摘要:工程测量是指在工程建设设计、施工和管理阶段所进行的各种测量活动,在我国的矿山建设和采矿过程中也进行着各种各样的测绘活动,尤其是在煤矿的测量中。矿山建设中的主要任务是建立矿区测绘地形图;进行矿区地面和井下的施工测量;编制采掘工程图;进行岩层和地表移动的观测等。在矿山测量过程中会遇到很多复杂的问题,将直接影响工程测量的水平和精确度。三维测绘技术的发展和应用为工程测量提供了重要保证,确保了工程测量的精度和工程建设的质量和安全。
关键词:工程测量;三维测绘技术;发展
1 三维测绘技术现状
1.1 三维测绘技术概述 三维测绘是在2+1维理论基础上沿用测量体系进行发展。增加了高程系统三维测绘仪器包括:GPS测量系统;全站仪;三维激光扫描仪。此仪器稳定性强,不容易受到其它因素的影响。摄影测量由于数字摄影测量技术普及和应用,已经发展得趋于完善,可以高效、合理、科学、精确的进行三维测绘的数据。甚至在某些时候不受地形限制,因此已经在多项工程中应用。
1.2 三维激光测量技术 三维激光扫描是一种不需要直接对探测物体进行接触便可以获取相关信息的测量技术,一般应用范围包括:隧洞断面三维测绘;水电站工程绘制大比例尺地形图;大型建筑的变形监测等。
1.3 全景真三维影像技术 全景真三维影像技术是将摄影测量技术与遥感技术进行有机结合二创造出的一种新型测量技术,其优点包括以下几个方面:大范围内获得三维坐标;提供用户拟真型、高精度、完整性、一致性的观测体验;以三维数据形式将工程地形、景观、水文、质进行详细展现;使用图像与图表的方式向规划管理、数字城市、城市建设等工程提供测量数据。
1.4 立体测图卫星 三维测绘技术在我国开始测绘卫星遥感卫星体系后便被投入使用,利用三维测绘技术中定位、测图、反馈数据等优势来制造立体测绘卫星对分布在宇宙各地的卫星进行遥感、分辨、测图、反馈,促使我国研究人员了解所观测卫星的情况,目前我国的立体测图卫星达到了1:50000的精确度,逐渐与世界先进技术缩小距离。
2 几种三维测绘技术
2.1 电子经纬仪
电子经纬仪出现于19世纪80年代,它能够自动显示、记录和传输数据,。它的出现标志着工程测量中的测角工作前进了一大步。电子经纬仪和光学经纬仪相比,光学经纬仪应用了光电技术,数字显示,输出端口可以直接输出测量结果。
2.2 全站仪
全站仪是一个比较标准的三维测量仪器,能够同时测量距离和角度,全站仪有以下几个特点:第一,自动显示和计算数据;第二,多种数据记录和存储方式;第三,自动补偿水平角和垂直角;第四,气象改正和仪器常数改正;第五,激光对点器;第六,应用程序丰富,如:导线测量、悬高测量、后方交会等;第七,无合作目标测距。但是,在2+1维测量中,基准面是水准面,测量结果会受到大地水准面精度的影响。
2.3 近景摄影测量
近景摄影测量仪器主要有量测摄影机、半量测摄影机、格网量测摄影机等,摄像的仪器有电视摄像机、CCD相机等。它具有以下几个特点,第一,瞬间获取大量信息;第二,适用于恶劣环境下的测量;第三,适用于运动状态下的测量。
2.4 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,它的工作是根据激光测距原理,利用高速激光发射器瞬间测得目标的三维坐标值。它具有以下几个特点,第一,高速扫描;第二,便于携带,简单易用;第三,测量距离长,数据准确;第四,扫描控制选项多样;第五,激光扫描仪不受大地水准面的精度制约。
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3 三维测绘技术的发展前景
在21世纪,工程测量不再是简单的提供地图服务,而主要是为工程测量提供地理信息服务,即进入了信息化测绘发展阶段。信息化测绘是指依托网络技术,利用信息技术和空间技术,为社会发展提供地理信息服务的现代三维测绘技术。它具有实时获取和自动处理数据、网络化的信息服务以及信息应用社会化等特点。可以说,现代测绘技术正朝着数字化和高科技的方向发展,目前,三维测绘技术的代表是“3S”技术。“3S”技术就是指GPS、GIS和RS。
在矿山测量中,“3S”技术更是得到了充分的应用。GPS技术主要是提供目标的空间位置,便于矿山寻找者更好的定位矿山位置。在矿区地面控制测量中,在新的矿区建立新的控制网;对已有的控制网进行改善和检核;对旧的控制网进行加密。GIS技术主要是便于建立一个多源数据找矿模型,建立矿山管理信息系统,综合管理矿山的设计、开采、沉降监测、矿区土地复垦以及环境评估等,对多种来源的时空数据进行综合处理、动态管理和集成管理。RS技术主要是进行矿区地形图测绘工作,开展土地资源调查、矿区生态环境和地质灾害调查,快速提供矿区信息。
“3S”技术是当前国内外工程测量技术发展的重要趋势,在应用过程中,GPS主要是确定目标的空间位置,RS主要是快速提供目标信息,GIS主要是对多种数据进行集成处理。三种技术在功能上相互补充,只有建立一个统一的平台,让他们充分发挥优势,才能实现工程测量的精准性。
4.三维测绘技术在工程测量中的应用
4.1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。
4.2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,与传统二维设计相比,三维设计使得目标更加立体化、更形象化。在现代工程设计中,三维CAD的软件已逐渐普及,在现状图基础上进行的工程设计,三维测绘须跟进。
4.3工程施工方面
在工程施工方面,工程的技术和要求越来越高,工程量及工程复杂性随之增高。若按照传统的施工方法进行施工,则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,传统逐层施工已经无法满足。因此,工程施工方面也需实现三维测量,为施工各个环节提高相应的数据依据。
结语
总而言之,随着现代计算机网络技术的不断创新与改进,三维测绘技术也逐渐走向成熟,这使得数字工程建设发展理念的提出不再只是一个空想,而是实实在在的发展目标。实践中可以看到,依托于先进计算机网络技术的数字工程建设需较长时间的完善与改进,而且会随着现代三维测绘技术在工程测量中的应用不断增大器范围,并最终会走向工程测量的自动化、数字化以及信息化和智能化道路。
参考文献
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论文作者:单春艳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/28
标签:测量论文; 技术论文; 工程论文; 矿区论文; 数据论文; 经纬仪论文; 矿山论文; 《基层建设》2017年第36期论文;