测绘工程中三维城市测量技术的应用探

测绘工程中三维城市测量技术的应用探

王海峰

中冶沈勘工程技术有限公司   辽宁  110169

摘要：科技的发展，促进各类工程建设项目的增多。铁路、公路、建筑以及水利水电等工程行业进入高速发展阶段，同时由于工程量大、施工难度大、精度要求高等因素，对工程测绘精度及效率也提出了更高的要求，如何提升工程测绘质量、精度、效率以及安全性成为工程测绘领域面临的主要问题。三维激光扫描技术、卫星定位测量技术以及全站仪测量技术作为基于现代科技手段发展起来的测绘技术，具有精度高、效率高、环境适应性强以及安全性高等优势，在数字城市、基础测绘、建筑、铁路、公路以及水利工程测绘领域得到了广泛应用。与此同时，关于三维城市测量技术的作业方式、深度开发与应用也成为工程测绘领域研究的重要课题。本文就测绘工程中三维城市测量技术的应用展开探讨。

关键词：测绘工程；三维城市测量技术；应用

引言

测绘技术水平的提高，能够更好地保障测绘工作的质量，并提高测绘工作的精准度。我国测绘技术已经从以往模拟化测绘向数字化测绘转变，当前已进入新的阶段，加强测绘体系建设，是我国测绘事业发展的重要任务。

1测绘工程工作范围

（1）地理形态方面。目前，测绘项目在不同的地形条件下，由于工作地域的不同，所面临的地质条件也会有很大的差别，从而影响到测绘项目的顺利实施。不同项目的测绘需求目标不同，所面临的工作难度、总量和情况也不尽相同，需要从实际测绘人员、技术人员、理论等多方面保证完善，才能在不同的环境下进行测绘工作，为测绘工作提供高质量的测绘结果。（2）高程测量方面。在测绘项目的实施中，不仅要进行平面和高程的测量，而且，所有的建筑、地物都是存在于现实环境中的，所以，必须要考虑到建筑的高度，以及将要测绘范围内最高点的集中分布情况，对建筑、地物的基本状况做一个系列的归纳，以形成一幅立体的测绘地图。（3）平面测绘方面。由于所测地区缺乏建筑物参照，地形条件较差，各种测绘项目实施的条件和环境都处于较差的条件和环境条件下，要想全面实施平面测绘工作点，这就要求对所测区域地形条件、数据等进行合理选择，从而达到测量目标。平面测绘工作必须结合被测地区的真实情况，对其进行全面的地理学分析。

2测绘工程中常见的三维城市测量技术

2.1三维激光扫描技术

（一）土方与体积测量。在工程项目施工中，土方与体积测量也是测绘作业的重要内容之一，相较于传统的计算方法，三维激光扫描技术的计算效率更高且更为精确。传统的测量与计算手段在数据采集方面与三维激光扫描技术相差不大，但三维激光扫描技术的优势在于耗费时间更短，需要的人力更少。这主要是由于三维激光扫描技术采用的是面试数据采集，能够获取地表全部可视点信息，覆盖更加全面，并且是自动化作业，数据采集效率更高。（二）绘制地形图。绘制地形图是工程测绘的重要内容，采用传统测绘手段绘制地形图需要大量的作业人员，并且部分复杂地形无法勘测，但三维激光扫描技术并无这方面的限制，并且绘制的地形图精度更高，作业效率也明显优于传统测绘手段。利用传统测绘手段时，受环境因素的影响，易导致实时动态差分法（PTK）手段失效，因此，测量效率不高，需要反复选择测量点，并且如何合理控制测量点的数量也是主要难点之一，若控制不当易影响后期地形图的生成。而三维激光扫描技术具备非接触扫描以及快速采集点云数据等优势，针对一些复杂地形不需要架设测绘仪器，测绘人员也不需要进入危险区域采集数据。利用三维激光扫描技术绘制地形图的步骤如下：（1）数据采集完成后，利用互联网完成数据传输工作；（2）利用软件程序完成数据拼接、点云数据缩减等工作，目前比较常用的软件是莱卡公司的Cyclone8.03，该软件处理数据效率较高；（3）去噪处理，由于扫描过程中可能会出现行人、车辆等，因此，必须对采集的基础信息做去噪处理；（4）对选择的区域进行部分功能赋予，在软件中建立三角高程网格；（5）根据测绘要求设置抽稀百分比，做抽稀处理；（6）生成等高线等特征线或者其他关键特征点，并在此基础上绘制成地形图。

2.2GPS测绘技术

GPS主要由三部分组成：GPS卫星星座、GPS接收机以及地面监控系统。相比较于传统的测量技术，GPS优势更加明显，其具有精度高、功能强、易操作等优点，并且GPS可以进行全天候观测。GPS分为军用以及民用两种。在测绘工程中，可以使用民用GPS。为了保证结果的准确性，GPS系统采用四个卫星进行同时监测。更重要的是，GPS技术可以实现外控点的航测功能，这一点在以往的测绘技术中无法实现。因此，GPS测绘技术的出现，对于测绘工程来说是一种福音，有效提高了测绘工程的精度与质量。

2.3卫星定位测量技术

目前，卫星定位测量技术在工程测绘领域中的应用主要包括两方面，分别是静态相对定位与实时相对定位，其中，静态相对定位操作较为简单，对于人员、设备等方面的要求较低；而实时相对定位对于点位选取、设备选择以及人员素质等方面要求较高，并且若对测量精度要求较高，还需要配合使用惯性导航技术。卫星定位测量技术在工程测绘中的应用流程如下：（1）外业测绘。进行外业测绘时，关键在于选点，这是确保测绘结果准确性的基础前提，因此，在进行选点工作前必须做好必要的准备工作，包括采集测绘区域地理位置信息、标架、标型完好情况等相关信息。此外，采用卫星定位测量技术还要做好无线安全与开机观测等工作，这与传统测绘手段有明显区别。（2）布网工作。这主要与工程类型有关，若为线路或者带状工程测绘工作，其多采用边连式或者点连式组成连续发展的三角锁同步图形；若为施工控制网或者变形监测网，则多采用网连式或者边连式布设。（3）结果输出。由流动站负责接收卫星信号，并通过网络接收基准站传输数据信息，根据相对定位原理进行差分结算，计算出两观测点相对位置，最终输出流动站的三维坐标。

2.3RS测绘技术

遥感技术在实际应用中，能够有效解决传统技术应用过程中存在的问题，在很大程度上提高林业、农业等制图工程的质量。遥感测绘技术可以分为航空遥感和卫星遥感两种。航空遥感是通过飞机传感器进行观测，可以对形态、地理位置等进行测量，在国防、基建等领域得到了充分应用。当前，我国已经开始逐渐使用低空无人飞行器航遥感技术，这项技术能够有效实现遥感、无线通信等的相关要求。在实际测绘工作中，主要以人造卫星为基础，保证测绘的准确性。随着我国对卫星研究的不断深入，再加上当前网络技术水平的提升，使得卫星遥感数据服务水平得到了显著提高，并成为未来发展重要趋势。从测绘基准的角度分析，通过对小型卫星的应用，可以获取更加精准的三维标准。利用卫星遥感技术，能够快速获取信息，并为地图测绘的更新提供更好的帮助。

结语

当前，测绘工程在我国的基本建设中占有举足轻重的地位。结合当前三维城市测量技术的应用与发展情况，其未来必然向智能化、自动化以及一体化发展，其应用范围也将进一步扩大。

参考文献

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