對工程測量與三維測繪技術(shù)發(fā)展的探究摘要:本文簡要闡述了工程測量的任務(wù)與技術(shù)工具，著重介紹了三維測繪技術(shù)在工程測量方面的發(fā)展情況，突出介紹了電子經(jīng)緯儀、全站儀、近景攝影機和三維激光掃描儀這四種三維測量系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用的傳感器，并提出了三維測繪技術(shù)的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞:工程測量三維測繪技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r作為一門研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運營管理階段所進行的測量工作的理論、技術(shù)和方法的應(yīng)用性學(xué)科，工程測量學(xué)為工程建設(shè)提供精確的測量數(shù)據(jù)和大比例尺地圖，保障工程選址合理，按設(shè)計施工和進行有效管理，在工程運營階段對工程進行形變觀測和沉降監(jiān)測以保證工程運行正常。工程測量是指在工程建設(shè)勘測設(shè)計、施工和管理階段所進行的各種測量工作，如設(shè)計測繪、地籍測繪、施工測量和竣工測繪等，測量各類工程在設(shè)計、施工、竣工和運營管理等階段所需的數(shù)據(jù)。為保證工程建設(shè)的每個階段的順利進行，首先就要依靠測量工作各項成果。工程測量的主要任務(wù)有:一是依據(jù)規(guī)定的符號和比例尺，把工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)的地貌和各種物體的幾何形狀及其空間位置繪成地形圖，并把工程建設(shè)所需的數(shù)據(jù)用數(shù)字表示出來，為規(guī)劃設(shè)計提供圖紙和資料;二是將擬建建筑物的位置和大小按設(shè)計圖紙的要求在現(xiàn)場標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)，按施工要求開展各類測量工作：進行竣工測量,為工程驗收日后擴建和維護管理提供資料;三是對于一些重要建筑物，在施工和運營期間進行變形觀測，以了解建筑物的變形規(guī)律，確保安全施工和運營,并為建筑結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)科學(xué)研究提供資料。1三維測繪技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求對生產(chǎn)的自動化流程、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗與監(jiān)控等進行快速、高精度的測量、定位，并給出運行軌跡或復(fù)雜形體的數(shù)字模型等。因此，興起了三維工業(yè)測量技術(shù)，它是以電子經(jīng)緯儀、全站儀、近景攝影機或三維激光掃描儀等為傳感器,在電子計算機和軟件的支持下形成了三維測量系統(tǒng)。三維工業(yè)測量系統(tǒng)分為三大類,以電子經(jīng)緯儀或全站儀為傳感器的工業(yè)大地測量系統(tǒng);以近景攝影機為傳感器的工業(yè)攝影測量系統(tǒng);以三維激光掃描儀為傳感器的激光掃描測量系統(tǒng)［1］。1.1電子經(jīng)緯儀隨著電子技術(shù)的發(fā)展,19世紀(jì)80年代出現(xiàn)了能自動顯示、自動記錄和自動傳輸數(shù)據(jù)的電子經(jīng)緯儀，它的出現(xiàn)標(biāo)志著測角工作向自動化邁出了新的一步。電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀相比，雖然外形結(jié)構(gòu)相似,但測角和讀數(shù)系統(tǒng)有很大的區(qū)別，它采用了光電技術(shù),通過數(shù)字顯示,可通過輸出端口直接輸出測量結(jié)果。全站儀可以同時測量角度和距離，是一個標(biāo)準(zhǔn)的三維測量儀器。全站儀擁有以下特點:水平角、垂直角、斜距自動顯示,自動計算鏡站坐標(biāo)、高程、平距等數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)記錄和存儲方式多樣:內(nèi)存、PCMCIA卡、串口通訊;對水平角和垂直角自動進行補償;對距離進行氣象改正和儀器常數(shù)改正;提供數(shù)字或圖形形式的電子氣泡用于整平;激光對點器;提供豐富的應(yīng)用程序，例如:坐標(biāo)放樣、導(dǎo)線測量、后方交會、面積計算、懸高測量等;軟件可升級，支持用戶開發(fā)應(yīng)用程序;自動跟蹤照準(zhǔn)棱鏡;無合作目標(biāo)測距。但在傳統(tǒng)的2+1維測量中，采用水準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)面，使其結(jié)果受到大地水準(zhǔn)面精度的影響［2］。1.3近景攝影測量近景攝影測量擁有以下特點:可以瞬間獲取被測物體大量物理信息和幾何信息;可以在不傷及測量目標(biāo)，不干擾被測物自然狀態(tài)以及惡劣的環(huán)境下測量;適合于動態(tài)物體外形和運動狀態(tài)測定的手段，適用于微觀世界和較遠目標(biāo)的測量手段;基于嚴(yán)謹?shù)睦碚摵同F(xiàn)代的硬軟件，可提供相當(dāng)高的的精度和可靠性的測量手段;是一種基于數(shù)字信息和數(shù)字影像技術(shù)以及自控技術(shù)的手段;可提供基于三維空間坐標(biāo)的各種產(chǎn)品［3］。近景攝影測量的主要攝影設(shè)備有量測攝影機、格網(wǎng)量測攝影機、半量測攝影機、非量測攝影機主要攝像設(shè)備有CCD相機、電視攝像機、高分辨率電視攝像機等。三維激光掃捕儀是近幾年發(fā)展起來的一種三維測量儀器，它是通過高速激光發(fā)射器運用激光測距原理(包括脈沖激光和相位激光)，瞬時測得空間三維坐標(biāo)值的測量儀器。它擁有以下特點:超高速的掃描能力;簡潔，便攜，易用;測距長;準(zhǔn)確、低噪音的數(shù)據(jù);多種的掃描控制選項;集成了傾斜傳感器，提高了掃描數(shù)據(jù)的精度等，因此應(yīng)用普及速度非?？?。該儀器不依賴于水準(zhǔn)面，不受大地水準(zhǔn)面精度的影響。2三維測繪技術(shù)的發(fā)展趨勢21世紀(jì)初是實現(xiàn)地圖生產(chǎn)為主向地理信息服務(wù)為主的轉(zhuǎn)變階段,即向信息化測繪發(fā)展的階段。信息化測繪是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，充分利用空間技術(shù)和信息技術(shù)，實現(xiàn)快速靈活地為社會經(jīng)濟提供地理信息綜合服務(wù)的一種現(xiàn)代化測繪模式，它是繼傳統(tǒng)測繪和數(shù)字化測繪后，測繪發(fā)展的一個新階段。它具有數(shù)據(jù)獲取實時化、數(shù)據(jù)處理自動化、信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、信息應(yīng)用社會化等特征。在這樣的形勢下,三維測繪技術(shù)正向著高科技和數(shù)字化方向發(fā)展，其中“3S”技術(shù)是現(xiàn)代三維測繪技術(shù)的代表?！?S”是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)的合稱。大地測量自采用快速高精度空間定位技術(shù),特別是GPS技術(shù)以來，逐步從靜態(tài)大地測量發(fā)展到動態(tài)大地測量，作用范圍從地球局部區(qū)域擴展到全球，研究對象從地球表面幾何形態(tài)深入到研究地球內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)及其動力學(xué)機制,傳統(tǒng)大地測量理論和技術(shù)將產(chǎn)生重大變革。應(yīng)用大地測量技術(shù)對地殼運動和海平面變化進行精確監(jiān)測和研究，及時對因環(huán)境變化而產(chǎn)生的自然災(zāi)害做出精確預(yù)報將受到普遍的重視。地理信息系統(tǒng)已在某些專業(yè)得到應(yīng)用并進入商品化生產(chǎn)的階段，計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，使GIS向多樣化和分布式處理邁進。在側(cè)重信息存儲、數(shù)據(jù)庫建立、查詢檢索、統(tǒng)計分析和自動制圖等基本功能的基礎(chǔ)上,GIS逐步進入開發(fā)分析、評價、預(yù)測、決策支持模型以及增加智能化功能的發(fā)展階段。GIS將各種空間信息與自然、社會、經(jīng)濟及其他要素相結(jié)合，用于研究局域和全球性問題。光盤存儲技術(shù)、可視化技術(shù)、多媒體技術(shù)在GIS中的應(yīng)用也日益引人注目。3結(jié)語綜上所述，伴隨著不斷進步的科學(xué)技術(shù)，工程測量的儀器也越來越先進。尤其是三維測繪技術(shù)在工程測量上的運用，更是促進了工程測量的進步，使得工程測量從傳統(tǒng)測繪，經(jīng)數(shù)字化測繪，再轉(zhuǎn)為信息化測繪,三維測繪技術(shù)也隨之