三维测绘技术与工程测量技术的应用与发展研究
沈征宇
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摘要：三维测绘技术在工程测量中是主要技术，在我国社会快速发展的背景下，各种新技术被应用到工程测量领域，特别是三维测量技术和工程测量技术的应用水平不断提升，能够有效提高工程测量的效率与质量。三维测绘技术与工程测量技术应用的价值较高，既能够促进工程测量的高效进行，获取准确可靠的测量数据，也能够为工程设计、工程施工提供更多的支持。虽然三维测绘技术与工程测量技术发挥出较好的使用效果，但是也要认识到三维测绘技术与工程测量技术依旧存在一些不足，需要根据技术应用情况对其进行深入研究，促进三维测绘技术与工程测量技术的进步和发展，使其能够更好地服务于建筑行业。
关键词：三维测绘技术；工程测量技术；应用分析
引言
建筑施工场地是建筑施工的主要场所，也是保障施工作业顺利进行的关键，故提出基于三维激光扫描的建筑施工场地测绘技术研究。提出技术有效地降低了测绘数据误差，提升了测绘模型与实际建筑施工场地匹配度，为建筑施工提供更加有效地助力。
1无人机倾斜摄影测量原理
无人机倾斜摄影测量技术是由传统摄影测量和计算机图像处理交叉融合发展而来的一项新技术。在飞行器上搭载倾斜摄影相机，从不同的拍摄角度采集地形地物影像，并利用导航和惯导装置获取影像拍摄瞬间准确的外方位元素。将采集的照片连同获取的ＰＯＳ数据导入建模软件可生成三维实景模型，然后使用三维采集软件，从模型上采集目标要素完成倾斜摄影测量工作。①成本低廉、采集效率高。随着无人机技术、非量测相机技术、ＧＰＳ定位技术和三维建模技术的快速发展，无人机倾斜摄影的软、硬件成本得到了有效控制。ＧＰＳ与惯导的集成融合能够让倾斜相机获取带有准确内、外方位元素的航空照片；只需少量像控点，三维建模软件即可快速生成可量测的实景三维模型。②成果形象生动、所见及所得。实景三维模型是对真实世界的还原，在三维采集软件中测量所需的数据，直观明了，省去判断解读地物的过程。
2三维测绘技术的应用与发展分析
2.1三维激光扫描仪
不同地区具备明显的特征差异，因此选择扫描方案时，必须按照实际情况分析，联合已控制的点分布特征。1.坐标系扫描。扫描仪、靶标扫描时，均要放置在控制点位置，简化扫描流程，保证扫描效率。通过业内数据，明确点云位置、方向。2.碎部控制扫描法。此种方法的扫描仪，不能架设在已知控制点。外业采用常规测量法，获取云中数据、信息，掌握三维坐标数据。内业使用各站同名碎部控制法，确保数据配额与定向。3.靶标配准法：扫描操作时。无须控制在已知控制点，利用邻近站点的靶标，明确邻近站点的关系。在操作期间，选取少量碎部控制点。内业利用同名靶标球，可以实现邻近站点的配准，从而明确点云的方向。
2.2无人机载激光雷达技术
将无人机载三维激光扫描技术应用于房地一体项目中，能减少外业人力物力需求，缩短作业周期，提高作业效率，该技术方法具有如下优点：①作业效率高。外业航飞时不需要进行图根或像片控制测量，直接架设基站后使用无人机采集点云即可。飞行获取的原始点云数据，只需要进行POS解算和激光点云解算两个过程，数据量较之于倾斜模型小、数据处理速度快。②能穿透植被采集地物点。机载激光雷达采用多次回波技术对植被具有一定的穿透能力，有效解决了倾斜摄影测量方式难以获取植被覆盖区域完整地形这一难题，能获取更加完整的点云数据。③特征点采集精度高。利用专业软件加载点云采集“房地一体”所需特征点（如房角点）时，不需要对墙角的准确位置进行推理和判断，激光点云房角点可直接采集获取。像控点的布设及测量为航测内业成图提供了必要的平面和高程控制成果，是保证成图精度的关键环节。测区均匀布设像控点，并保证测区拐点处布设控制点，个别困难地区在保证后处理精度的情况下可适当放宽，灵活调整。像控点全部为地标或已有地物像控点，地标像控点在航飞前铺设地面标志，然后进行像片判刺和外业测量。不同航摄分区单独布设像控点，不同分区重叠区域应布设共用像控点，便于空三成果的分区接边。为检核内业加密点及项目成果的精度，同时在测区内均匀布设检查点，检查点精度同平高控制点精度，检查点需选在明显的地物点上，位置应远离区域网控制点和全野外高程点，检查点成果单独整理交质量检查部门使用。
2.3施工场地三维模型构建
（1）建筑施工场地测绘过程中，由于工作人员、设备、植被等的遮挡，致使部分点云数据缺失；（2）部分区域材料具有吸光性或者颜色偏深，致使激光产生散射现象，无法获取相应的点云数据；（3）点云数据预处理过程中，Cyclone软件相关参数设置不当，此种情况也会致使封装模型存在孔洞；（4）建筑施工场地物体表面材质不同，其激光反射强度也存在着较大的差异。若存在反射系数较大的物体，会干扰扫描仪的回波信号，造成点云数据偏差或者缺失，从而造成封装模型的孔洞。
2.4无人机遥感技术
无人机遥感技术，可以更好地对各种信息进行收集，满足当前公路工程建设需求，它可以将各种信息进行有效传递，并传送至信息化管理平台，及时对当前实际情况进行了解。一旦出现相应问题，及时做出优化调整，制定科学合理施工方案。在整个施工过程中起到良好的指导作用，对此方面的灵活应用，通过手动与自动方式对整体信息进行收集和处理，此项技术会使得整个测绘工作效率全面提高，真正实现了对传统技术方法的优化。
3三维测绘技术的发展趋势
三维测绘技术在工程测量中体现出较大的优势，为发挥三维测绘技术具有的整体价值，应加强对这一技术的研究，促进三维测绘技术朝着更好的方向不断发展。三维测绘技术的发展趋势如下：（1）三维测绘技术与通信技术、计算机技术有效融合，进一步完善地理信息系统，使其具备更多的功能，方便进行信息数据的储存，构建数据库，为测绘工作提供可靠的信息支持；（2）基于3S技术的测绘技术，使测绘工作的数字化水平不断提升，能够提高工程测量的精度，降低决策管理的工作难度；（3）通过大地测量技术对海平面的变化、地壳运动进行实时监测，及时做出预警预报，对建筑结构受损进行预防，确保建筑使用安全，维护建筑使用者的生命安全与财产安全。
结束语
在现代技术支持下，研发出三维激光扫描技术，操作性、稳定性较高，所以成为主流测绘技术。该项技术的优势，在于快速获取三维信息。三维建模，可以整合点云数据、实景照片，全面呈现出建筑体，同时可以复制建筑的特征。对于竣工测绘数据，则要借助测量模型获取数据，缩短外业测绘时间，增加信息承载量；同时，促进传统测绘的内业模式变革，减少建模时间，缩短图纸绘制时间，保障内业制图的精度，成为先进的测绘方法。无人机三维测绘技术还可以服务于各行各业的信息化建设。随着技术的进一步发展，未来无人机三维测绘技术将会为越来越多的智慧化行业应用提供数据支撑，进而助推数字中国、实景三维中国、智慧城市等的建设。
参考文献
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[3]热汗古丽·买买提.道路工程测量中数字化测绘技术应用:评《三维测绘新技术》[J].工业建筑,2021,51(3):205.
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