工程測量與三維測繪技術(shù)發(fā)展探討

蘇紅健 閆寶超

摘要：近年來，隨著國內(nèi)建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，三維測繪技術(shù)在工程測量中得到了廣泛的應(yīng)用，同時也為后期工程發(fā)展募定了堅實的基礎(chǔ)，是保障整體工程作業(yè)順利完成的重要輔助工具，三維測繪技術(shù)是以電子經(jīng)緯儀、全站儀和近景攝影機(jī)等作為傳感器，在電子計算機(jī)和軟件的支撐下形成的三維測量系統(tǒng)，可為工程測量提供快速和高精度的定位和測量數(shù)據(jù)，并給出有關(guān)運行軌跡和復(fù)雜形體的數(shù)字模型，被廣泛應(yīng)用于重點工程項目，可有效促進(jìn)工程發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工程測量;三維測繪;發(fā)展研究

工程測量指的是在工程建設(shè)過程中的各個階段，包括勘測、設(shè)計、施工和管理階段所開展的各項測量工作，是一門遍及國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)方方面面的應(yīng)用科學(xué)，對工程的質(zhì)量保障有著不言而喻的重要性。隨著現(xiàn)代社會公民的安全意識增高，對工程建設(shè)的要求也越來越高，同時建筑規(guī)模迅速擴(kuò)張，這同時導(dǎo)致準(zhǔn)確快速地進(jìn)行工程測量的難度越來越高，因此在工程測量過程中，必須要積極結(jié)合運用測繪技術(shù)，尤其是具有高精度和高效定位及數(shù)據(jù)測量能力的三維測繪技術(shù)，以此實現(xiàn)工程全面發(fā)展。

一、工程測量的闡述

工程測量指的是工程建設(shè)的勘測、設(shè)計、施工和管理等各個階段所采取的多種測量工作，例如設(shè)計測繪、地籍測繪、施工測量和竣工測繪等，以此提供各個階段所需的工程建設(shè)數(shù)據(jù)，為保證每隔工程建設(shè)階段都能順利開展，首先就應(yīng)保障所有測量工作的成果品質(zhì)。工程測量的主要任務(wù)為：（1）根據(jù)規(guī)定的符號和比例尺，通過幾何圖形和空間位置將工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)的地貌和物體匯成地形圖，并以數(shù)值標(biāo)識工程建設(shè)所需數(shù)據(jù)，為工程建設(shè)提供設(shè)計圖紙和資料。（2）根據(jù)設(shè)計圖紙要求將擬定建筑物的位置和大小在現(xiàn)場標(biāo)定出來，以此作為施工依據(jù)，根據(jù)施工要求進(jìn)行各階段的測量作業(yè)，在工程結(jié)束后進(jìn)行竣工測量，為工程驗收的維護(hù)管理和日后擴(kuò)建提供數(shù)據(jù)支持。（3）對于部分重要的建筑物，需在施工和運營期間采取變形觀測，以此明確建筑物的變形規(guī)律，確保施工和運營安全，并未建筑構(gòu)架和地基研究提供一定數(shù)據(jù)支持。

二、三維測繪技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況

隨著現(xiàn)代社會居民的建筑安全意識不斷增強(qiáng)，這對工程建設(shè)提出了更高的要求，同時這也要求工程測量提供更加高效和準(zhǔn)確的工程數(shù)據(jù)，為滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求，三維工業(yè)測繪技術(shù)應(yīng)運而生，該測繪技術(shù)以電子經(jīng)緯儀、全站儀、近景攝影機(jī)和三維激光掃描儀作為傳感器，在電子計算機(jī)和軟件支持下形成的三維測量系統(tǒng)，可高精度和高效率地實現(xiàn)測量與定位，并給出運行軌跡和復(fù)雜形體的數(shù)字模型。如下所示：

（一）電子經(jīng)緯儀

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，于19世紀(jì)期間就研發(fā)了電子經(jīng)緯儀，這種經(jīng)緯儀可以具有基礎(chǔ)自動化功能，可以實現(xiàn)自動顯示、記錄和傳輸數(shù)據(jù)等作用，電子經(jīng)緯儀的出現(xiàn)預(yù)示著自動化測角工作的開始，與光學(xué)經(jīng)緯儀相比，雖然有著相似的外觀結(jié)構(gòu)，但測角和讀數(shù)系統(tǒng)區(qū)別較大，電子經(jīng)緯儀采取了光電技術(shù)，可以數(shù)字的方式直接通過輸出端口輸出測量結(jié)果。

（二）全站儀

全站儀可同時對角度和距離進(jìn)行測量，屬于標(biāo)準(zhǔn)的三維測量儀器，全站儀的設(shè)計特點為水平角、垂直角、自動顯示斜距、自動計算鏡站的坐標(biāo)、平距和高程等數(shù)據(jù)，記錄和存儲數(shù)據(jù)的形式多樣，可采取PCMCIA卡、內(nèi)存卡和串口通訊，可自動補(bǔ)償水平角和垂直角，自動修正距離方面的氣象和儀器常數(shù)，以此提供數(shù)值或圖形形式的電子氣泡進(jìn)行整平。同時全站儀還可提供豐富的應(yīng)用程序，例如導(dǎo)線測量、坐標(biāo)放樣、后方交會和面積計算等，軟件可循序升級，且無合作目標(biāo)測距。

（三）三維激光掃描儀

三維激光掃描儀是近年來發(fā)展起來的一種三維測量儀器，主要通過高速激光發(fā)射器，結(jié)合激光測距原理，可以瞬間測得空間三維坐標(biāo)值，具有如下特點：掃描速度較快、方便快捷、測距較長、測量準(zhǔn)確、噪音較低，掃描控制選項較多，數(shù)據(jù)掃描精確度較高，普及運用較為廣泛，同時該儀器可以脫離水準(zhǔn)面進(jìn)行獨立掃描，不受大地水準(zhǔn)面影響。

三、三維測繪技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）信息測繪技術(shù)的發(fā)展市場

現(xiàn)代工程測量正處于由地圖生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒎?wù)為主的階段，簡單來說就是正在步入信息化測繪的階段，信息化測繪是一種全新的現(xiàn)代化測繪模式，指的是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，充分利用空間和信息技術(shù)，為社會大眾提供實時靈活的地理信息綜合服務(wù)，它是在傳統(tǒng)測繪和數(shù)字化測繪后的另一個嶄新階段，具有信息應(yīng)用社會化、信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)處理自動化和獲取數(shù)據(jù)實時化等諸多技術(shù)特征。在目前的形式發(fā)展下，三維測繪技術(shù)正在持續(xù)向數(shù)字化和高科技化的方向發(fā)展，其中3S技術(shù)是現(xiàn)代測繪技術(shù)的主要代表，代指全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS、遙感RS、地理信息系統(tǒng)GIS等。

（二）信息測繪技術(shù)在工程測量領(lǐng)域的應(yīng)用

將測繪技術(shù)與計算機(jī)有機(jī)結(jié)合，可促進(jìn)測量技術(shù)快速發(fā)展，在工程測量技術(shù)得到保障前提下，將攝影測量技術(shù)同時應(yīng)用在工程領(lǐng)域中，不但可以相互隔離物體，還可以減少工作量，同時能夠提高測量的精度和效率，還可呈現(xiàn)出品種多樣的現(xiàn)階段結(jié)果，能夠在目前的城市工程中一些比例尺較大的公路或鐵路地形測繪定位中，發(fā)揮傳統(tǒng)測量不具備的功能作用。同時在勘察大中城市方面具有較高的應(yīng)用價值，還可利用這一技術(shù)加強(qiáng)野外控制點的聯(lián)測工作，以此提升航測成圖效率，提高企業(yè)效益，從而實現(xiàn)工程攝影測量的信息化和數(shù)字化發(fā)展，所以有著較為廣泛的應(yīng)用前景。

三、小結(jié)

綜上所述，隨著現(xiàn)代社會對建筑工程安全意識的持續(xù)提高，無形中對工程建設(shè)提出了更高的要求，而工程測量在工程建設(shè)過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，三維測繪技術(shù)是現(xiàn)代工程測量技術(shù)的重大進(jìn)步，其引導(dǎo)傳統(tǒng)測繪轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化和信息化測繪，在工程測量中積極應(yīng)用三維測繪技術(shù)，可有效提高工程測量的效率，確保工程測量的精確性，密切結(jié)合二者，以此實現(xiàn)工程建設(shè)的全面發(fā)展。

作者簡介：蘇紅健，男，漢族，遼寧鐵嶺市，專科，遼寧中林建設(shè)工程有限公司，研究方向：測繪。