测绘新技术在测绘工程测量中的应用研究

引言

在测绘工程领域，传统的测量方法受限于诸多因素，如人力成本、时间消耗以及测量精度等。然而，随着科技的日新月异，测绘新技术应运而生，为工程测量带来了革命性的变化。这些新技术不仅克服了传统方法的局限性，还以其高效、准确、自动化等特点，成为了现代工程测量不可或缺的一部分。本文将围绕测绘新技术在工程测量中的应用展开探讨，旨在揭示其在提升测量精度、加快工程进度以及优化工程规划与设计等方面的巨大潜力。通过全面分析这些新技术的原理、优势及应用实例，期望能够为测绘行业的持续发展和工程测量技术的不断进步提供有益的参考和启示。

1 测绘新技术在工程测量中的作用

测绘新技术在工程测量中发挥着越来越重要的作用：

（1）提高量精度和工作效率。传统测量方法往往存在精度低、效率差的问题，而新技术如卫星定位、3D 激光扫描等能够实现高精度、快速获取空间数据，有效提升测量质量和工作效率。

（2）扩展测量范围和应用场景。新技术打破了传统方法的局限性，使得复杂地形、恶劣环境等困难区域的测量成为可能，显著拓宽了工程测量的应用范围。

（3）降低测量作业的人力物力成本。自动化、智能化是新技术的鲜明特点，可大幅减少人工作业，节省人力投入，同时无人机、机器人等设备的使用也减轻了物力需求。

2 测绘新技术在工程测量中的应用

2.1 全球导航卫星系统（GNSS）技术

2.1.1 原理

全球导航卫星系统（GNSS）是利用卫星定位技术实现对地面目标点位置的精确测量。其工作原理是基于卫星与接收机之间的无线电测距原理。GNSS 系统由空间卫星部分、地面控制部分和用户接收机部分组成。空间卫星部分中的导航卫星不断向地面传播携带严格时间标记的无线电信号，地面接收机接收到多颗卫星发出的无线电信号后，通过测量信号的传播时间差，计算出接收机与每颗卫星之间的距离，最后，根据已知的卫星轨道数据，利用几何原理测算出接收机所在的精确三维坐标 [2] 。GNSS 定位精度不仅取决于卫星轨道数据、大气层折射影响等，更受制于接收机与卫星之间几何分布状况的影响。通过建立地面监测站网，不断跟踪分析卫星信号，可以有效减小系统误差，从而达到对目标点的高精度测量。

2.1.2 应用实例

以某市政道路工程项目为例，GNSS 技术在控制测量和施工放样中发挥了重要作用。具体操作时，在道路线路周边布设了 8 个 GNSS 基准站，采用静态相对测量模式观测 48 小时，获取了高精度的基线解，确定了控制网的平面坐标和大地高程，为后续测量控制奠定基础。控制网平面位置中误差小于 ±2cm，高程中误差小于 ±3cm ，满足 1:500 国家二等水准要求。针对道路路线中的主要控制点，采用 GNSSRTK（实时动态监测）模式，在 15 分钟内完成每点的放样测量，测量中误差控制在平面 ±1.5cm ，高程 ±2cm 以内，高效实现了路线控制测量。

2.2 遥感（RS）技术

2.2.1 原理

遥感技术的原理是利用航空或空间传感器对地物的电磁辐射特性进行检测和测量。传感器通过扫描或成像等方式记录地物在不同波段的反射、发射或反向散射信息，获取目标区域的辐射数据。这些遥感数据经过系统化的预处理和处理，可以反映地物的几何结构、物理和化学特征。遥感影像中每个像元对应着地面目标区域的一个点，其灰度值或者 RGB 值反映了目标体的光谱响应特征，可根据这些特征识别、分类不同地物。同时，结合传感器的参数和几何模型，可以恢复影像中目标的真实三维几何信息。遥感技术能够对大范围区域进行宏观遥测，获取多时相、多尺度的地理数据，弥补了传统测量方法的不足。通过影像的解译分析和信息提取，能够高效获取地表覆盖类型、地形地貌、植被状况等众多地理要素信息，是支撑地理环境监测和评价的重要手段。

2.2.2 应用实例

以某水电站大坝工程为例，遥感技术在工程测量中发挥了重要作用。在工程选址阶段，通过对高分辨率航空遥感影像的目视解译，结合数字高程模型（DEM）分析，确定了坝址区域的地形地貌、地质构造等自然环境条件，为工程设计提供依据。在施工阶段，利用临时测量控制网，对监测区域实施了多期次的无人机航摄，获取了工程区域的正射影像和数字表面模型（DSM）数据。基于影像的光束法区域网平差法，测量单景的三维坐标精度可达 ±5cm. 。通过分期影像的几何变化检测及差分模型分析。

2.3 三维激光扫描技术

2.3.1 原理

三维激光扫描技术是利用激光测距原理获取目标物的三维坐标信息的一种新型测量手段。扫描仪通过发射激光束并接收其反射信号，根据光的往返时间和已知的光速，可精确测定激光束与目标物的距离；同时利用内置的角度测量装置，获取激光束与扫描仪之间的水平和垂直角度。通过控制激光束在水平和垂直方向的转动，对目标物进行系统扫描，可以快速获取大量的三维点云数据。这些点云数据记录了目标物表面的精细几何结构，涵盖了目标物的细微纹理和复杂形状的全部信息。随后，利用先进的点云处理算法，可实现对点云数据的配准、分割、重构等操作，最终生成目标物的三维数字化模型。三维激光扫描技术集成了先进的激光测距、角度测量和自动遥控等技术，能够高效、准确地获取目标物的三维数字化信息。与传统的测量技术相比，三维激光扫描技术具有显著的优势。它无需直接接触目标物，避免了因接触而产生的误差和损坏，尤其适合于测量复杂、脆弱或难以接近的物体。此外，该技术扫描速度快，能够在短时间内获取大量的三维数据，大大提高了测量效率。

2.3.2 应用实例

以某大型火力发电厂房建筑为例，三维激光扫描技术在其变形监测中发挥了重要作用。该厂房长 120m 、宽 80m 、高 45m，在运行过程中存在沉降和位移风险。为准确掌握其变形状态，采用了三维激光扫描技术对其进行了定期监测。利用两台相位式激光扫描仪分别布设于厂房内外，通过多站视野融合的方式对整个建筑进行扫描。每次扫描可获取约 1.2 亿个点云数据点，点云精度达到 ±2mm 。通过多次监测数据的配准和变化检测分析，发现厂房北侧沉降量最大，达 16mm ；西侧向外倾斜 2.4cm_⨀ 。在点云处理软件中建立了厂房三维模型，并将监测变形量进行可视化展示，为厂房维护和加固决策提供了数据支持。通过后续的模型更新和形变分析，可以持续监控厂房的运行状态。

3 结束语

综上所述，测绘新技术在工程测量中的应用已经取得了显著的进展。随着科技的不断进步，这些新技术不仅提高了测量的精度和效率，还为工程建设的顺利进行提供了有力的技术保障。测绘新技术在工程测量领域的应用前景广阔，值得我们深入研究和推广。未来，随着技术的进一步发展，相信测绘新技术将在工程测量中发挥更加重要的作用，为我国的工程建设事业做出更大的贡献。

参考文献

[1] 吕劲松 . 测绘新技术在地质测绘工程中的应用研究 [J]. 生态与资源 ,2024,(08):95-97.

[2] 刘洪 . 测绘新技术在地质工程测量中的应用优势及要点探讨 [J]. 工程建设与设计 ,2024,(11):111-113.

[3] 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.