三维测绘技术在工程测量中的应用研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

刘建业

​河北九华勘查测绘有限责任公司 河北省保定市 071000

摘要

工程测量是现代工程建设中不可或缺的关键环节,它为工程设计、施工和管理提供了必要的空间数据支持。传统的工程测量主要依赖于二维平面测量技术,然而,随着工程项目的日益复杂化和大型化,仅凭二维测量已无法满足实际需求。在这种背景下,三维测绘技术应运而生,并迅速成为工程测量领域的热点和前沿。


关键词

三维测绘技术;工程测量;应用;策略

正文


引言

三维测绘技术是一项高新技术,它整合了现代测绘学、计算机科学以及空间信息技术等多学科的知识,借助全站仪、GPS、激光扫描仪等各类先进的测量设备与软件,获取目标物体的三维空间坐标数据,然后在计算机上建立起逼真的三维模型,以此达成对测量对象的立体化、可视化呈现。

一、地形测绘

在工程测量里,地形测绘是各项工作开展的基础。获取精准的地形数据对后续施工规划、设计调整以及工程实施来说十分关键,三维测绘技术在地形测绘中的运用颇为广泛。通过借助激光扫描、无人机航测等办法,可迅速获取大范围的地形数据,并且生成高精度的数字高程模型也就是DEM和数字表面模型也就是DSM。施工现场一般地势复杂,传统测绘手段很难在短时间内完成全面测量,而三维测绘可以高效地获取地形起伏、地物分布等信息,为工程提供全面的地理数据支持。

二、建立平面控制网。

控制网的精度会对后续测绘工作的准确性产生直接影响,要挑选合适的测量方法以及设备,以此保证控制点的稳定性和数据的可靠性。三维测绘技术在建立控制网方面给出了高效的解决办法,运用GNSS测量、全站仪定点观测等手段,可迅速获取控制点坐标,还可以借助网络RTK技术达成高精度定位[1]。在实际操作过程中,测绘人员得依据地形条件、施工需求以及精度要求,合理地布设控制点,并且开展高精度测量计算,保证控制网的稳定性和一致性。三维测绘技术的引入,让控制网的建立变得更为精准和高效,给后续的测量和施工提供了稳固的坐标基准。

 

1三维测绘技术测量过程图

三、施工放样

传统放样方式常依靠人工测量,受环境与设备限制,精度和效率很难保证。三维测绘技术结合GNSS、全站仪、激光扫描等设备,可快速算出放样点坐标,还可以在现场直接做放样指导。施工时,测绘人员能用三维测绘设备实时测量施工位置,和设计数据作比对,以此保证施工精准度。另外三维测绘技术在隧道、桥梁、大型基础设施施工放样里优势更较大,能在复杂环境下实现高精度定位,提升施工质量。

四、地形数据采集

三维测绘技术在地形数据采集方面呈现出高效且精准的特性,借助无人机航测、激光雷达(LiDAR)以及移动测量系统等方式,可迅速获取地形、地物、道路和建筑等信息,生成高精度的点云数据。在实际的操作过程当中,测绘人员要依据测区的特点来挑选适宜的数据采集方式,并且结合多传感器融合技术,以此提升数据的精度与完整性。在采集的过程中,还得考虑环境因素对测量精度所造成的影响,像植被覆盖情况、天气条件等,并且采取相应的技术手段来对数据进行优化,保证成果有可靠性。

五、地形高程数据的处理

地形高程数据的处理属于测绘工作里的关键部分,原始测量数据一般都含有一定误差以及冗余信息,只有经过处理才可契合工程要求。三维测绘技术于数据处理方面给出了高效的解决办法,借助专业软件针对点云数据开展滤波、分类、配准等操作,去除误差点,提升数据精度[3]。在数据处理时,测绘人员要依据地形特征来调整数据,保证高程数据准确,并且凭借数字高程模型(DEM)生成地形剖面、坡度分析等成果,给工程规划和施工提供详细地理信息。数据处理的精度直接影响后续测量工作的可靠性,处理时,要严格把控误差,运用多种校正方法,提升数据质量。

六、建库及分析

三维测绘技术关注数据采集、处理,也涉及数据存储与分析,工程测量里建立测绘数据库是关键环节,能实现数据共享和查询,提升测量数据利用价值。数据库建设时,要对测量数据分类管理,建标准化数据存储格式,结合GIS技术实现多维度数据分析与可视化。引入三维测绘技术,让测绘数据管理更系统,测绘人员可依靠数据库快速获取历史测量数据,为工程施工、维护及管理提供数据支持。数据库建立还可以为未来测量工作提供参考,提高测量工作连续性与可追溯性。

七、三维动态展示与监测

在工程测量领域,三维动态展示以及监测同样是三维测绘技术极为关键的应用方向。传统的测量方式很难直观地呈现测量成果,然而三维测绘技术与可视化技术相结合,可把测量数据转变为三维模型,达成工程的动态展示以及实时监测。在施工进程中,测绘人员可借助三维测绘技术对施工进度给予监测,检查施工误差,并且及时调整施工方案。另外三维测绘技术于地质灾害监测、结构变形监测等方面也有着关键作用,借助高精度激光扫描和GNSS技术,可实时监测地形变化、建筑沉降等状况,为工程安全提供技术保障[5] 

八、总结

三维测绘技术是当前工程测量领域的一个关键发展方向,它给工程建设提供了更为先进、高效的空间数据支撑,十分突出推动了工程测量技术的进步。随着三维测绘技术不断发展和完善,它肯定会在工程测量领域发挥越来越关键的作用,为我国工程建设事业发展做出更大贡献。

参考文献:

[1]刘容,苟小艳.三维测绘技术在工程测量中的应用[J].中文科技期刊数据库(全文版)自然科学,2024(6):0170-0173.

[2]廖强.三维测绘技术在工程测量中的应用研究[J].科技风,2018(26):105-105.

[3]李宇.三维测绘技术在工程测量中的应用研究[J].绿色环保建材,2016(12):2-2.

[4]张世玉.三维测绘技术在工程测量中的应用[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023(6):200-203.

[5]杨宝石.浅谈现代测绘技术在工程测量中的应用与改进措施[J].中文科技期刊数据库(引文版)工程技术,2025(1):045-048.

作者简介:刘建业 男,1987年6月29日,汉,河北省承德市,大专,工程师,研究方向:工程测量。


...


阅读全文