淺析三維測繪技術在工程測量中的應用與發展

孟巖 張強

摘要：近年來，在科技進步和社會發展的驅動下，當前工程測量的技術不斷提高，應用領域也更加廣泛，例如在道路橋梁施工放樣、地籍圖測繪、三維建模和地形圖測量等工程中都得到深入的應用。三維測繪技術作為先進的測量技術，具有精準度高、數據全面等優點。三維測繪技術可以從理論和實踐上都促進工程測量的發展，本文介紹三維測繪在工程測量上的應用，通過案例來分析三維測繪在工程測量上應用的優勢和不足，僅供參考。

關鍵詞：三維測繪;掃描全站儀;工程測量

近年來，在科技進步和社會發展的驅動下，當前工程測量的技術不斷提高，應用領域也更加廣泛。工程測量學是測量學的一個分支，主要應用于國民經濟建設這一領域，工程測量作為一門應用學科，在一定程度上工程測量促進了國民經濟的發展，同時工程測量也經歷了從簡單到復雜、從手工操作到測量的自動化、從一般測量到精密測量的發展過程。工程測量技術經過長時間的不斷積累和改進，已經得到質的飛躍和提高，因此工程測量的技術含量不斷提高和加強，其應用領域也在不斷擴大，例如在道路橋梁施工放樣、地籍圖測繪、三維建模和地形圖測量等工作的實際進展過程中，能夠應用高新的工程測量技術去完成工作。為促進我國社會經濟的進一步發展，將新型數字化工程測量技術應用在實際測繪工程測量工作中，就需要結合三維測繪技術對工程測量進行完善和提高，用以提升工程測量的質量，[1]本文研究工程測量結合三維測繪技術的應用，并分析工程測量結合三維測繪技術的利弊。

1三維測繪技術

1.1三維測繪技術的概念

三維測繪技術主要從“2+1”維技術發展而來，其利用傳統的“2+1”維理論，在此基礎上構建更加完善的三維測量體系，使測量更加精準、全面和形象。在三維測繪過程中需要應用衛星定位測量系統（GPS）、三維激光掃描儀以及全站儀等穩定性高的儀器。隨著數字攝影測量技術的全面普及，工程測量中逐漸應用攝影測量技術，其能夠提供更加精確、科學、合理的測量數據，而且打破地形的限制，提高工程項目建設質量。

1.2三維測繪技術的內容

三維測繪技術主要包括有三維激光掃描技術、立體測圖衛星技術和全景真三維影像技術三種類型。

1.2.1三維激光掃描技術

三維激光掃描技術以掃描儀載體可分背包式三維激光掃描儀、車載激光掃描儀、和手持式三維掃描儀等，其能夠在不與物體直接接觸的情況下獲取數據信息。背包式三維掃描儀主要應用于不動產調查中，針對使用常規的RTK、全站儀等設備容易出現數據采集不全，調查效率緩慢的問題，其背包式三維掃描儀可以同時采集室內外環境的點云數據，然后再利用內業軟件對其進行不動產權籍圖的繪制。車載激光掃描儀主要應用于公路勘測設計中，其增加了數據采集能力和范圍，提高了現場數據獲取的效率。手持式三維掃描儀應用于多個方面，采用手持式三維掃描儀可以隨時隨地的進行數據采集，方便、靈活，解決傳統的數據采集方式受限于儀器的大小，重量的問題等。

1.2.2立體測圖衛星技術

三維測繪技術一開始是用來研究人員實現對衛星數據的監控，但由于其精準度高、穩定性強、數據全面、獲取數據輕松等優點，因此被逐漸發展并應用到其它測量領域，為推動其它行業測量提供基礎。

1.2.3全景真三維影像技術

全景真三維影像技術是將遙感與攝影相結合而形成的新測量技術，其能夠在較大的范圍內獲取地物的三維坐標，對其獲得的數據通過圖表的形式進行傳送，能夠幫助工作人員減少工作量，提升他們的工作效率。

1.3三維測繪技術的發展

三維測繪技術的發展主要表現在三個方面，一是展現在衛星定位測量系統上，其系統實現了真正意義上的三維測量，經過驗證其具有極高的測量精度。二是展現在全站儀上，全站儀能同時對距離和角度進行測量，并實現對相關數據的計算和自動顯示。[2]三是展現在三維激光掃描儀上，它具有高效的掃描速度和高精度的點位信息和密度，因此其在工程測量上應用很廣泛。

2三維測繪技術在工程測量中的應用

如今，在工程測量中應用比較廣泛的技術就是三維測繪技術。三維激光掃描技術作為三維測繪技術中應用廣泛的技術，以徠卡Nova.MS60掃描式全站儀掃描河道斷面為例。

2.1河道地形外業掃描

采用河道兩岸架站掃描，框選需掃描的河道區域，進行快速點云獲取;遠距離可采用超遠距離格網掃描，設置掃描區域與掃描方法相同;不同站數據采集完成后，可現場在3D瀏覽器中三維瀏覽，查缺補漏。

2.2河道地形內業處理

采用Infinity軟件處理外業掃描的數據，可直觀看到兩個設站點，橋梁和河堤也直觀體現。通過Infinity軟件的點云去噪功能把干擾物“橋梁”刪除，對河道地形生成等高線。并將等高線單獨顯示，導出CAD格式.DWG和.DXF，用于第三方軟件進行地形圖編輯。徠卡NovaMS60掃描式全站儀完全適用于地形測量，尤其是河道斷面測量，外業利用其優勢的掃描功能輕松獲取大量點云，體現河道真實場景，相比以前人工打點省時省力;儀器本身全站儀的功能設站后掃描，省去人工拼接點云的步驟，實現隨時搬站隨時掃描，且1km的掃描距離可實現快速測量河道模型;內業自動生成等高線，Infinity軟件可一步到位生成等高線，減少內業繁瑣步驟，提高效率。

3工程測量結合三維測繪技術的利弊

在工程測量中，引入三維測繪技術具有以下優勢。隨著現代建筑項目施工難度的不斷增加，三維測繪技術因具有良好的實用性，能夠將一些復雜的項目設計圖進行簡化，使模型效果更加清晰明顯，還可以對設計的范圍進行一個適當的定位，避免施工單位偏離原來的設計方案，給技術人員提供了工程具體的規劃路線，推進了我國工程建設的發展。但是工程測量在結合三維測繪后也會帶來一些弊端，因為三維測繪技術在儀器等方面發展比較成熟，但其出現的時間較晚，導致還沒有形成比較完善的理論依據，并且三維技術在制度規范方面還存在有待改善的問題，還需要相關部門去完善和管理。

4結語

在現代化社會建設過程中，工程建設是至關重要的部分，三維測繪技術可以提高建設質量的重要技術手段，對工程測量的作用是巨大的，為了促進我國的現代化工程建設質量的提升，提高工作單位的市場競爭力，就要不斷專研和更新三維測繪技術，明確三維測繪技術在工程測量中的自我定位和發展方向。

參考文獻：

[1]徐則中，莊燕濱.三維建模系統的綜述[J].測繪通報，2008（2）：1619.

[2]李星.淺析三維測繪技術與工程測量的發展[J].城市建設理論研究（電子版），2017（9）：153155.

[3]蔣霖.虛擬現實技術在《工程測量》教學中的應用[J].大眾科技，2012，14（12）：117118.

遼寧方大測繪科技有限責任公司