三维测绘技术与工程测量技术的应用与发展

三维测绘技术与工程测量技术的应用与发展

发表时间：2018-12-15T12:30:12.193Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：段静

[导读] 工程测量指的是工程建设在设计规划、施工以及经营管理等阶段所进行的测量工作。

淮安市测绘勘察研究院有限公司江苏省南京市 210000

摘要：为了跟上科学技术的发展速度，工程测量技术和测绘技术都得到了较快的发展，越来越多的先进技术被运用到工程测量中。随着工程建设的不断增多，对工程测量的要求也在不断提高，三维测绘技术的推广和应用，可以大大提高工程测量的水平，为工程建设提供大量真实的材料信息，为工程选址提供参考和依据，促进工程建设的健康发展。本文主要对工程测量与三维测绘技术的发展进行探析，并对三维测绘技术的发展趋势做出预测。

关键词：工程测量；三维测绘技术；应用现状；发展探析

一、工程测量与三维测绘技术简析

1、工程测量

工程测量指的是工程建设在设计规划、施工以及经营管理等阶段所进行的测量工作。在工程的设计规划阶段，要求提供完整可靠的地形材料；在工程的施工阶段，要按照规定的精度进行定线放样工作；在经营管理阶段，要进行建筑物的变形观测，对建筑股的稳定性进行科学判断，在保证工程质量和安全使用的同时，也能够对设计理论和施工方法的正确性进行验证。工程测量的工作内容比较广泛，主要包括城市测量、铁路和道路测量、输电线路和输油管道测量、工业建设设计测量等。

2、三维测绘技术

三维测绘技术就是通过测量目标的空间三维坐标，确定三维目标的空间位置、几何形状和空间姿态，对目标进行三维重建并尽可能的真实在计算机上再现目标的技术。从目前的情况来看，我国的三维测绘大多数都属于2+1维理论建立起的三维测绘体系：具体是利用两维确定目标的平面位置，一维确定目标的高度。

二、几种主要的三维测绘技术

1、三维激光扫描仪

三维激光扫描仪是一种新型的三维测量仪器，它是根据激光测距的原理，利用高速激光发射器在瞬间内测量出目标的三维坐标值。三维激光扫描仪具有便于携带、高速扫描、数据准确、不受大地水平面精度制约的特点。

2、电子经纬仪

电子经纬仪可以自动显示、记录和传输数据，它的出现是工程测量取得重大进步的标志和里程碑。电子经纬仪和光学经纬仪相比较，光学经纬仪采用的是光电技术，数字端口可以直接输出测量的结果。

3、近景摄影测量仪

近景测量仪主要包括半量测摄影机、格网量测摄影机、量测摄影机等，摄像的仪器有CCD相机、电视摄像机等。近景摄影测量仪可以瞬间获取大量信息，既可以适用于运动状态下的测量，也可以适用于恶劣环境下的测量。

4、全站仪

全站仪是一种比较标准的三维测量仪器，能够同时对目标的距离和角度进行测量。全站仪具有比较图书的特点：多种数据记录和存储方式；能够自动补偿垂直角和水平角；可以自动显示和记录数据等。

三、三维测绘技术在工程测量中的应用现状

从我国目前的情况来看，基本上在工程测量中使用的测绘都是基于2+1维理论建立起来的测量体系：二维确定目标的平面位置，一维确定目标的高度。

1、问题的提出

2+1维测绘技术经过较长一段时期的发展和改进，已经达到了比较完善的程度，但是随着社会进程和科技发展速度的加快，2+1维测绘的成果已经不能适应社会经济建设的需要，逐渐在某些领域暴露出一些缺陷和不足，三维测绘技术的出现和发展可以有效改善2+1维测量体系的不足，为城市规划和工程规划提供更好的服务。

2、三维测绘的现状

社会发展和工程建设的发展，迫切需要三维测绘技术的推广和使用，虽然三维测绘技术从出现以后得到了迅速、较好的发展，但是其现状还并不乐观，存在发展很不平衡的情况。常见的三维测绘仪除了以上介绍的三维激光扫描仪、电子经纬仪、近景摄影测量仪、全站仪以外，还包括激光跟踪仪、关节臂三维坐标测量仪、卫星定位测量系统等。

3、三维测绘软件的研发

从现在工程测量发展的实际情况来看，不论是大地控制的测量软件，还是数字化的测量软件，大都是基于2+1维系统的基础上进一步发展而来的。为了研发出更多的三维测绘软件，更好的为工程测量服务，在提高工作效率、减少人工劳动的同时，避免测量中可能出现的失误，就要加大对三维测量软件的研发力度。

4、相关技术研究

与工程测量中三维测绘技术相关的技术主要有可视化技术、虚拟现实技术、网络地理信息系统技术和地理信息系统等。

可视化技术是对人脑印象构造的仿真技术，它可以把传输过程中的数据资料迅速转换为图像信息，并且能够对数据进行交互式的分析。

虚拟现实技术是计算机绘图领域的热点，也是三维可是技术的主要技术来源，从长远来看它可能会成为地理信息系统三维可视化的核心。

网络地理信息系统技术是在网络信息技术不断发展的基础上逐步建立起来的，正是在这种技术的基础之上，三维测绘技术的发展才能取得如此突破性的进展。

四、工程测量与三维测绘技术的发展趋势

为了更好的适应工程测量工作的需要，当前测绘技术发展的总趋势是实现地图生产为主向地理信息服务为主的转变，也就是向信息化发展的方向努力。信息化测绘是在十字花测绘的基础上，在完全网络化运行的环境下，实时有效的向信息化社会提供地理信息综合服务的测绘方式和功能形态。信息化测绘是我国测绘实现了由传统测绘向数字化测绘转化和跨越之后进入的又一个新的发展阶段，它代表了我国测绘在进入新世纪后现代化建设总的战略方向。

在新的形势下，三维测绘技术正在朝着数字化和高科技的方向发展，其中最突出的代表就是“3S”技术。“3S”技术是英文遥感系统（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。“3S”技术不但追求技术措施的精确性，更重要的是它可以在动态环境下准确的进行管理的决策，做到整个工程测量过程和环节的精确，为资源的高效利用打下基础。大地测量指的是确定地面点位、地球形状大小和地球重力场的精密测量。它的内容保罗精密导线测量、天文测量、三角测量、水准测量、重力测量、大地测量计算和卫星大地测量等。大地测量的任务是为大地形测图和大型工程测量提供基本的平面和高程控制，在工程测量中也得到应用。大地测量自从采用高精度、高速度的空间定位技术以后，逐步从静态大地测量发展到动态大地测量，其作用范围也从地球局部领域扩展到全球。大地测量与三维测绘技术的相互融合，在工程测量中的地位愈加突出。在工程测量中，应用大地测量技术可以对地壳运动和海平面变化进行精确的测量，以便于及时对环境变化可能引发的自然灾害预警，减少对工程的破坏，保证工程的质量。地理信息系统是由电子计算机网络系统所支撑的，对地理环境信息进行采集、存储、检索、分析和现实的综合性技术。地理信息系统在工程测量以及其他领域都得到了广泛应用，并随着通讯技术和计算机技术的发展而不断发展。地理信息系统在信息存储、数据库建立、检索查询、自动制图的基础上，逐步进入到开发分析，决策支持模型以及增加智能化功能的发展阶段，在工程测量中的应用更加广泛。

五、结语

综合上文关于工程测量与三维测绘技术发展的探析，工程测量是影响工程质量的重要因素之一，在我国城市化建设的进程中发挥着重要作用。随着国民经济的发展速度不断加快，工程测量方面也相继研发出各种特殊的、复杂的、精密的技术和设备，三维测绘技术将成为工程测量技术的重要发展方向。三维测绘技术在工程测量中的应用，推动了工程测量技术的自动化、电子化、信息化和数字化，确保了工程测量的精度和工程建设的安全。

参考文献：

[1]张李平. 工程测量与三维测绘技术的发展分析[J]. 四川建材，2018（2）：63-65.

[2]刘唐超. 浅谈工程测量与三维测绘技术的发展[J]. 建材与装饰，2018（8）.