浅谈工程测量与三维测绘技术的发展
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浅谈工程测量与三维测绘技术的发展 投稿：梁蕉蕊
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2007年 第3期 测 绘 通 报 1 文章编号:049420911(2007)0320001207中图分类号:P229 文献标识码:B 我国海洋测绘技术的新进展 刘雁春,暴景阳,李明叁 (海军大连舰艇学院海测工程系,辽宁大连116018) NewP…
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２０１０年第０２期
１１垫箜！！！塑２
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沿海企业与科技
ＮＯ．０２。２０１０
！ｇ旦望坚！坐ｉ！皇ｋ塑Ｑ：！１２２
浅谈工程测量与三维测绘技术的发展
叶
飞
［摘要］工程测量技术领域涉及的内容非常广泛，包括控制测量、数字化测图、工程施工测量、工程竣工测量、变形
监测、城市测量、交通工程测量、管线测量等内容。随着测绘科学技术的快速发展，工程测量技术的发展也非常快。综合近几
年的工程测量发展情况，预测未来，作者认为：三雏测绘技术、地下管线智能化探测与管理技术、数字城市地理空间框架等三方面将是未来工程测量科技发爰有较大影响的核心技术。
［关键词］工程测量；三雏测绘；数字测绘
［作者简介］叶飞。海南省农垦设计院，海南海口，５７０２２６［中圈分类号］Ｐ２０８
［文献标识码］Ａ
［文章编号］１００７—７７２３（２０１０）０２—００５９—０００３
工程测量是－ｔｌ应用科学，是研究各种工程建设中测量方法和理论的一门学科，直接为我国现代化建设服务。它主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段进行地形和有关信息采集、处理、施工放样、变形观测、分析与预报的理论和技术以及与这些研究对象有关的信息管理和使用。工程测量有着悠久的历史，随着科学技术的
发展和工程建设规模的不断扩大，工程测量的技
定三维目标的几何形状、空间位置和空间姿态，对目标进行三维重建并尽可能真实地在计算机上再现目标的技术。目前的测绘都是基于２＋１维理论
而建立起来的测量体系：二维确定目标的平面位
置，一维确定目标的高程。
（一）问题的提出
２＋１维测绘技术经过几百年的发展，已达到了比较完善的程度；但随着社会和科技的发展，２＋１
维测绘的成果已不能完全满足社会发展和经济建设的需要。下述问题的出现使得三维测绘技术日益迫切。
术面貌也发生了崭新的变化。首先，工程测量技术从光学和机械一体化的常规测量仪器，向光学、机械、微电子技术和计算机技术一体化的自动化和智能化测量系统方向发展。传统的测量采用布设三角网、导线网、三角高程网、三四等水准测量等方法，通过测量角度、距离、高差来计算大地平面坐标和高程。ＧＰＳ技术应用可直接获取平面和高程三维坐标，利用经纬仪、水准仪、大平板仪、电子经纬仪、光电测距仪、激光施工测量仪、全站仪等仪
器进行地形测量、直线放样、高程放祥、定点放样
１．２＋１维地图不符合人们的生活环境２＋１维地图实际上是从空中俯瞰地面的情况，而人们绝大多数时间都生活在地面，人们在街上行走，看到的都是周围的三维景象，这些景象在２＋Ｉ维地图上无法表达。例如房屋的立面形状、房屋室内的情况，等等。
２．城市规划
等测量工作。其次，随着科学技术的发展，测绘的各学科互相交叉、渗透和融合，工程测量等测绘学科向与其他多种学科综合的方向发展，产生新的综合性信息采集、处理、监控和管理系统。如：ＧＩＳ地理信息系统、ＧＰＳ定位技术等。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化，面向２１世纪的我国工程测量技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。
城市规划，特别是旧城改造规划，已经开始三
维规划。为城市规划和工程规划服务是工程测量
的一个重要应用领域，三维测绘应及时跟上。
３．工程设计
现在三维工程设计已经出现，三维ＣＡＤ的软件已经普及。工程设计要在现状图的基础上进行，所以现状图也应是三维图，这也要求我们必须实现三维测绘。
４．工程施工
现在很多复杂工程的施工，都不是按照传统的一层一层从地面向空中进行施工，而是进行立体
的吊装式施工，例如鸟巢、国家大剧院以及中央电
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一、三维测绘技术在测量中的应用
三维测绘就是测量目标的空间三维坐标，确
万方数据
视台都是如此。这也要求我们的施工测量应该是
三维测量。
（二）三维测绘的现状
三维测绘的需求是迫切的，但其现状并不乐观，发展很不平衡。下面从三维测量仪器说明三维测量技术的现状。三维测量仪器有卫星定位测量系统、全站仪、摄影测量仪器、三维激光扫描仪、激光跟踪仪、关节臂三坐标量测仪。前三种仪器是大家所熟悉的三维测量仪器。三维激光扫描仪是近几年发展起来的新型三维测绘仪器。后两种仪器
是工业测量中常用的仪器。
１．卫星定位测量系统
卫星定位系统所获得的点位坐标是地心直角坐标系中的三维坐标，是真正的三维测量系统。其测量精度非常高，双频ＧＰＳ的点差分测量精度可到业毫米级。目前有一种错误的做法，将卫星定位的结果转换到大地坐标系，与传统的２＋ｌ维测量结果进行比较，其差值肯定很大。原因是二维测量
受大地水准面不精确的影响，精度较差。
２．全站仪
全站仪可以同时测量角度和距离，是一个标准的三维测量仪器。但在传统的２＋１维测量中，采用水准面作为基准面，使其结果受到大地水准面精度的影响。
３．三维激光扫描仪
三维激光扫描仪是近几年发展起来的一种三维测量仪器，由于其扫描速度快、点位精度高、点密度高，应用普及速度非常快。该仪器不依赖于水准面，不受大地水准面精度的影响。
（三）发展方向
三维测量技术在仪器方面已经做好了充分准备，但在标准与规范的制定、理论方面的研究、软件方面的研制、三维地理信息系统研究、三维测量与２＋１维测量的关系等方面还有很多问题需要研究，是今后的发展方向。
１．三维地理信息系统研究
众所周知，测绘是ＧＩＳ的前端系统，有了三维测绘的数据，就可实现三维ＧＩＳ了。要加强３ＤＧＩＳ的研究，尽快研制出３ＤＧＩＳ软件系统。
２．三维测量的理论研究
从２＋ｌ维系统进入到三维系统，虽然坐标维
数没有增加，但复杂性却大大增加。２＋１维空间实际上是一个鸟瞰空间，只描述了从上往下看地球表面的情况。而真正的三维空间不仅从上往下看，还要从下往上看，从里往外看，从外往里看，从左
６０
万
方数据往右看，从右往左看，从前往后看，从后往前看，也
就是要全方位地表达目标。要研究这种系统下对
空间目标的测量、存储、管理、查询、传输和表达方
法。
３．三维测量软件研制
现在不论是大地（控制）测量软件还是数字化测图软什，都是基于２＋１维系统的软件。必须在三维测量理论的基础上研制三维测量软件系统。
二、摄影测量技术在工程测绘中的应用
摄影测量技术已越来越广泛地在城市和工程测绘领域中得以应用。摄影测量由于高质量、高精度的摄影测量仪器的研制生产，结合计算机技术中的应用，使得其能够提供完全的、实时的三维空间信息，不仅不需要接触物体，而且减少了外业工作量，提高了测量精度，提高了效率，并能提供品种
繁多的成果。在城市和工程大比例尺地形测绘、地
籍测绘、公路、铁路以及长距离通讯和电力选线、描述被测物体状态、建筑物变形监测、文物保护和医学上异物定位中都起到了一般测量难以起到的作用，具有广泛的应用前景。由于全数字摄影测量工作站的出现．为摄影测量技术应用提供了新的技术手段和方法，该技术已在一些大中城市和大型工程勘察单位得以引进和应用。由于技术在摄影中的应用，大量减少并加快了野外控制点联测工作，大大提高了航测成图的效率与效益，使得工程摄影测量向自动化、数字化方向迈进。
三、测绘传感器的研究
应用与集成进一步发展传感器是一个非常广
了解和掌握工程的安全状态，以综合分析建筑物的实时状态。因此，也就需要充分利用传感器的自四、大型和精密工程测量与工业测量得
随着国民经济建设的飞速发展，大型工程建设
义的概念，可泛指各种能自动化、高精度地采集数
据的设备。ＣＰｓ接收机、马达驱动的全站仪、ＣＣＤ数码相机以及工程岩土位移伸缩计等都属于传感器。当今，高精度和实时性是保证结构复杂的大型工程安全施工和运营的重要保障。这就要求不同知识和专业领域的科技人员共同合作，较全面地动化和高精度的特点，来实现数据的自动采集、传
输、处理和表达。
到迅速发展
以及工业自动化生产线和超高精度的设备安装及大型工程建造与运营过程的安全监测等不断增加，都对工程测量工作提出了新的更高的特殊要求。为了保证这些规模巨大、技术先进、设备精尖
和生产过程高度自动化的建设工程和工业生产，按设计要求顺利施工、安装和正常生产运营，并保
证质量和安全，需要采用高精度的特殊方法进行
特殊的、精密的工程建设不断增多，相应对工程测量技术的要求也越来越高。三维测绘技术、地下管线智能化探测与管理技术、数字城市地理空间框架是工程测量技术今后几年的重要发展方向。由于工程测量技术领域涉及的范围广，还有可能出
现新的重要发展领域，我们要随时关注工程测量
测量保障，便形成了特种精密工程测量和工业测量。特种精密工程测量是将现代大地测量学和计量学等学科最新成就结合起来，运用现代测绘技术新理论、新方法和新技术，使用专用的仪器和设备，以高精度与高科技的特殊方法和技术，应用于
特种工程和工业生产的测量工作。
新技术的出现和发展，努力推动和促进我国的工程测量技术赶上和超过世界先进水平，使工程测量技术向电子化、自动化、数字化、信息化方向迈进。这是工程测量技术发展的基本目标。
五、结语
随着我国国民经济的飞速发展，各种复杂的、
（上接第６５页）
四、结论
通过对风机系统的全面技术改造，可以保证鼓风机的安全运行，延长鼓风机的使用寿命，满足根据曝气池需氧量自动调节供气量的工艺要求。因此，无论在降低能耗、减少操作人员劳动强度，还是提高生产效率上，这次技术改造都起到了重要的作用。
［参考文献］
本方案采用Ｐｒｏｆｉｂｕｓ网络，可大量减少硬接线的工作量。Ｓ５到ｓ７—２００改造替换的是ＰＬＣ系统，连接的也是原来的Ｉ／Ｏ电缆。状态点到中控室是采用通信的方式，不需额外连接电缆，无需再次接线，减少了工作量，也缩短了工程周期。通信既可传送Ｉ／Ｏ信号也可传送内部数据，传送的数据量更多、更为可靠，维护的工作量也更少。
鼓风机系统采用的是Ｐｒｏｆｉｂｕｓ子网方式，和原来通信网络相对隔离，不会因为本系统的故障造成原来通信网络的瘫痪，可靠性更高。而且，即使鼓风机网络出现故障，由于是在原来就地控制上扩展的功能，就地仍然可以正常进行调节和操作，不会有任何影响，达到备份调节的功能。
［１］李梦筱，周丽华．污水处理厂的自动控制系统［Ｊ］．机电产
品开发与创新，２００４，１７（３）．
［２］张捷．污水处理厂鼓风机系统的改造［Ｊ］．中国给水排水．
２００５，（９）．
６１
万方数据
浅谈工程测量与三维测绘技术的发展
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
叶飞
海南省农垦设计院,海南海口,570226
沿海企业与科技
COASTAL ENTERPRISES AND SCIENCE & TECHNOLOGY2010，
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