现代数字化测绘新技术及其在工程测量中的应用

现代数字化测绘新技术及其在工程测量中的应用

刘兆辉

中国水利水电第三工程局有限公司 陕西省西安市  710000

摘要：随着信息技术的不断发展，数字化测绘技术在工程测量中的应用越来越广泛。数字化测绘技术是一种利用数字信息处理技术实现对建筑物、道路、桥梁、管线等工程自动化、智能化测量的技术。数字化测绘技术主要通过计算机控制系统实现对测量数据的采集和处理，并利用数字化测绘软件实现对建筑物、道路、桥梁、管线等工程测量的数字化建模和分析。这种技术具有数据处理速度快、精度高、自动化程度高等特点，可以提高工程测量的效率和精度，为工程建设提供有力的支持。

关键词：数字化测绘；工程测量；应用

1数字化测绘的优势分析

1.1测图精度高

数字化测绘有较高的测图精度，这是其优势所在。从其技术特点来看，在复杂的工程测量环境中，采用新型的测绘技术，依托数字化的手段可确保图像的清晰度，提高测绘的精准性，借此保障项目安全性。结合现实经验可知，数字化测图技术与工程测量的深度融合，不仅保障了工程图的质量，同时也提升了测量的工作效率。例如，测量工作中，可积极采用电子速测仪设备，合理缩小测量误差，将误差限制在3mm以内，为后续工作提供保障。值得强调的是，数字化生成技术运用复杂，不论是输入还是输出，均需依靠编制好的程序，使用计算机来完成。研究表明，合成的报告可达到高精确度的要求。数字化测绘的失误率低，传统工程测量数据在经过多次转换后，难免会有误差，而在新的技术保障下，误差的概率极低，同时还可突破视距型误差等问题，可高效提升外业测量精度，技术应用安全可靠。

1.2自动化水平高

数字化测绘技术实践过程中，除了可以获得高清的测绘图外，其自动化程度也非常理想，可保障测量速度和误差。通过计算机的使用，可强化数据处理能力，实现数据的自动处理，提高数据处理精确度，满足各种制图要求。数字化测绘技术在数据获取、整合、分析等操作中优势显著，与此同时，应用该技术，还可以实现图示符号选择自动化。经过对比发现，传统手绘地形图难以满足较高的精度要求，为此需加大力度研究新的数字化生成图表技术，高质量降低数据的损耗，减少人为干扰。实践证实，采用新的技术后，测绘错误率明显下降。

2现代数字化测绘新技术及其在工程测量中的应用

2.1低空摄影测量

低空摄影测量是指使用飞行高度较低的无人机、飞艇、直升机等航空器搭载数字相机或激光扫描仪，对地表进行拍摄和测绘的技术。与传统的航空摄影测量相比，低空摄影测量飞行高度较低，因此可以获得更高分辨率的图像，更准确地获取地形、建筑物、植被等目标的细节信息。低空摄影测量的主要步骤包括：航线规划、飞行拍摄、地面控制测量、摄影数据处理和成果输出。在航线规划阶段，需要根据测绘目标、精度要求和设备参数，制定合适的飞行参数和拍摄方案。在飞行拍摄阶段，航空器按照规定的航线和高度进行飞行，同时进行连续或间断的拍摄。地面控制测量是为了获取图像的绝对定位信息，通常采用GPS技术进行。摄影数据处理是将拍摄得到的图像进行校正、拼接、数字化和解译等处理，获得所需的测绘成果。最后，根据需求输出相应的数字地图、影像图或三维模型等成果。测绘工程中，低空摄影测量有着广泛的应用价值，可以快速、大面积地获取地形信息，为工程设计提供基础数据，在道路、桥梁、隧道等工程的初步设计阶段，通过低空摄影测量获取地形剖面和地貌特征，为工程选线和方案设计提供决策支持。其次，低空摄影测量可以实时、动态地监测工程施工进度和质量，在大型基础设施建设过程中，通过低空摄影测量实时掌握施工现场的情况，及时发现和解决问题。

2.2倾斜摄影

倾斜摄影是特殊的航空摄影技术，区别于传统的垂直摄影，采用斜向角度对地面目标进行拍摄，可以获取地面物体的侧面信息，为三维模型的构建提供丰富的数据源。随着无人机和高分辨率数字相机技术的发展，倾斜摄影已经成为测绘工程中重要的数据获取手段。在航线规划阶段，需要综合考虑拍摄目标、地形、风速等因素，确定飞行高度、拍摄角度和重叠度。飞行拍摄阶段通常使用无人机搭载高分辨率相机，按照预定航线进行飞行，并进行斜向拍摄。地面控制点测量则用于提供影像的绝对定位信息，通常通过GPS技术进行。在数据处理阶段，首先进行影像校正，然后通过特征点匹配和空间重建算法，构建三维点云数据，通过三维模型重建技术，最后将点云数据转化为连续的三维模型。在城市规划和建筑设计中，通过倾斜摄影获得的三维模型可以为设计师提供真实的空间环境，帮助其进行更加精准的设计。在基础设施建设中，倾斜摄影可以实时监测施工进度，为项目管理提供数据支持。此外，倾斜摄影还可以应用于历史建筑保护、环境监测、灾害评估等多个领域。与传统测绘技术相比，倾斜摄影具有数据获取快速、处理流程简单、成本相对低廉等优点。但同时，也存在拍摄角度受限、地面遮挡问题、精度受制于设备和算法等问题。

2.3三维激光扫描技术在建筑测绘中的应用

三维激光扫描技术通过快速扫描物体收集大量的点云数据，形成物体的三维模型。在点云数据处理中，首先需要将点云数据转换为适合计算机处理的格式，称为“数据格式”。这通常使用数学算法，如NURBS、PCA或RTS等进行处理。三维激光扫描技术通过将点云数据转换为与原始坐标系一致的坐标系，以避免对物体进行过度采样或进行过多的数据处理。通过对点云数据进行建模，三维激光扫描技术可以得到物体的形状、尺寸和位置信息。然后，通过与原始数据的比较和融合，可以获得物体的真实尺寸和形状信息。相较于其他测绘技术，三维激光扫描技术的工作原理是通过快速、准确地获取物体的点云数据，并将其转换为适合计算机处理的格式，以便进行后续的测量和分析。

三维激光扫描技术在实际工程测量中的应用创新主要包括以下方面。

第一，能够精确测量大型物体。三维激光扫描技术可以快速准确地测量大型物体，如房屋、桥梁、铁路等。这是因为它可以通过高精度的采样和精细的三维模型获得准确的测量结果。

第二，实时获取测量数据。三维激光扫描技术可以在瞬间获取大量的测量数据，因此，可以在短时间内生成精确的测量结果，使三维激光扫描技术可以更快速地在工程现场完成测量，并为优化测量过程提供重要依据。

第三，立体成像技术。三维激光扫描技术可以利用立体成像技术，将扫描得到的点云转换为平面图像，以便更好地理解物体的整体形状和轮廓，使立体成像技术可以更准确地获得工程现场的三维模型，并且可以用于优化施工方案。

第四，实现自动化数据处理。三维激光扫描技术可以利用自动化数据处理技术，如PCA、NURBS等，实现对大量点云数据的快速处理和建模，可以大大提高测量效率，并为工程管理者提供更多有用的信息。

3结语

新型数字化测绘技术已为测绘工程带来了革命性的改变，提高了测量的精度和效率，提升了数据的可靠性和管理效益。尽管新技术的引入也带来了某些挑战，如需要专门的技能培训和设备投资，但总体而言，其带来的益处远远超过了其成本。随着技术的持续发展和完善，预计新型数字化测绘技术将在未来更广泛地应用于测绘工程，为更多的项目提供强大的技术支撑。为此，推动相关技术研究和应用，培训测绘人员，将为测绘工程行业带来长远的利益。

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