三维测绘技术在工程测量中的应用研究论文_李羽峰

三维测绘技术在工程测量中的应用研究论文_李羽峰

中国核工业二三建设有限公司 浙江 嘉兴 314300

摘要:随着我国综合国力的不断提升,工程建筑行业具有较大发展空间。基于工程项目施工中工程测量的特殊性与复杂性,将三维测绘技术与工程测量技术应用到实际施工中尤为重要,但我国三维测绘技术与工程测量技术的结合发展相对还不够成熟。因此,本文通过对三维测绘技术与工程测量技术的应用与发展进行具体分析,并提出相关优化对策,为其日后更为广泛应用奠定坚实的理论基础。

关键词:三维测绘技术;工程测量;应用;研究

中图分类号: TD17 文献标识码:A

引言

在现代化社会建设过程中,工程建设是至关重要的部分,三维测绘技术是提高建设质量的一项重要技术手段,对工程测量的作用是巨大的,为了促进我国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。

1三维测绘技术概述与现状

三维测绘技术相比以往的工程测量技术具有尤其鲜明的层次性与立体性,是计算机技术与数字三维技术的有机结合。三维测绘技术的实质就是通过相应的技术方式对测量目标进行三维坐标确立,并根据三维坐标对该测量目标的所处位置、空间环境、具体形状进行准确构建与呈现。其中,测量目标的构建与呈现主要通过将该目标的相关数据信息输入到计算机内,再由计算机相应的程序软件进行三维坐标还原,完成对该测量目标的真实还原目的。现阶段,我国工程测量中主要采用的三维测绘模式为2+1维理论的三维测绘体系。即:两维确定测量目标的平面位置,一维定位测量目标的实际高度。但随着我国工程建筑测量领域的不断发展,目前2+1三维测绘模式已经无法满足更为深层次化的工程测量需求。因此,我国三维测绘技术的现状处在探索发展与技术创新的实质阶段。

2三维测绘技术的应用

三维激光扫描技术应用范围很广,除了煤矿测绘之外,在文物保护、施工监控等方面也得到了应用。三维激光扫描技术与一般测绘技术的不同之处,主要体现在“三维”上,该技术可以对空间物体进行全面的立体式扫描,对物体点、线、面等相关三维信息进行快速获取,并建立起三维数据库,最终获取立体化、精度高的测量数据结果,属于测绘技术中的一项重大突破,在信息领域中获得了重大进步。

(一)全站仪与近景摄影测量。首先,全站仪是较为系统且标准的三维测量仪器,对测量目标的各个角度与实际距离可以进行精准测量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要具有以下特点:第一、能够以更为清晰的数据信息进行自动显示;第二、在数据存储与记录方面方法较多,不再简单、单一;第三、对水平角与垂直角进行自动弥补,完善不足之处;第四、添加较多应用程序,使测量工作不再片面化,促进丰富化形成。但在实际工程测量应用中,全站仪在2+1三维测绘模式中会受到大地水准面精确度的影响,这样就造成了相对测量误差的产生。因此,在实际应用全站仪时应该结合测量目标实际情况完善其弊端性,发挥其优势性。其次,近景摄影测量是现阶段我国部分工程施工测量中较为常用的三维测绘方式。近景摄影测量主要包括格网测量摄影机、测量定位摄影机、高端数码测量相机与相关电视摄影机等。其特点主要为:第一、能够在较短时间内获得大量的测量数据与信息;第二、对测量环境无其他特殊要求,适合各种恶劣的测量环境;第三、支持动态测量,在目标测量时可以进行跟踪移动,增进了运动测量效果。在实际的工程测量作业中,近景摄影测量可以对具体测量目标进行近化全景测量,极大增加了测量数据的准确性与全面性。

(二)三维激光扫描仪。三维激光扫描仪是通过激光辐射构成目标三维坐标,并对其相关数值进行定位,其原理是根据激光测距,这种技术可以在较短的时间内完成三维坐标定位与测量。

其特点主要体现如下:第一、在进行激光扫描时速度较快,这对提高测量效率起到较强的推动效果;第二、三维激光扫描仪体积较小,在工程测量时便于携带,其操作也较为简单,不具备较深的复杂性;第三、能够对体积与长度较大的测量目标进行测量,其测量距离相对较长且精度极高;第四、在扫描控制方面可以进行模式多样选择,不再局限一格;第五、激光扫描仪的激光射线具有较高的科技性,不受大地水准面的精确度制约,使测量结果的精度大幅度提升。因此,三维激光扫描仪是现今乃至未来我国工程测量应用与发展的主要三维测绘技术之一。

三维激光扫描技术按扫描仪载体可分为背包式三维激光扫描仪、车载激光扫描仪、手持式三维扫描仪等,能够在不与物体直接接触的情况下获取测量数据。背包式三维扫描仪主要应用于不动产调查中,针对常规使用的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,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,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,解决传统的数据测量方式受限于仪器的大小和重量的问题等。

(三)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,可以导出 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,外业利用其优秀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;仪器在设站后利用本身的扫描功能,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。

结束语

综上所述,建筑工程项目施工中工程测量的核心实质是稳固、精准、存储。而工程测量技术与三维测绘技术能够有效解决相关问题。在工程测量实际作业中合理应用三维测绘技术与工程测量技术,通过对建筑工程项目施工中工程测量作业的自动化、智能化,可以有效预防与避免人工测量造成的误差积累,进而为保证工程施工的顺利开展打下重要的保障基础。

参考文献

[1]黄文卓.现代测绘新技术在矿山测量中的应用探究[J].世界有色金属,2017(22):25+27.

[2]陈永久,闫东清,刘临江.基于计算机三维建模的零件测绘实训研究与实施[J].吉林工程技术师范学院学报,2017,33(12):105-107.

论文作者:李羽峰

论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期

论文发表时间:2018/12/21

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