三维测绘技术及应用研究

贾佳 蚌埠市勘测设计研究院

随着科学技术水平的不断提高，我国的科学研究领域也不断拓宽研究范围。但是现在科技水平提高的同时，在现代工程建设领域中，对于测量数据的精确度要求标准越来越严格，在质量控制以及集合构建方面对于各种数据的把控标准也越来高。因此，在工程建设中使用三维测绘技术能够获得有效的测量数据，为了以后的长久发展，三维测绘技术应该融合更多视角以及多源数据。

一、三维数据的采集方法

比较常见的三维测量仪器有卫星定位测量系统、全站仪以及三维激光扫描仪，其中卫星定位测量系统的测量精确度非常高，而全站仪和三维激光扫描仪不受大地水平面的影响，避免了测量的误差。除了上述三种测量仪器之外，在工业领域，还经常使用激光跟踪仪和关节臂三角坐标量测仪测量工业数据。

（一）卫星定位测量系统

卫星定位测量系统是一种比较常见的三维测量仪器，使用这种系统所获得的点位坐标是地心直角坐标系中的三维坐标，是真正的三维测量系统。在卫星定位系统的实际应用时，存在将卫星定位的结果转换到大地坐标系内的错误做法，这造成了测量结果与传统的2+1维测量结果相比，差距比较大的情况。因此，正确使用卫星定位系统是非常重要的，能够使测量结果更加精确，测量精度可达到毫米级。

（二）全站仪

全站仪能够是一种能够同时测量角度和距离的标准的三维测量仪器，也是一种常见三维数据采集方法仪器，被广泛应用于三维测绘工作中。在传统的2+1维测量工作中，通常采用水准面作为基准面，这就造成了测量结果很容易收到大地水准面的影响，导致测量结果不够精确。而全站仪的应用避免了大地水准面的影响，能够使三维测绘结果更加准确，有利于工程建设的顺利实施[1]。

（三）三维激光扫描仪

在三维数据的采集工作中，还有另外一种比较常见的测量仪器，叫做三维激光扫描仪。三维激光扫描仪是近些年来不断兴起的测量仪器，能够标准的测量三维数据。它不仅具有扫描速度快、点位精度高、点密度高得优点，而且不依赖于大地水准面，不受大地水准面的影响，因此在三维数据测量中，普及速度非常快。

二、三维测绘技术的应用

（一）矿山开采

随着工程测量的不断发展，三维测绘技术首先应用于矿山开采工作中。在进行矿山开采时，需要首先对地表以下的开采区进行一定的勘测、检查和测绘，这时三维测绘技术能够精密地对采空区全方位地进行数据采集，再利用计算机技术根据已经收集到的数据信息，建立精确的数字模型。这种测绘技术能够将真实的采空区的实际情况，完整准确的传送到计算机的设备中，能够很大程度的帮助工作人员进行后续的研究探索。三维测绘技术的应用，使原本复杂的矿山开采工作，变得简单易操作，并且还能够得到准确的测量结果，减少了人力资源，因此这项技术在矿山开采的应用上有一定的使用价值和发展空间。

（二）测量计算体积量以及土方量

传统的三维激光技术在使用时具有一定的局限性，在测量一般的土方量时可以直接使用三维激光技术，对土方量进行扫描，从而得到模型。但是对于体积巨大的物体在测量时，测量工作往往比较困难，当然三维激光根本无法测量，因此，需要使用更加先进的测量技术进行测量。三维测绘技术能够对其进行数据测量并且将其建模，再通过计算机系统，利用该物体的数据与信息模型计算出这种物体的以及或者密度、质量、重量等其他测量值，从而达到精确测量结果的目的。

（三）保护文物

在保护文物的工作中，传统的测绘技术是通过影响对物体进行测绘，这种测绘技术往往只能描述物体大致的外观，不能够具体描述物体的结构和各个部分的数据，这种现象导致了后续工作不够精确，无法建立正确的物体模型。因此，三维测绘技术在保护文物的实际应用中，通过对文物进行三维扫描测量，根据测量数据建立精确的三维模型，然后将建立的数据传送到计算机中。在保护文物中应用三维测绘技术，使原本复杂的工作变得精确简单，能够直观清晰地描绘出文物的外观结构，并且让我们能够更加了解文物的数据信息。另外，三维测绘技术的应用，能够在文物受到损害导致残缺时，能够及时精确的对文物进行修复，从而尽可能的保存文物的完整[2]。

（四）水利水电工程

由于水利工程的建设地点通常情况下都在峡谷、深山、丛林地带，这种地点的特征就是位置偏僻、地势陡峭、地貌险峻，这种地理环境给工程测量带来了非常大的不便，影响工程测量工作的顺利实施。因此，想要在这种地势不平坦的地区进行数据测量，首先需要对水利水电工程进行施工和设计，然后以精准的测量数据作为支撑，最后搭建准确度最高的建设模型。三维测绘技术的应用，能够降低水利水电工程的测量工作的难度，使测量的数据结果更加精确，一方面避免了测绘工作中可能出现的安全问题，同时提高了测量工作的精度和效率。

（五）对建筑物是否变形进行勘测

众所周知，建筑物在完工之后，可能会由于人为因素或者自然因素造成一定程度的磨损或者变形，这种现象不仅影响建筑物的美观，还会形成安全隐患。由此可见，对建筑物的精确测量、搭建出精确的建筑模型，从安全的角度来看是非常必要的。通过三维测绘技术，能够解决采用近景拍摄或者GPS留影等方法的弊端，测量不够准确、测量过程复杂、数据处理困难等问题都能够得到有效的解决。因此，利用三维测绘技术测量的数据是准确的，并且能够实时监控建筑物的实际情况，有效的避免事故的发生。

三、结语

在现代工程建设水平不断提高和发展的背景下，三维测绘技术在实际应用中具有重大的意义，不仅能够给居民和用户带来全新的功能和体验，还能够为企业的日常工作或者政府单位的管理活动提供有价值的数据信息。综上所述，在以后的科研工作的更新和发展中，应该不断扩大三维技术的应用范围，尽可能地开发出三维测绘技术的新功能，让其更好地应用于更多领域，从而为人们的生活带来便利。