工程測量與三維測繪技術發(fā)展探討

蘇紅健 閆寶超

摘要：近年來，隨著國內建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，三維測繪技術在工程測量中得到了廣泛的應用，同時也為后期工程發(fā)展募定了堅實的基礎，是保障整體工程作業(yè)順利完成的重要輔助工具，三維測繪技術是以電子經緯儀、全站儀和近景攝影機等作為傳感器，在電子計算機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)，并給出有關運行軌跡和復雜形體的數(shù)字模型，被廣泛應用于重點工程項目，可有效促進工程發(fā)展。

關鍵詞：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過程中的各個階段，包括勘測、設計、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和國民經濟建設方方面面的應用科學，對工程的質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，對工程建設的要求也越來越高，同時建筑規(guī)模迅速擴張，這同時導致準確快速地進行工程測量的難度越來越高，因此在工程測量過程中，必須要積極結合運用測繪技術，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，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的勘測、設計、施工和管理等各個階段所采取的多種測量工作，例如設計測繪、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數(shù)據(jù)，為保證每隔工程建設階段都能順利開展，首先就應保障所有測量工作的成果品質。工程測量的主要任務為：（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區(qū)域內的地貌和物體匯成地形圖，并以數(shù)值標識工程建設所需數(shù)據(jù)，為工程建設提供設計圖紙和資料。（2）根據(jù)設計圖紙要求將擬定建筑物的位置和大小在現(xiàn)場標定出來，以此作為施工依據(jù)，根據(jù)施工要求進行各階段的測量作業(yè)，在工程結束后進行竣工測量，為工程驗收的維護管理和日后擴建提供數(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，并未建筑構架和地基研究提供一定數(shù)據(jù)支持。

二、三維測繪技術的發(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，這對工程建設提出了更高的要求，同時這也要求工程測量提供更加高效和準確的工程數(shù)據(jù)，為滿足現(xiàn)代工業(yè)生產要求，三維工業(yè)測繪技術應運而生，該測繪技術以電子經緯儀、全站儀、近景攝影機和三維激光掃描儀作為傳感器，在電子計算機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雜形體的數(shù)字模型。如下所示：

（一）電子經緯儀

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

（二）全站儀

全站儀可同時對角度和距離進行測量，屬于標準的三維測量儀器，全站儀的設計特點為水平角、垂直角、自動顯示斜距、自動計算鏡站的坐標、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、內存卡和串口通訊，可自動補償水平角和垂直角，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行整平。同時全站儀還可提供豐富的應用程序，例如導線測量、坐標放樣、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，結合激光測距原理，可以瞬間測得空間三維坐標值，具有如下特點：掃描速度較快、方便快捷、測距較長、測量準確、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面進行獨立掃描，不受大地水準面影響。

三、三維測繪技術的發(fā)展趨勢

（一）信息測繪技術的發(fā)展市場

現(xiàn)代工程測量正處于由地圖生產轉變?yōu)樾畔⒎諡橹鞯碾A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，指的是基于網絡環(huán)境下，充分利用空間和信息技術，為社會大眾提供實時靈活的地理信息綜合服務，它是在傳統(tǒng)測繪和數(shù)字化測繪后的另一個嶄新階段，具有信息應用社會化、信息服務網絡化、數(shù)據(jù)處理自動化和獲取數(shù)據(jù)實時化等諸多技術特征。在目前的形式發(fā)展下，三維測繪技術正在持續(xù)向數(shù)字化和高科技化的方向發(fā)展，其中3S技術是現(xiàn)代測繪技術的主要代表，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）信息測繪技術在工程測量領域的應用

將測繪技術與計算機有機結合，可促進測量技術快速發(fā)展，在工程測量技術得到保障前提下，將攝影測量技術同時應用在工程領域中，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用價值，還可利用這一技術加強野外控制點的聯(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用前景。

三、小結

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，無形中對工程建設提出了更高的要求，而工程測量在工程建設過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，三維測繪技術是現(xiàn)代工程測量技術的重大進步，其引導傳統(tǒng)測繪轉變?yōu)閿?shù)字化和信息化測繪，在工程測量中積極應用三維測繪技術，可有效提高工程測量的效率，確保工程測量的精確性，密切結合二者，以此實現(xiàn)工程建設的全面發(fā)展。

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