测绘新技术在测绘工程测量中的应用分析
任国栋
武汉锐进铁路科技股份有限公司 430000
在基础设施建设、城市规划、资源勘探等众多领域,测绘工程测量作为获取地理空间信息的关键环节,发挥着至关重要的作用。传统的测绘技术,如全站仪测量、水准测量等,在长期的工程实践中为测绘工作提供了有力支撑,但随着现代工程建设规模不断扩大、地形条件愈发复杂,传统测绘技术逐渐暴露出效率低、精度不足、受环境制约大等局限性。无人机测绘、三维激光扫描、卫星导航定位等测绘新技术的出现,凭借先进的传感器技术、数据处理算法和智能化手段,有效弥补了传统技术的不足。
1 测绘工程测量现状与新技术应用需求
1.1 测绘工程测量的发展现状
当前,测绘工程测量行业正处于快速变革与发展阶段。随着国家基础设施建设的持续推进,城市轨道交通、桥梁隧道、大型水利工程等项目不断涌现,对测绘工程测量的精度、效率和数据完整性提出了更高要求。传统测绘手段与数字化、智能化技术并行,部分项目仍在沿用全站仪、水准仪等传统设备,但同时,地理信息系统(GIS)、遥感(RS)等数字化技术已广泛应用于测绘数据的管理与分析。此外,行业对测绘成果的应用范围也在不断拓展,从单纯的地形测量、工程放样,逐渐延伸至城市三维建模、灾害监测预警等领域。
1.2 传统测绘技术在工程测量中的局限性
传统测绘技术在工程测量实践中存在诸多局限性。全站仪测量依赖通视条件,在山区、丛林等植被茂密或地形起伏较大的区域,因难以建立稳定的测站和通视线路,测量工作往往难以推进,且测量效率极低。水准测量需要人工逐点测量,劳动强度大,测量速度慢,在面对长距离高程测量任务时,误差积累问题突出,难以保证测量精度。此外,传统测绘技术多为单点测量,数据采集离散,无法快速构建地形的全貌信息,在地形复杂区域,易出现数据缺失或不完整的情况。同时,传统测绘设备受天气条件影响较大,在恶劣天气如暴雨、大雾、沙尘等环境下,设备无法正常使用,导致测量工作中断,严重影响工程进度。
1.3 测绘工程测量对新技术的应用需求
为解决传统测绘技术的弊端,满足现代工程建设的高标准要求,测绘工程测量迫切需要新技术的应用。首先,需要具备高效数据采集能力的技术,能够在短时间内获取大范围、高精度的地形地貌信息,以适应大规模工程测量任务的时效性需求。其次,要求新技术具备良好的环境适应性,在复杂地形、恶劣气候条件下仍能稳定工作,确保数据采集的连续性和准确性。再者,随着工程建设对数据应用的多样化需求,测绘技术需具备强大的数据处理与分析能力,能够自动生成可视化的三维模型、地形剖面图等成果,为工程规划、设计和施工提供直观的决策依据。
2 测绘新技术在工程测量中的具体应用
2.1 无人机测绘技术在工程测量中的应用
无人机测绘技术凭借其灵活机动、高效便捷的特点,在工程测量领域得到广泛应用。在实际作业中,无人机搭载高清相机、激光雷达等传感器,通过预设航线在低空对目标区域进行多角度、多光谱数据采集。其原理是利用全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)实现精准定位与稳定飞行,采集的数据经专业软件处理后,可生成高精度的数字正射影像(DOM)、数字高程模型(DEM)和三维实景模型。在地形测量方面,无人机可快速覆盖大面积区域,尤其适用于山区、丘陵等地形复杂地区,能够获取传统测量手段难以到达区域的数据。在工程建设监测中,通过定期对施工区域进行无人机测绘,可实时掌握工程进度,监测地形变化,及时发现施工偏差,为工程管理提供有力支持。
2.2 三维激光扫描技术在工程测量中的应用
三维激光扫描技术基于激光测距原理,能够快速获取物体表面的三维坐标信息,形成高密度点云数据。该技术具有非接触式测量、数据采集速度快、精度高、可完整记录物体表面细节等特点。在工程测量中,三维激光扫描技术常用于建筑物变形监测、隧道断面测量、矿山地形测绘等场景。例如,在建筑物变形监测中,通过定期扫描建筑物表面,对比不同时期的点云数据,可精确分析建筑物的沉降、倾斜等变形情况,及时发现安全隐患。在隧道工程中,三维激光扫描可快速获取隧道断面的三维数据,用于检测隧道开挖轮廓是否符合设计要求,为隧道施工质量控制提供数据保障。此外,利用点云数据构建的三维模型,可为工程设计和施工方案优化提供直观的可视化参考。
2.3 卫星导航定位技术在工程测量中的应用
卫星导航定位技术(如 GNSS)通过接收卫星信号,实现对地面目标的高精度定位与测量。在工程测量中,GNSS 技术可用于控制测量、地形测量、变形监测等多个环节。在控制测量方面,GNSS 静态测量能够快速建立高精度的控制网,为后续测量工作提供基准。在地形测量中,GNSSRTK(实时动态)技术可实现厘米级定位精度,作业人员只需在待测点上短暂停留,即可获取该点的三维坐标信息,大大提高了测量效率。在变形监测领域,通过在监测点安装 GNSS 接收机,可实时获取监测点的位移数据,对建筑物、桥梁、大坝等工程设施进行长期、自动化的变形监测,及时掌握其运行状态。
3 测绘新技术应用的发展趋势与优化策略
3.1 多技术融合在工程测量中的发展方向
未来,测绘新技术将朝着多技术融合的方向发展。无人机测绘与三维激光扫描技术的融合,可实现优势互补。无人机负责快速获取大范围的地形数据,三维激光扫描则对重点区域进行高精度细节采集,两者结合能够生成更加完整、精确的三维模型。卫星导航定位技术与惯性导航系统(INS)的集成,可在卫星信号受遮挡的区域(如峡谷、室内)依然保持高精度定位,拓展了测绘技术的应用范围。将人工智能(AI)和大数据技术融入测绘数据处理流程,可实现数据的自动识别、分类与分析,快速提取地形特征信息,生成智能测绘成果,为工程决策提供更高效、准确的支持。
3.2 测绘新技术应用的精度提升与效率优化
提升测绘新技术的精度与效率是未来发展的重要方向。在硬件方面,研发更高性能的传感器,如高分辨率相机、高精度激光雷达和卫星信号接收机,可提高数据采集的质量和准确性。同时,优化设备的通信和数据传输能力,减少数据传输延迟和丢失,确保数据采集的实时性。在软件层面,不断改进数据处理算法,利用深度学习、机器学习等技术优化点云滤波、图像匹配、三维建模等算法,提高数据处理的自动化程度和精度。
4 结语
测绘新技术的应用为测绘工程测量带来了革命性变化,显著提升了测量工作的精度、效率和智能化水平。无人机测绘、三维激光扫描、卫星导航定位等技术在不同工程测量场景中展现出独特优势,有效解决了传统技术面临的诸多难题。应当加强对测绘新技术的研发与改进,优化数据处理算法,降低设备成本;注重专业人才培养,完善质量保障体系,以促进测绘新技术在测绘工程测量中更广泛、更高效的应用,推动测绘行业持续健康发展。
参考文献
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