導(dǎo)語(yǔ)：工程測(cè)量與三維測(cè)繪技術(shù)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，對(duì)工程測(cè)量的效率質(zhì)量與測(cè)繪技術(shù)水平提出了更高的要求。傳統(tǒng)的工程測(cè)繪技術(shù)已無(wú)法切實(shí)滿足工程測(cè)量的要求，制約了工程的建設(shè)和發(fā)展。因此，文章重點(diǎn)探討了三維測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用，旨在為推動(dòng)工程測(cè)量領(lǐng)域的現(xiàn)代化發(fā)展，以及加強(qiáng)各項(xiàng)新型測(cè)繪技術(shù)的推廣普及力度助力。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量；三維測(cè)繪技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀

1三維測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量領(lǐng)域中的應(yīng)用

1.1滿足三維視圖需求。在工程測(cè)量領(lǐng)域早期發(fā)展階段中，受到技術(shù)限制，多數(shù)工程項(xiàng)目普遍采取2+1維地圖形式，僅能以高空向地面俯瞰的視角顯示工程現(xiàn)場(chǎng)地面情況與測(cè)量目標(biāo)信息，難以直觀地呈現(xiàn)工程地勢(shì)地貌與建筑體的立體構(gòu)造情況。為解決這一問(wèn)題，部分企業(yè)選擇重復(fù)開(kāi)展工程測(cè)量作業(yè)，從多個(gè)角度切入，做到對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、工程各部件構(gòu)造的立體化觀察，但測(cè)量工作量較大。簡(jiǎn)而言之，2+1維地圖形式較為落后，無(wú)法準(zhǔn)確表達(dá)全部測(cè)量信息，且部分測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性有待考究。應(yīng)用三維測(cè)繪技術(shù)，有效克服了以上技術(shù)難點(diǎn)，可以從三維角度切入，直觀、立體、全面地展示工程現(xiàn)場(chǎng)情況、建筑物構(gòu)造形式與工程各部位情況，在工程測(cè)量領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用和普及，可開(kāi)展河道測(cè)繪、基礎(chǔ)地形測(cè)繪、隧道地下工程結(jié)構(gòu)測(cè)繪、體積計(jì)算等工作。同時(shí)，在應(yīng)用三維測(cè)繪技術(shù)時(shí)，還可以輔助人工對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)情況與建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，構(gòu)建三維現(xiàn)場(chǎng)虛擬模型，從而降低人為因素對(duì)工程測(cè)繪質(zhì)量、測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性造成的影響系數(shù)。1.2工程設(shè)計(jì)施工。隨著施工技術(shù)體系的不斷完善，各類建筑工程的結(jié)構(gòu)普遍呈現(xiàn)出復(fù)雜化發(fā)展趨勢(shì)，不但對(duì)施工技術(shù)水平有著較高要求，高空作業(yè)量與吊裝作業(yè)量有所增大，而且對(duì)工程測(cè)量質(zhì)量提出了更高的要求。在這一工程背景下，應(yīng)用三維測(cè)繪技術(shù)可以直觀地呈現(xiàn)建筑立體結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場(chǎng)情況，或是構(gòu)建三維建筑模型、打造設(shè)計(jì)平臺(tái)，為工程施工方案的設(shè)計(jì)提供信息支持。此外，在工程施工階段中，運(yùn)用新型測(cè)繪技術(shù)可以加強(qiáng)施工質(zhì)量與技術(shù)管理水平、效率。例如，在國(guó)家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢）、中央電視臺(tái)等工程建設(shè)施工過(guò)程中，由于建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、造型獨(dú)特，因此需要開(kāi)展大量的高空與吊裝作業(yè)。應(yīng)用三維測(cè)繪技術(shù)，可以快速、精細(xì)地獲取各項(xiàng)工程測(cè)量數(shù)據(jù)，為具體施工活動(dòng)的開(kāi)展提供明確的參照。1.3城市規(guī)劃。近年來(lái)，我國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)程加快，部分老舊城區(qū)的城市規(guī)劃不合理、與城市發(fā)展情況和需求不符，或是選擇規(guī)劃全新的城市中心區(qū)域。因此，各級(jí)地方政府往往會(huì)制訂舊城區(qū)改造規(guī)劃方案與新建規(guī)劃方案。在規(guī)劃方案制訂環(huán)節(jié)和規(guī)劃圖紙繪制的過(guò)程中，對(duì)各項(xiàng)三維測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，可以快速、準(zhǔn)確地獲取規(guī)劃城區(qū)范圍內(nèi)的各項(xiàng)測(cè)量信息，如地勢(shì)地貌結(jié)構(gòu)、河流水域走向、障礙物與建筑物分布位置等，為城市規(guī)劃方案的編制提供相關(guān)測(cè)量信息。同時(shí)，工作人員還可以選擇直接在舊有設(shè)計(jì)規(guī)劃圖紙上開(kāi)展三維繪制作業(yè)，在短時(shí)間內(nèi)即可完成圖紙繪制工作，且圖紙具有極為優(yōu)異的表現(xiàn)能力。

2三維測(cè)繪技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1電子經(jīng)緯儀。電子經(jīng)緯儀是一種應(yīng)用較為廣泛的測(cè)量設(shè)備，也是將計(jì)算、光、電、機(jī)進(jìn)行一體化處理、且具有較高測(cè)量精度的光學(xué)儀器。與傳統(tǒng)的光學(xué)經(jīng)緯儀等設(shè)備相比，電子經(jīng)緯儀充分融入了電子細(xì)分技術(shù)及濾波技術(shù)，讀數(shù)系統(tǒng)得到明顯改進(jìn)，可以根據(jù)工作人員提前輸入的控制指令，或是基于程序運(yùn)行準(zhǔn)則，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化與自動(dòng)化讀取。同時(shí)，電子經(jīng)緯儀還具有自動(dòng)修正等功能，在工程測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)儀器測(cè)量精度受到環(huán)境因素影響而出現(xiàn)指標(biāo)差、橫軸誤差或是視準(zhǔn)軸誤差等問(wèn)題時(shí)，電子經(jīng)緯儀可以自動(dòng)對(duì)所產(chǎn)生誤差進(jìn)行修正處理。在應(yīng)用這項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)時(shí)，工作人員僅需提前向電子經(jīng)緯儀中輸入所設(shè)置的距離角度等測(cè)定值，電子經(jīng)緯儀即可自動(dòng)開(kāi)展各項(xiàng)工程測(cè)量作業(yè)、快速在屏幕上顯示測(cè)量結(jié)果。隨后，系統(tǒng)還將自動(dòng)對(duì)所獲取測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄備份，多數(shù)測(cè)量步驟均可由設(shè)備自動(dòng)完成，并將工程測(cè)量作業(yè)時(shí)間縮短在較短范圍內(nèi)。2.2三維激光掃描。三維激光掃描系統(tǒng)由配套軟件、三維激光掃描儀等設(shè)備組成，具有測(cè)繪效率高、測(cè)量精度高、無(wú)接觸性、主動(dòng)化程度高等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，做到了對(duì)單點(diǎn)測(cè)量方式的有效轉(zhuǎn)變，采取高速激光掃描測(cè)量方式，可以在短時(shí)間內(nèi)獲取工程測(cè)量區(qū)內(nèi)的各處點(diǎn)位三維空間坐標(biāo)，隨后，將已知三維空間點(diǎn)位信息導(dǎo)入配套數(shù)據(jù)庫(kù)與軟件中，即可構(gòu)建測(cè)量對(duì)象的三維影像模型。掃描儀將基于激光測(cè)距原理，對(duì)測(cè)量對(duì)象的相關(guān)信息進(jìn)行采集記錄。隨后，在所構(gòu)建模型中復(fù)制各項(xiàng)數(shù)據(jù)點(diǎn)，直觀地呈現(xiàn)測(cè)量對(duì)象的空間信息。與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，三維激光掃描儀可以同時(shí)對(duì)大量數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行采集、復(fù)制，還可以在無(wú)文檔工作條件下，將測(cè)量對(duì)象的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合與編輯處理，將其轉(zhuǎn)換為曲線數(shù)字模型。目前來(lái)看，三維激光掃描技術(shù)在城市建筑測(cè)量、大型結(jié)構(gòu)測(cè)量、隧道工程測(cè)量、橋梁結(jié)構(gòu)改建、地形測(cè)繪等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，隨著技術(shù)體系的不斷完善，逐漸呈現(xiàn)出移動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)，所配置三維激光掃描儀可根據(jù)工程測(cè)量需求，快速對(duì)設(shè)備朝向進(jìn)行調(diào)整。2.3近景攝影測(cè)量。在對(duì)物距小于300m的測(cè)量對(duì)象開(kāi)展攝影測(cè)量作業(yè)時(shí)，工作人員普遍選擇運(yùn)用近景攝影測(cè)量技術(shù)。例如，在工程施工中，在施工現(xiàn)場(chǎng)固定安裝適當(dāng)型號(hào)的量測(cè)攝影機(jī)，持續(xù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)中工程各部位的施工情況、造型結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將所拍攝測(cè)量對(duì)象的圖像信息進(jìn)行加工處理，準(zhǔn)確顯示對(duì)象的幾何空間位置與形態(tài)尺寸，這一過(guò)程即為近景攝影測(cè)量。在工程測(cè)量領(lǐng)域中，這項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)主要適用于對(duì)復(fù)雜環(huán)境下對(duì)象物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的測(cè)量，在測(cè)量過(guò)程中，無(wú)需將量測(cè)攝影機(jī)設(shè)備與測(cè)量對(duì)象進(jìn)行直接接觸，也不會(huì)對(duì)測(cè)量對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)造成干擾影響。與其他三維測(cè)繪技術(shù)相比，近景攝影測(cè)量技術(shù)具有配套軟硬件完善、無(wú)需接觸測(cè)量對(duì)象、可瞬時(shí)間獲取對(duì)象物理幾何信息、具備自控功能等優(yōu)勢(shì)[1]。2.4全景真三維影像技術(shù)。隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，全景真三維影像技術(shù)體系不斷完善，已逐漸成為工程測(cè)繪領(lǐng)域中一項(xiàng)應(yīng)用較為常見(jiàn)的測(cè)繪技術(shù)，做到了對(duì)遙感技術(shù)以及遠(yuǎn)近景攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的高度融合。在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，可以快速獲取測(cè)量目標(biāo)的物理幾何信息以及目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)，還可以基于所拍攝的實(shí)景照片與測(cè)量數(shù)據(jù)，針對(duì)性地營(yíng)造擬真虛擬環(huán)境，為用戶提供虛擬觀測(cè)體驗(yàn)，根據(jù)觸覺(jué)反饋，了解工程測(cè)量區(qū)域的實(shí)際情況。同時(shí)，也可直接在軟件上繪制三維全景圖（見(jiàn)圖1），用戶向軟件下達(dá)特定控制指令，即可從不同角度、方向與距離來(lái)觀測(cè)測(cè)量區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)情況。

3三維測(cè)繪技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1構(gòu)建三維地理信息系統(tǒng)。三維地理信息系統(tǒng)是一種具有軟硬系統(tǒng)支持、可以實(shí)時(shí)對(duì)地球表層空間地理數(shù)據(jù)加以采集、運(yùn)算分析與傳輸?shù)目臻g信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱三維GIS系統(tǒng)，主要用于開(kāi)展地形測(cè)量、工程變形量觀測(cè)、測(cè)量各點(diǎn)位三維空間坐標(biāo)等作業(yè)。同時(shí)，三維GIS系統(tǒng)不僅具有二維GIS系統(tǒng)的各項(xiàng)使用功能，如數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、運(yùn)算分析等，還具有空間信息直觀化程度高、空間信息可視化、多維空間信息分析性能優(yōu)異、測(cè)量效率高等諸多優(yōu)勢(shì)[2]。從發(fā)展角度來(lái)看，三維地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建是信息化與數(shù)字化時(shí)代背景下，三維測(cè)繪技術(shù)體系主要發(fā)展趨勢(shì)，可以將測(cè)量方式由靜態(tài)測(cè)量發(fā)展至動(dòng)態(tài)測(cè)量，對(duì)三維測(cè)繪技術(shù)的集成化發(fā)展起到積極影響，還能夠有效集成數(shù)據(jù)庫(kù)操作、地圖視覺(jué)效果以及地理分析功能。3.2完善三維測(cè)繪技術(shù)體系。雖然三維測(cè)繪技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)便在工程測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但是作為一種全新的技術(shù)體系，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，面臨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范模糊、缺乏理論基礎(chǔ)等諸多問(wèn)題，無(wú)法為各項(xiàng)具體工程測(cè)量作業(yè)的開(kāi)展提供明確參照，工作人員也難以準(zhǔn)確判斷測(cè)量過(guò)程規(guī)范性、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性，無(wú)法充分發(fā)揮三維測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用效能。為此，相關(guān)部門(mén)機(jī)構(gòu)應(yīng)結(jié)合三維測(cè)繪技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，積極借鑒國(guó)外成熟的技術(shù)體系與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)我國(guó)實(shí)際國(guó)情、各類工程測(cè)量需求，不斷完善和補(bǔ)充三維測(cè)繪技術(shù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，如明確各項(xiàng)技術(shù)的流程步驟、適用條件、操作要點(diǎn)、測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度評(píng)估依據(jù)等。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)三維測(cè)繪技術(shù)的研發(fā)力度，及早克服各項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)配套軟硬件系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化發(fā)展。3.32+1測(cè)量與三維測(cè)量共存。從理論角度來(lái)看，與2+1維測(cè)量方式相比，三維測(cè)繪技術(shù)具有極為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但在工程測(cè)量作業(yè)實(shí)際開(kāi)展過(guò)程中，部分企業(yè)綜合考慮到測(cè)繪成本、人員專業(yè)素養(yǎng)要求、設(shè)備采購(gòu)成本等因素，仍會(huì)時(shí)常采取各項(xiàng)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，三維測(cè)量系統(tǒng)無(wú)法徹底取代傳統(tǒng)的2+1維測(cè)量系統(tǒng)[3]。因此，現(xiàn)階段相關(guān)部門(mén)機(jī)構(gòu)既要加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)三維測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用程度與研發(fā)力度，同時(shí)在特定情況下，也需靈活運(yùn)用2+1維測(cè)量系統(tǒng)，將工程測(cè)量成本控制在合理范圍內(nèi)。例如，可選擇運(yùn)用2+1維測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)展路面橫斷面水平線測(cè)量作業(yè)、承重墻測(cè)量作業(yè)等等。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在信息化時(shí)代背景下，各企業(yè)機(jī)構(gòu)必須加強(qiáng)對(duì)三維測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用力度，不斷積累技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)、完善技術(shù)理論體系、構(gòu)建配套軟硬件系統(tǒng)，為三維測(cè)繪技術(shù)的大規(guī)模推廣普及提供基礎(chǔ)條件。

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作者:劉兵兵 單位:新余市規(guī)劃設(shè)計(jì)院