三维测绘技术在工程测量中的应用研究

廖强

摘 要：针对工程测量的技术含量不断提高和加强，同时应用领域也在不断增加，例如在道路桥梁施工放样、地籍图测绘、三维建模和地形图测量等工作的实际进展过程中，能够应用高新的工程测量技术去完成工作，其中三维测绘技术作为当前先进的测量技术，具有精准度高、数据全面等优点。三维测绘技术可以从理论和实践上都促进工程测量的发展，本文介绍三维测绘在工程测量上的应用，通过案例来分析三维测绘在工程测量上应用的利弊。

关键词：三维测绘；扫描全站仪；工程测量

工程测量学是测量学的一个分支，主要应用于国民经济建设这一领域，工程测量作为一门应用学科，在一定程度上工程测量促进了国民经济的发展，同时工程测量也经历了从简单到复杂、从手工操作到测量的自动化、从一般测量到精密测量的发展过程。工程测量技术经过长时间的不断积累和改进，已经得到质的飞跃和提高，因此工程测量的技术含量不断提高和加强，其应用领域也在不断扩大，例如在道路桥梁施工放样、地籍图测绘、三维建模和地形图测量等工作的实际进展过程中，能够应用高新的工程测量技术去完成工作。为促进我国社会经济的进一步发展，将新型数字化工程测量技术应用在实际测绘工程测量工作中，就需要结合三维测绘技术对工程测量进行完善和提高，用以提升工程测量的质量，[1]本文研究工程测量结合三维测绘技术的应用，并分析工程测量结合三维测绘技术的利弊。

1 三维测绘技术

1.1 三维测绘技术的概念

三维测绘技术主要从“2+1”维技术发展而来，其利用传统的“2+1”维理论，在此基础上构建更加完善的三维测量体系，使测量更加精准、全面和形象。在三维测绘过程中需要应用卫星定位测量系统（GPS）、三维激光扫描仪以及全站仪等稳定性高的仪器。随着数字摄影测量技术的全面普及，工程测量中逐渐应用摄影测量技术，其能够提供更加精确、科学、合理的测量数据，而且打破地形的限制，提高工程项目建设质量。

1.2 三维测绘技术的内容

三维测绘技术主要包括有三维激光扫描技术、立体测图卫星技术和全景真三维影像技术三种类型。

1.2.1 三维激光扫描技术

三维激光扫描技术以扫描仪载体可分背包式三维激光扫描仪、车载激光扫描仪、和手持式三维扫描仪等，其能够在不与物体直接接触的情况下获取数据信息。背包式三维扫描仪主要应用于不动产调查中，针对使用常规的RTK、全站仪等设备容易出现数据采集不全，调查效率缓慢的问题，其背包式三维扫描仪可以同时采集室内外环境的点云数据，然后再利用内业软件对其进行不动产权籍图的绘制。车载激光扫描仪主要应用于公路勘测设计中，其增加了数据采集能力和范围，提高了现场数据获取的效率。手持式三维扫描仪应用于多个方面，采用手持式三维扫描仪可以随时随地的进行数据采集，方便、灵活，解决传统的数据采集方式受限于仪器的大小，重量的问题等。

1.2.2 立體测图卫星技术

三维测绘技术一开始是用来研究人员实现对卫星数据的监控，但由于其精准度高、稳定性强、数据全面、获取数据轻松等优点，因此被逐渐发展并应用到其它测量领域，为推动其它行业测量提供基础。

1.2.3 全景真三维影像技术

全景真三维影像技术是将遥感与摄影相结合而形成的新测量技术，其能够在较大的范围内获取地物的三维坐标，对其获得的数据通过图表的形式进行传送，能够帮助工作人员减少工作量，提升他们的工作效率。

1.3 三维测绘技术的发展

三维测绘技术的发展主要表现在三个方面，一是展现在卫星定位测量系统上，其系统实现了真正意义上的三维测量，经过验证其具有极高的测量精度。二是展现在全站仪上，全站仪能同时对距离和角度进行测量，并实现对相关数据的计算和自动显示。[2]三是展现在三维激光扫描仪上，它具有高效的扫描速度和高精度的点位信息和密度，因此其在工程测量上应用很广泛。

2 三维测绘技术在工程测量中的应用

如今，在工程测量中应用比较广泛的技术就是三维测绘技术。三维激光扫描技术作为三维测绘技术中应用广泛的技术，以徕卡Nova.MS60扫描式全站仪扫描河道断面为例。

2.1 河道地形外业扫描

采用河道两岸架站扫描，框选需扫描的河道区域，进行快速点云获取；远距离可采用超远距离格网扫描，设置扫描区域与扫描方法相同；不同站数据采集完成后，可现场在3D浏览器中三维浏览，查缺补漏。

2.2 河道地形内业处理

采用Infinity软件处理外业扫描的数据，可直观看到两个设站点，桥梁和河堤也直观体现。通过Infinity软件的点云去噪功能把干扰物“桥梁”删除，对河道地形生成等高线。并将等高线单独显示，导出CAD格式.DWG和.DXF，用于第三方软件进行地形图编辑。徕卡Nova MS60扫描式全站仪完全适用于地形测量，尤其是河道断面测量，外业利用其优势的扫描功能轻松获取大量点云，体现河道真实场景，相比以前人工打点省时省力；仪器本身全站仪的功能设站后扫描，省去人工拼接点云的步骤，实现随时搬站随时扫描，且1km的扫描距离可实现快速测量河道模型；内业自动生成等高线，Infinity软件可一步到位生成等高线，减少内业繁琐步骤，提高效率。

3 工程测量结合三维测绘技术的利弊

在工程测量中，引入三维测绘技术具有以下优势。随着现代建筑项目施工难度的不断增加，三维测绘技术因具有良好的实用性，能够将一些复杂的项目设计图进行简化，使模型效果更加清晰明显，还可以对设计的范围进行一个适当的定位，避免施工单位偏离原来的设计方案，给技术人员提供了工程具体的规划路线，推进了我国工程建设的发展。但是工程测量在结合三维测绘后也会带来一些弊端，因为三维测绘技术在仪器等方面发展比较成熟，但其出现的时间较晚，导致还没有形成比较完善的理论依据，并且三维技术在制度规范方面还存在有待改善的问题，还需要相关部门去完善和管理。

4 结语

在现代化社会建设过程中，工程建设是至关重要的部分，三维测绘技术可以提高建设质量的重要技术手段，对工程测量的作用是巨大的，为了促进我国的现代化工程建设质量的提升，提高工作单位的市场竞争力，就要不断专研和更新三维测绘技术，明确三维测绘技术在工程测量中的自我定位和发展方向。

参考文献：

[1]徐则中，庄燕滨.三维建模系统的综述[J].测绘通报，2008（2）：1619.

[2]李星.浅析三维测绘技术与工程测量的发展[J].城市建设理论研究（电子版），2017（9）：153155.

[3]蒋霖.虚拟现实技术在《工程测量》教学中的应用[J].大众科技，2012，14（12）：117118.