建設規模的擴大，為我國社會經濟發展、社會建設以及人民生活質量等方面的提升都發揮了巨大作用。

1 概述

工程測量指的是工程建設在設計規劃、施工以及經營管理等階段進行的測量工作。在工程的設計規劃階段，要求提供完整可靠的地形材料；在工程的施工階段，要按照規定的精度進行定線放樣工作；在經營管理階段，要進行建筑物的變形觀測，對建筑物的穩定性進行科學的判斷，在保證工程質量和安全使用的同時，對設計理論和施工方法的正確性進行驗證。工程測量的工作內容比較廣泛，主要包括城市測量、鐵路和道路測量、輸電線路和工業建設設計測量等。

三維測繪技術就是通過測量目標的空間三維坐標，確定三維目標的空間位置、幾何形狀和空間姿態，對目標進行三維重建并盡可能真實地在計算機上再現目標的技術。從目前的情況來看，我國的三維測繪大多屬于2+1維理論建立起的三維測繪體系，即利用二維確定目標的平面位置，一維確定目標的高度。

2 三維測繪技術在工程測量中的應用價值

在我國當前工程測量中包括了數字化測圖、工程完工的測量、城市測量等多種多樣的測量技術，我們通過長期的測量技術實踐發現，三維測繪技術在現代化測繪技術和工程測量中都有著重要的作用意義。

首先，順應了現代化工程測量的需求。傳統上的測繪技術都是采用的2+1維成圖方式展示，雖然這種從上往下俯瞰的地圖模式在一定程度上也能實現人們觀察工程測量的實際情況，

但是由于人對事物了解更擅長于運用三維視角和三維思維，這就使得工程測量需要更加全方面的測量數據，測量者迫切需要一種全面且技術的測繪技術來實現這一目的，三維測繪技術油然而生；其次，合理城市化規模建設的需求。我國當前許多城市為了適應經濟的快速發展全面進行著城鎮的建設和改造，在這些工程項目的建設和改造中，三維測繪技術的有效實施能夠給城市規劃和建設改造提供高效率技術支持，在工程測量時對原始設計圖紙進行三維設計，增強設計成圖的表現能力，加速城市規劃的進程；再次，現代化工程施工的需求。隨著我國建筑工程規劃設計越來越靠近一體化發展，對于工程的施工要求也越來越高。不同于傳統位于地面的建筑，現代化的建筑往往結構更加復雜和立體，比如中央電視臺、鳥巢等現代化建筑的建設和完工，都需要大量三維測繪技術來實現，以達到更加準確精密的工程設計。

3 工程測量中三維測繪技術的應用范圍

3.1 城市規劃方面

隨著社會經濟的不斷發展，城市化水平不斷提高，對城市發展有了全新的定位和規劃。

尤其是舊城改造規劃方面，工程測量的地位和作用越來越突出，關系著城市的現代化建設。

因而，為城市規劃和工程規劃服務的工程測量，應逐步實現三維測繪，為城市發展建設提供可靠依據。

3.2 工程設計方面

三維設計是新一代數字化、虛擬化、智能化設計平臺的基礎，與傳統的二維設計相比，三維設計使目標更加立體化、更形象化。在現代工程設計中，三維CAD軟件已逐漸普及，其可以在現狀圖的基礎上進行工程設計，并進行三維測繪的跟進。

3.3 工程施工方面

在工程施工方面，對工程的施工技術要求越來越高，工程量和工程的復雜性隨之增高。傳統的施工方法已經無法滿足現代工程的需要，現代工程，如鳥巢、水立方等大型建筑物的施工，通常采取立體式吊裝式施工，傳統的逐層施工已經無法滿足。因此，工程施工方面也需要實現三維測量，為施工的各個環節提供相應的數據依據。

4 三維測繪技術的具體應用

4.1 電子經緯儀

通過電子經緯儀進行測繪是眾多企業所選擇的方式，電子經緯儀的研制成功要追溯到20世紀80年代，它的特點是具有極強的記錄性，其首創性的自動顯示輸入數據的功能，被

廣大企業所認可接受。 其工作流程是將操作員錄入的信息進行保存記錄，可以針對此數據進行快速傳輸。 電子經緯儀是工程測量測繪技術領域的重大突破，向測繪技術的自動化方向發展前進了重要一步。與此對比，光學經緯儀是通過光電技術對數字進行顯示，轉而輸出其所得結果。

4.2 衛星定位測量系統

通過衛星定位測量系統進行測繪，與傳統的衛星定位方法的區別在于，衛星定位測量系統實現了真正的“三維測量”，其通過地心所繪的直角坐標而衍生出三維立體坐標，結合雙

頻定位導航方法，大幅提高了測量精準度，將誤差控制在毫米范圍。但在實際操作過程中，由于大地水準面的存在，操作人員往往錯誤的將此雙頻定位導航所出結果與傳統三維測繪結果進行相互轉化，發現誤差較大，進而盲目質疑結果的科學性，這一細節需要引起我們的注意。

4.3 全站儀

說到最為傳統的三維測量工具，就不得不提全站儀，作為最標準的測繪儀器，其具有以下鮮明特點：①它可以將計算所得數據自動進行排列顯示；②它可以提供多種數據記錄與儲存的方法；③它可以針對垂直角和水平角進行自動補償；④具備儀器常數和氣象改正的功能；⑤安裝了激光對點裝置；⑥極大的豐富了系統的導線測量、后側交會等應用程序；⑦消除了合作目標的測距。

4.4 近景攝影測量

近景攝影測量是一個依靠眾多攝影和攝像器械的測量方法，運用的測量儀器主要是半量測攝影儀器、 量測攝影儀器等，運用的攝像器材為 CCD 影儀等，其具備的特點主要包括：獲取大量測繪信息的瞬時性、在各種惡劣環境下保證測量質量的高適應性、可以在顛簸的運動狀態下繼續測量的穩定性。

5 三維測繪技術的精度分析

精度分析是三維測繪技術中的重要一個環節，在明白整個三維測繪技術的應用現狀以及運轉原理之后，我們需要對出現的問題進行精度分析，提出相應解決對策。整個系統的測量誤差方面，激光測距的作用較為明顯，要對掃描儀脈沖時嚴加控制，避免引起系統與測繪技術的不兼容所導致的故障。并且利用該項儀器確定具體測距誤差的大小，如果誤差是出現在掃描角上，就應該利用該儀器與實地的水平與垂直的掃描夾角，通過輕微的轉動改變角度來減少振動頻率，確定誤差具體范圍，做出實際測量中的精度分析。

總而言之，越來越復雜以及立體的工程建設使得在工程測量中的技術要求也愈發高漲，三維測繪技術在這樣的需求聲中應運而生，更加現代化、更加科技化以及更加數字化是未來三維測繪技術的發展方向，我們在現代化工程測量中應還結合工程建設項目的實際情況和需求，不斷實現三維測繪技術的壯大發展。

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