三维测绘技术在工程测量中的应用研究论文_高磊,盖琪琳

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摘要:随着我国经济建设迅猛发展,我国三维测绘技术与工程测量技术取得长足发展与提升。目前,我国多数建筑企业已经成功将三维测绘技术与工程测量技术应用到工程测量中去。通过对存在弊端问题的分析,结合三维测绘技术与工程测量技术的实际应用情况,对其二者的未来发展与创新提高进行展望性论述,为提高我国建筑工程质量奠定坚实基础。

关键词:工程测量技术;三维测绘技术;工程测量

1.工程测量与三维测绘技术

1.1工程测量概述

作为经济社会发展的衍生物,以及应用科学中的一部分,工程测量以其悠久的历史特性,无论在服务行业、民生改善、社会建设方面,还是在经济社会的建设、国防科学技术的发展方面都发挥着巨大作用,地位变得越来越不可撼动。工程测量的应用范围主要包括环境的勘测、设计图纸、工程的检验等各种环节的测量事宜。

1.2三维测绘技术概述

三维测绘技术主要内容有以下三种:第一,三维激光的扫描技术。这一技术应用性较强,它可以在与物体没有直接接触(例如大型的变形监测、隧道的断层等)的情况下来获取想获取的信息。第二,全景真三维影像技术。这种技术是研究人员的小帮手,减轻工作压力并且提高工作效率,被科研工作者广泛称赞。它不仅有自己的独特性,还兼有遥感、摄影的特性,这就使得它能在大范围内获得三维坐标,并以更为明了简洁的图表形式将数据信息传递给研究人员。第三,立体测图卫星技术。大多数人都知道三维测绘技术在卫星遥感领域被广泛应用,但是由于其能够精准、全面地反映数据,被各种测量数据的行业所使用。

2三维测绘技术的内容

2.1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。主要具有以下特点:第一、能够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平面精确度的影响,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、对测量环境无任何要求,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。

2.2三维激光扫描仪

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。图-1为三维激光扫描仪: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、更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并精准度极高;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度制约,使测量结果的精准度大幅度提升。因此,三维激光扫描仪是现今乃至未来我国工程测量中应用与发展的主要三维测绘技术之一。

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。

图1

4三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。

4.1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。

4.2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。

5三维测绘技术的发展远景

随着时代的变迁与科技水平的不断提升,我国的三维测绘技术在长期的应用实践中取得实质性的发展与提高。现阶段,三维测绘技术不再单一片面的局限于工程测量,而是向着更为广泛的涉及应用与发展空间转型。因此,三维测绘技术应该结合网络信息技术、数字化智能技术与卫星技术等,通过搭建“全球网络定位平台”即GPS系统,实现三维测绘技术的综合性提升,并在不同的应用领域开花结果。因此,未来发展中三维测绘技术应该以更为优化的GPS形式呈现出来,并对其不断完善与优化,为服务与促进我国经济建设发展奠定坚实的保障基础。

结束语

综上所述,工程测量技术的作用是不可忽视的,而在其基础过程上又所形成了一种新的技术,即三维测绘技术。我们应用三维测绘技术可以大大提高测量工作效率,并且在很多行业都能发挥其作用。尽管如此,我们仍然需要在工程测量与三维测绘技术方面继续努力,让其紧跟当前时代的潮流。

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,2018(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.

论文作者:高磊,盖琪琳

论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期

论文发表时间:2019/1/15

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