工程测量中三维测绘技术的应用探析

蔡聪聪

摘 要：随着科学技术的快速发展，测绘技术以及工程测量技术都得到较快发展。工程测量的水平直接关系着我国的现代化建设，随着工程建设不断增多，对工程测量的要求越来越高。三维测绘技术的发展和应用，将大大提高了工程测量的水平，为工程建设提供精确的数据和精准的地图，保证工程建设合理选址，促进工程建设的有序进行。本文分析三维测绘技术在工程测量中的应用特点，介绍了几种三维测量技术在工程测量中的重要作用，以供参考。

关键词：工程测量；三维测绘技术；应用

工程测量在我国各种各样工程建设中都需要运用到，所以测量技术对于增加工程测量的准确性有着不可避免的重要意义。通过三维测绘技术这一先进的测绘技术，对于工程项目从设计规划、具体施工到最后的完工运行实施有效的工程測量，极大促进了我国工程建设规模的扩大，为我国社会经济发展、社会建设以及人民生活质量等方面的提升都发挥了巨大作用。

1 概述

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，对建筑物的稳定性进行科学的判断，在保证工程质量和安全使用的同时，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、输电线路和工业建设设计测量等。

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真实地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属于2+1维理论建立起的三维测绘体系，即利用二维确定目标的平面位置，一维确定目标的高度。

2 三维测绘技术在工程测量中的应用价值

在我国当前工程测量中包括了数字化测图、工程完工的测量、城市测量等多种多样的测量技术，我们通过长期的测量技术实践发现，三维测绘技术在现代化测绘技术和工程测量中都有着重要的作用意义。

首先，顺应了现代化工程测量的需求。传统上的测绘技术都是采用的2+1维成图方式展示，虽然这种从上往下俯瞰的地图模式在一定程度上也能实现人们观察工程测量的实际情况，

但是由于人对事物了解更擅长于运用三维视角和三维思维，这就使得工程测量需要更加全方面的测量数据，测量者迫切需要一种全面且技术的测绘技术来实现这一目的，三维测绘技术油然而生；其次，合理城市化规模建设的需求。我国当前许多城市为了适应经济的快速发展全面进行着城镇的建设和改造，在这些工程项目的建设和改造中，三维测绘技术的有效实施能够给城市规划和建设改造提供高效率技术支持，在工程测量时对原始设计图纸进行三维设计，增强设计成图的表现能力，加速城市规划的进程；再次，现代化工程施工的需求。随着我国建筑工程规划设计越来越靠近一体化发展，对于工程的施工要求也越来越高。不同于传统位于地面的建筑，现代化的建筑往往结构更加复杂和立体，比如中央电视台、鸟巢等现代化建筑的建设和完工，都需要大量三维测绘技术来实现，以达到更加准确精密的工程设计。

3 工程测量中三维测绘技术的应用范围

3.1 城市规划方面

随着社会经济的不断发展，城市化水平不断提高，对城市发展有了全新的定位和规划。

尤其是旧城改造规划方面，工程测量的地位和作用越来越突出，关系着城市的现代化建设。

因而，为城市规划和工程规划服务的工程测量，应逐步实现三维测绘，为城市发展建设提供可靠依据。

3.2 工程设计方面

三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础，与传统的二维设计相比，三维设计使目标更加立体化、更形象化。在现代工程设计中，三维CAD软件已逐渐普及，其可以在现状图的基础上进行工程设计，并进行三维测绘的跟进。

3.3 工程施工方面

在工程施工方面，对工程的施工技术要求越来越高，工程量和工程的复杂性随之增高。传统的施工方法已经无法满足现代工程的需要，现代工程，如鸟巢、水立方等大型建筑物的施工，通常采取立体式吊装式施工，传统的逐层施工已经无法满足。因此，工程施工方面也需要实现三维测量，为施工的各个环节提供相应的数据依据。

4 三维测绘技术的具体应用

4.1 电子经纬仪

通过电子经纬仪进行测绘是众多企业所选择的方式，电子经纬仪的研制成功要追溯到20世纪80年代，它的特点是具有极强的记录性，其首创性的自动显示输入数据的功能，被

广大企业所认可接受。 其工作流程是将操作员录入的信息进行保存记录，可以针对此数据进行快速传输。 电子经纬仪是工程测量测绘技术领域的重大突破，向测绘技术的自动化方向发展前进了重要一步。与此对比，光学经纬仪是通过光电技术对数字进行显示，转而输出其所得结果。

4.2 卫星定位测量系统

通过卫星定位测量系统进行测绘，与传统的卫星定位方法的区别在于，卫星定位测量系统实现了真正的“三维测量”，其通过地心所绘的直角坐标而衍生出三维立体坐标，结合双

频定位导航方法，大幅提高了测量精准度，将误差控制在毫米范围。但在实际操作过程中，由于大地水准面的存在，操作人员往往错误的将此双频定位导航所出结果与传统三维测绘结果进行相互转化，发现误差较大，进而盲目质疑结果的科学性，这一细节需要引起我们的注意。

4.3 全站仪

说到最为传统的三维测量工具，就不得不提全站仪，作为最标准的测绘仪器，其具有以下鲜明特点：①它可以将计算所得数据自动进行排列显示；②它可以提供多种数据记录与储存的方法；③它可以针对垂直角和水平角进行自动补偿；④具备仪器常数和气象改正的功能；⑤安装了激光对点装置；⑥极大的丰富了系统的导线测量、后侧交会等应用程序；⑦消除了合作目标的测距。

4.4 近景摄影测量

近景摄影测量是一个依靠众多摄影和摄像器械的测量方法，运用的测量仪器主要是半量测摄影仪器、 量测摄影仪器等，运用的摄像器材为 CCD 影仪等，其具备的特点主要包括：获取大量测绘信息的瞬时性、在各种恶劣环境下保证测量质量的高适应性、可以在颠簸的运动状态下继续测量的稳定性。

5 三维测绘技术的精度分析

精度分析是三维测绘技术中的重要一个环节，在明白整个三维测绘技术的应用现状以及运转原理之后，我们需要对出现的问题进行精度分析，提出相应解决对策。整个系统的测量误差方面，激光测距的作用较为明显，要对扫描仪脉冲时严加控制，避免引起系统与测绘技术的不兼容所导致的故障。并且利用该项仪器确定具体测距误差的大小，如果误差是出现在扫描角上，就应该利用该仪器与实地的水平与垂直的扫描夹角，通过轻微的转动改变角度来减少振动频率，确定误差具体范围，做出实际测量中的精度分析。

总而言之，越来越复杂以及立体的工程建设使得在工程测量中的技术要求也愈发高涨，三维测绘技术在这样的需求声中应运而生，更加现代化、更加科技化以及更加数字化是未来三维测绘技术的发展方向，我们在现代化工程测量中应还结合工程建设项目的实际情况和需求，不断实现三维测绘技术的壮大发展。

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