数字化测绘技术在工程测量中的应用探究

引言

工程建设项目的实施离不开精准的工程测量数据，从项目的前期规划、设计到施工建设以及后期的运营管理等各个阶段，工程测量都为其提供了关键的空间位置信息和地形地貌数据支持。传统的测量技术在测量效率、精度以及数据处理等方面存在诸多局限，已难以满足现代大型复杂工程项目的高精度、快速测量需求。数字化测绘技术应运而生，它借助先进的测量仪器、计算机技术、数据处理软件以及网络通信技术等，实现了工程测量的数字化采集、传输、处理、存储与管理，极大地提高了工程测量的整体水平和工作效率，为工程建设的顺利进行提供了有力保障。

1 数字化测绘技术的内涵

数字化测绘技术是将多种现代测绘技术与计算机信息技术相结合的综合性技术体系。它涵盖了数据采集、数据传输、数据处理与分析、成果输出等多个环节，通过使用诸如全球定位系统（GPS）、全站仪、数字摄影测量系统、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）等先进的测量设备和技术手段，将地物、地貌等空间信息转换为数字化的数据，再利用专业的软件进行数据的存储、管理、分析和表达，最终生成各种形式的数字化测绘成果，如数字地形图、数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）等，为工程建设提供全方位、高精度、实时更新的地理空间信息数据。

2 数字化测绘技术在工程测量中的具体应用

2.1 地形测绘

全站仪测量：全站仪是一种集电子测角、电子测距、电子记录于一体的测量仪器，操作人员可以通过全站仪快速获取地形点的三维坐标数据。在实地测量中，全站仪能够自动记录和存储大量的测量数据，并通过数据传输接口将数据传输到计算机中，再利用专业的地形测绘软件进行数据处理和成图。与传统的经纬仪测量相比，全站仪测量大大提高了地形测绘的效率和精度，尤其适用于中、小比例尺的地形图测绘以及地形复杂的区域。

数字摄影测量：数字摄影测量技术是基于航空摄影或卫星遥感影像，通过数字摄影测量软件对影像进行处理和分析，提取地形地貌信息并生成数字地形图等测绘成果。其工作原理是利用摄影测量的共线方程和共面方程，通过对多张影像的匹配和解算，获取地物的三维空间坐标。数字摄影测量具有覆盖范围广、数据获取快、自动化程度高等优点，能够在短时间内获取大面积的地形数据，适用于大比例尺地形图测绘以及地形起伏较大、难以进行实地测量的区域。

2.2 施工放样

RTK 技术放样：RTK 技术是实时动态差分 GPS 技术，它通过基准站和流动站之间的数据传输和差分处理，能够实时获取流动站的高精度三维位置坐标。在施工放样中，首先根据设计图纸确定放样点的理论坐标，然后将这些坐标输入到 RTK 的控制器中，流动站操作人员根据控制器的提示，将测量杆移动到设计位置，当流动站接收到的实时定位坐标与设计坐标相匹配时，即可确定放样点的实际位置。RTK 技术在室外工程施工放样中应用广泛，如道路放样、桥梁墩台放样、水利工程枢纽放样等，其放样精度可以达到厘米级，而且不需要通视，大大提高了放样工作的效率和便捷性。

全站仪配合放样软件放样：全站仪与专业的放样软件结合使用是施工放样中另一种常见的数字化方法。放样软件根据设计图纸的坐标数据和全站仪的测量数据，通过坐标转换和计算，自动引导全站仪进行放样。操作人员只需将全站仪设置在已知控制点上，按照放样软件的提示进行观测和调整，即可快速准确地将设计点位放样到实地。这种方法适用于精度要求较高的建筑物、构筑物的放样，如高层建筑的基础放样、工业厂房的柱基放样等，能够有效保证施工放样的精度和质量。

2.3 变形监测

GPS 监测系统：对于大型工程设施如桥梁、大坝、高层建筑等的变形监测，GPS 监测系统是一种有效的数字化手段。在监测对象上设置多个监测点，每个监测点安装 GPS 接收机，通过接收卫星信号获取监测点的三维位置信息。通过在不同时段对监测点进行重复观测，对比分析监测点坐标的变化情况，从而确定监测对象的变形情况。GPS 监测系统具有监测范围广、实时性好、不受地形和气候条件限制等优点，可以实现对大型工程结构物的长期、连续变形监测，及时发现和预警潜在的安全隐患。

全站仪自动化监测系统：全站仪自动化监测系统通过在监测区域设置全站仪观测站和多个监测点，利用全站仪的自动目标识别、自动跟踪测量等功能，实现对监测点的自动观测和数据采集。系统根据预设的观测频率和观测周期，定时启动全站仪进行观测，并将采集到的数据实时传输到监测数据中心进行处理和分析。全站仪自动化监测系统具有精度高、可靠性好、数据采集自动化程度高等特点，适用于对建筑物、边坡、隧道等工程对象的变形监测。

2.4 三维建模与可视化

基于三维激光扫描的建模：三维激光扫描技术是一种快速获取物体表面三维坐标数据的非接触式测量技术。通过三维激光扫描仪对工程对象或地形地貌进行全方位扫描，可以获取大量的三维点云数据。这些点云数据包含了物体表面的详细几何信息，通过专业的点云处理软件对数据进行滤波、去噪、网格化等处理，可以构建出高精度的三维模型。

基于 BIM 技术的工程可视化应用：BIM（建筑信息模型）技术是一种基于三维数字模型的工程信息集成和管理技术，数字化测绘技术作为 BIM模型数据采集的重要手段之一，为 BIM 技术的应用提供了基础数据支持。通过将数字化测绘获取的地形数据、建筑物几何数据等导入到BIM 软件中，构建出包含工程对象几何信息、属性信息以及空间关系的三维 BIM 模型。在工程建设过程中，利用 BIM 模型的可视化特性，可以进行工程设计方案的三维展示和比选，提前发现设计中的问题和碰撞冲突，优化设计方案；在施工阶段，基于 BIM 模型可以进行施工进度模拟、施工场地布置、施工工艺模拟等可视化管理，提高施工管理效率和工程质量安全；在工程运营维护阶段，BIM 模型结合数字化测绘的变形监测数据等，可以实现对工程设施的可视化巡检、设施管理、能耗分析等，为工程的全生命周期管理提供有力支持。

3 结论

综上所述，数字化测绘技术在工程测量领域的广泛应用，极大地推动了工程测量行业的发展和进步。从地形测绘、施工放样、变形监测到三维建模与可视化等多个环节，数字化测绘技术以其高精度、高效性、数字化与信息化等特点，为工程建设提供了高质量、全方位的测绘服务，提高了工程建设的科学性、合理性和安全性。未来，工程测量领域的从业者应紧跟技术发展趋势，积极应对挑战，加强技术创新和应用实践，不断提升数字化测绘技术水平，以满足日益增长的工程建设需求。

参考文献

[1] 丁旭强 . 数字化测绘技术在工程测量中的运用研究 [J]. 居业 ,2025,(03):205-207.

[2] 崔志伟 , 张博 , 韩宗文 , 等 . 数字化测绘技术在水利工程测量中的应用研究 [J]. 水上安全 ,2025,(06):148-150.