测绘新技术在测绘工程测量中的应用分析
梁婷婷
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引言
工程水平是一个城市发展的根基,能够给我国各个领域的发展创造良好的根基。工程技术的发展是我国建筑行业发展的重点,而工程的建设中包含的技术也同样得到了国家的重点扶持。
一、测绘工程测量理论基础与技术发展趋势
1.1 测绘工程测量的基本概念与任务
测绘工程测量是以地球表面及近地空间的自然和人工地理要素为对象,运用测量仪器、技术与方法,获取、处理和分析空间位置、形态及属性信息的专业领域。其核心任务涵盖地形测量、工程控制测量、施工测量、变形监测等多个维度,地形测量旨在通过测绘地形图,直观反映地貌、地物特征,为城乡规划、资源开发提供基础数据。
1.2 测绘新技术发展背景
测绘新技术的蓬勃发展源于多重驱动因素。计算机技术的迭代升级为测绘数据处理与分析提供了强大支撑,云计算、大数据技术实现海量测绘数据的高效存储与快速处理,人工智能算法则助力空间信息的智能提取与预测分析。通信技术的进步,保障了测绘数据的实时传输与共享,使远程测量与协同作业成为可能;传感器技术的革新,包括高精度惯性导航、激光雷达等传感器的应用,显著提升了数据采集的精度与效率。
1.3 测绘新技术发展趋势
测绘新技术将呈现三大发展趋势。高精度化,随着量子测量技术、卫星导航系统的完善,定位精度将从厘米级向毫米级甚至亚毫米级突破,满足桥梁健康监测、地下管线精准探测等高精度需求。智能化与自动化,无人机、移动测量车等智能设备实现无人化数据采集,结合 AI 算法自动识别地物、生成测绘成果,大幅减少人工干预;智能监测系统通过物联网传感器实时采集数据,自动分析变形趋势并预警,提升应急响应能力。
二、测绘新技术原理与分类
2.1 卫星导航定位技术
卫星导航定位技术基于空间卫星星座与地面接收设备协同工作,通过多颗卫星信号的时间差计算实现定位。结合卫星已知坐标,通过空间后方交会原理确定用户三维位置。实时动态定位(RTK)技术通过基准站与流动站数据交互,消除卫星信号误差,定位精度可达厘米级,广泛应用于道路放样、土地确权。精密单点定位(PPP - RTK)技术则突破传统 RTK 作业距离限制,实现全球范围内高精度定位,为海洋测绘、自动驾驶提供技术支撑。
2.2 航空航天遥感技术
航空航天遥感技术借助搭载传感器的飞行器或卫星,从高空或外层空间获取地球表面信息。无人机航测系统由飞行器平台、传感器、地面控制系统组成,通过设定航线,飞行器按规划路径飞行并拍摄高分辨率影像,经空三加密、影像匹配等处理,生成数字正射影像(DOM)、数字高程模型(DEM)。卫星遥感则依托高分辨率光学卫星、雷达卫星,实现全球范围、周期性对地观测。光学卫星利用地物对电磁波的反射特性成像,雷达卫星通过主动发射微波并接收回波获取数据,可穿透云层、昼夜作业,在洪涝灾害监测、冰川变化研究中发挥不可替代的作用。
2.3 三维激光扫描技术
三维激光扫描技术基于激光测距原理,通过高速激光脉冲扫描目标物表面,获取海量三维坐标点云数据。地面激光扫描仪以仪器自身坐标系为基准,发射激光束并测量反射光的飞行时间,计算目标点到仪器的距离,结合水平与垂直角度,确定点的三维坐标;车载移动测量系统则将激光扫描仪、GNSS、惯性导航系统(INS)集成于车辆,在行
驶过程中动态采集道路及周边环境数据。
2.4 地理信息系统(GIS)技术
地理信息系统是指将计算机科学、地理学、测绘学相结合的一种空间信息处理系统,它有数据的采集、储存、分析及可视显示功能,主要由计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据与系统用户 4 个方面组成,利用矢量数据及栅格数据两种数据模型,对地理要素进行数字化表示。GIS 能够实现空间查询、空间分析以及三维可视化。
三、测绘新技术在工程测量中的应用场景
3.1 地形测绘与工程勘察
无人机航测和三维激光扫描技术在地形测绘和工程勘察工作领域中可发挥重要作用。无人机航测具有机动灵活、速度快等特点,可获取大型面积的高分辨率航片,经过空中三角测量和数字摄影测量处理,得到高分辨率的 DOM(DigitalOrthoMap,简称数字正射影像)和 DEM(DigitalElevationModel,简称数字高程模型)等成果,可用于进行大比例尺地形图测绘。对于地势复杂、地形起伏较大的地形地貌而言,可以通过三维激光扫描获取的海量点云数据,进行模型精细建模,对水利工程地基选址、矿山储量计算等提供有效的数据支撑。
3.2 建筑工程测量
对于建筑工程测量而言,卫星导航定位技术与 BIM(建筑信息模型)-GIS 融合技术正成为主流。卫星导航定位技术中的RTK 和 PPP—RTK 可用于建筑施工放样的高精度定位,其误差可在厘米级以内,以使建筑物平面位置及高程达到设计要求,如在高层建筑施工中利用 RTK 技术进行控制轴线放样,可使设计坐标在最短时间内被准确地测设实地,从而缩短施工工期。
3.3 交通工程测量
公路工程测量范围包括公路、桥梁、隧道工程建设项目,公路工程测量领域应用的测绘新技术有很多,车载移动测量系统主要包括激光扫描仪、GNSS、惯性导航系统(INS)在车辆运行过程中可以快速获取道路沿线及相关周围环境数据信息,构建三维立体模型,应用至道路建设设计和修整等工作;桥梁工程运用无人机航测,对桥墩变形情况以及桥面病害情况进行调查,通过周期性采集桥梁影像数据,与不同时间段下的数据对比分析,以此判断桥梁构件的细微变化,确保桥梁的安全运行。
3.4 变形监测与灾害预警
测绘新技术在变形监测、灾害预警等方面的运用。InSAR 技术采用卫星雷达数据,采用干涉处理技术提取地表微小形变,为滑坡、地面沉降等灾害提供远程变形监测;监测对象安装高精度位移传感器、倾角传感器,配备 GNSS 定位技术,实时采集监测数据并上传监控中心,运用人工智能算法分析数据变化走势,发现异常变形立即启动预警,为灾害防治提供科学决策支撑,切实保障人民生命财产安全。
结语
测绘新技术通过多维度创新应用,显著提升了工程测量的精度与效率,实现从传统人工模式向智能化、自动化的跨越。在地形测绘、建筑施工、灾害预警等领域,无人机航测、三维激光扫描等技术的应用,有效解决了复杂环境下的测量难题。但目前仍存在技术集成度不足、数据标准待统一等问题。随着技术融合深化,测绘新技术将持续赋能行业高质量发展。
参考文献
[1] 黄勇. 测绘新技术在现代矿山工程测量中的应用分析[J]. 中国金属通报,2024,(12):52-54.
[2]李品.测绘新技术在工程测量中的应用分析[J].房地产世界,2024,(10):146-148.