工程测量与三维测绘技术的发展探讨廖全军

廖全军

摘要：工程测量是一项涉及领域极其广泛的施工内容，作为工程施工的关键组成部分，其几乎贯穿于工程施工的始终。本文首先介绍了工程测量的涵义，其次分析了三维测绘技术的关键构成，最后对三维测绘技术在现代工程测量中的主要应用以及未来发展方向进行了详细探讨。

关键词：工程测量；三维测绘技术；发展；工程施工

作为现代应用科学的关键内容，工程测量技术几乎贯穿于工程项目施工的每一个环节，因此，工程测量技术的有效应用直接关系到工程施工效率的高低，进而关系到工程能否如期完工。伴随着现代科学技术在人们生产、生活中运用的程度高、范围大，三维测绘技术成为工程测量中运用的关键测量技术。

1工程测量的涵义

在现代经济社会日新月异的背景下，工程测量逐渐出现，并成为工程项目施工中必不可少的工作内容。伴随着现代科学技术的迅猛发展，工程项目数量不断增加、种类不断丰富的同时，工程测量技术的先进程度以及实践应用的规范性和完善性也越来越高。基于工程测量历史积淀的丰富性以及涉足空间的广阔性，其在市场经济发展以及城镇基础设施建设中所处的地位和发挥的作用也愈来愈重要。工程测量承担的职责主要包含以下三方面的内容：首先，根据实现规定好的比例尺和测量程序，在充分了解施工现场相关内容的基础上，描绘出施工地的地质条件、水文情况及其各个物体所处的空间位置等，并按照数字化的形式对项目施工中所涉及的数据资料进行具体、准确表述，在严格依照相关建设项目要求的基础上，对规划图进行高效绘制并对有关的数据资料进行准确提供；其次，根据设计图纸上所要求的标准规范，在项目施工现场，直接将预计建设的大小以及所处的位置、范围进行标记，以便现场施工工作人员的参考和应用。在现场施工中，应充分结合项目施工设计的相关规范标准及要求，对所需内容进行准确的现场测量，工程施工结束以后进入竣工阶段，此时应做好该阶段的测量工作，从而使得工程建设后续维护、维修以及其他日常管理工作有依据可以查询。最后，在施工阶段和投入使用阶段中，变形观测是针对于一些关键的建筑物所必须实施的工作，这样有助于对建筑发生形态改变的情况进行把握和解决，便于日后工程项目科研部或主管部门调查、分析项目的具体情况。

2三维测绘技术的关键构成介绍

2.1电子经纬仪

早在上世纪八十年代，电子经纬仪就已经出现。该仪器具备能够对信息数据进行自动显示、记录并传输的功能。和以往的光学仪器不同，该仪器主要采用了光电原理，有效运用传输端口所具备的数据显示功能，直接反映工程测量的详细情况，从而使得工程测量的自动化、实时性以及数字化得以快速实现，图1描述的是电子经纬仪的结构示意图。

图1电子经纬仪的结构示意图

2.2全站仪

作为一项规范程度比较高的三维测量仪器，全站仪与其他三维测量仪器相比主要的优点是其可以实现对测量对象距离、角度等因素的高精度测量，还能够对水平角、标高、倾斜角以及垂直角等数据信息进行自动显示，完全不需要人的参与，而且记载、存储信息的多样性和丰富性特征也是一般仪器难以超越的。此外，全站仪还能够对测量导线、测量标高以及设置坐标等多个环节的流程内容进行合理完善，并根据工程测量的实际要求对相关软件系统进行升级，从而确保工程测量的及时性、准确性，对外界干扰的有效避免。

2.3摄影仪

摄影仪比较适用于对距离三百米之内的物体进行测量，具体手段是摄影仪对距离三百米之内的测量对象实施近景取像，然后采用自动化控制技术以及数字化成像手段对测量要求进行满足。作为一项新型的现代化工程测量技术，摄影仪测量技术的优点在于其能够严格根据测量要求，在合理排除外界干扰的基础上，以最快的速度得到最为精确、可靠测量数据。并且该种技术的应用范围在近些年来逐渐扩大到了国防、科技以及经济领域，特别是对于一些人体无法直接实施测量的环节，比如关键建筑物外形变化以及弹体运行轨道监测环节等，其发挥的作用非常巨大。

2.4三维扫描仪

作为一项运用比较广泛的三维扫描测量仪器，三维扫描仪运用到的主要是激光原理。该仪器主要是在运用激光发射设施的基础上，将三维坐标数值准确地扫描并测量。该仪器具备的优点主要有测距长、扫描速度快、操作比较便利、受大地水准的准确度限制比较小以及测量数据的精准程度比较高等。目前，三维扫描仪在电缆隧道的竣工验收（图2）中得到了广泛的应用，其能够为扫描者提供比较直观的图像信息（图3），并根据扫描所得图像来判断电缆隧道施工是否存在质量问题，以更好的提高电缆隧道施工质量。

图3三维扫描仪图像信息

3三维测绘技术在现代工程测量中的主要应用以及未来发展方向

3.1三维测绘技术在现代工程测量中的主要应用

三维测绘技术主要指的是运用三维形态以及位置，根据工程项目施工中测量对象的三维空间坐标对测量对象实施立体构建并精准定位，使其在计算机上得到直观、动态的展示。当前，三维测绘技术在工程测量中运用的广泛程度非常高，特别是最近几年我国的工程测绘方面使用普遍性最高的就是三维测绘技术，并且一维测量模式主要适用于测量工程标高，二维测量模式主要适用于测量工程的平面布局。大多数工程项目在开展设计工作时，都规定运用三维测量技术，比较具有代表性的事件就是CAD三维系统软件快速产生并应用于工程设计中，已经成为设计工作必备的工具。工程设计测量工作的有效进行，制定出科学、合理的规划图是基础，而规划图简单来讲就是指三维立体图形。因此，运用三维测量技术对工程测量目的进行实现就是工程设计的重要组成内容。另外，在开展施工的过程中，由于项目自身复杂性的存在，常常会出现一些不可预见问题，在这种情况下，依然采用以往的施工处理办法是难于达到解决问题的目的的，从下到上逐层推进的方法不仅会造成施工成本的持续增加，还会延长施工的进度，因此，应提高对立体吊装技术的重视和应用程度，并合理地发挥三维测绘技术在其中的辅助作用。例如，摄影测量作为三维测绘技术的主要体现，其在当代市政工程施工项目中所发挥的作用不可忽视。特别是伴随着现代科技的突飞猛进，摄影仪测量的精准程度以及定位的准确程度也愈来愈高，在不需要接触测量实物的情况下，就能够安全、准确、高效地达到对工程的三维信息测绘，不但减轻了技术人员的工作压力，降低了人力资源成本，而且工程测量的完整性、精确性以及多样性也得到了保障，测绘的最终质量快速提高。对于一些比例尺度相对加大的项目测绘、精细程度较高的地籍测绘以及现代技术含量相对较高的电力设施测绘来讲，一般的测绘方法是难以达到工程测量要求的，此时就需要用三维摄影测绘技术，其将达到人们期望的作用、效果。近些年来，数字化摄影测绘技术的出现，为现代工程测量带来了福音。在该新型技术的支持下，图片形成的速度明显加快，质量明显提升，这在另一方面也潜在地说明了三维测绘技术未来会向着数字化、现代化的方向发展。

三维测绘技术在现代工程测量中的主要应用总体来讲包含以下三方面内容：首先，对城市总体的规划管理进行加强。在经济社会飞速发展、城镇化建设速度明显加快的今天，人们对城市总体规划的要求愈来愈高。对老旧城区进行改造是城市总体规划的一大难点，如何实现对老旧城区的高效改造，运用三维测绘技术对测量信息进行准确、及时的显示非常必要。其次，对工程施工的设计工作进行加强。和过去二维的技术手段相比，三维设计手段综合了网络化、数字化以及自动化等特征，使得目标资源更为形象、立体和规范，并且当前在工程建设快速发展的背景下，三维系统软件应用的普遍程度也越来越高，这为三维测绘技术的快速发展奠定了良好的基础。最后，对工程施工现场的作业管理进行加强。在工程数量逐渐增加的背景下，对施工测量技术要求不断提高已成为普遍现象。若依然沿用过去的施工测量方法，工程发展将受到阻碍，三维测绘技术在工程施工中将难以发挥巨大的作用。

3.2三维测绘技术的发展前景分析

伴随着现代网络技术的普遍应用，工程测绘技术自动化、信息化以及数字化的程度越来越高，并且过去单纯的手工绘制地图方法已经很少运用，地理信息数据综合服务已经成为现代普遍应用的工程测绘手段。三维测绘技术运用信息反馈以及空间地理布局方法，对地理信息准确、及时并快速地传递给需求者，在获取并处理测量信息方面具备明显优势，未来，其将会沿着网络化、自动化、科技化以及数字化的道路发展。作为三维测绘技术的主要代表，GPS、GIS、RS等3S系统不但使得测量技术顺利地从静态方向转化为动态方向，还在很大程度上带动了测量范畴以及内容的快速变化。

4小结

综上所述，伴随着现代经济社会的快速发展以及工程数量的不断增加，工程施工的复杂性以及对测量技术的先进性要求也越来越高。为了确保施工测量目标的实现，三维测绘技术的应用必不可少。当代的施工企业需要提高对三维测绘技术的重视和应用程度，从而确保工程施工的顺利、有效开展。

参考文献

[1]贾敬涛.工程测量中三维测绘技术的应用现状[J].低碳世界.2017（28）

[2]严宇，臧庆山，张艳兵.三维GIS在智慧城市中的应用[J].城市地理.2017（20）