工程测量中的三维GIS技术分析

工程测量中的三维GIS技术分析

朱盼盼,杨靖

1身份证号：610502199001280417，陕西省

2身份证号：610631199106102016，陕西省

摘要：随着建筑工程数量和规模的不断扩大，越来越多先进的技术应用到了建筑施工过程中，在很大程度上提升了建筑工程的质量。随着测绘地理信息技术的不断发展，三维GIS技术深受关注，因为其具备直观性强、视觉效果震撼以及实时分析等功能，能够为用户提供所需信息，在工程测量中具有极高的应用价值，通过该项技术的应用能够突破传统模式下三维地域的限制，实现工程测量作业的一体化，提高数据处理自动化水平，减少人工作业负担，同时能够保证测量精度。

关键词：工程测量；三维；GIS技术

引言

以往二维层面的GIS技术将物体看作一个平面进行分析，随着科技的发展进步，这种二维层面的测量分析不再能够满足工程测量需要。现在测绘技术为了改变不能可视化地呈现工程测量成果的缺陷，在原有的GIS技术基础上出现了BIM+三维GIS技术，本文在阐述三维GIS技术概念和应用特点的基础上，具体分析三维GIS技术在现代工程测量领域的应用。

1.三维GIS技术概述

1.1定义

三维GIS技术的概念较为复杂，基于不同的角度具有不同的解释，对建筑工程行业来说，需要重点从三维的角度进行阐述。三维体系是建立于三维概念的基础上，与二维体系相比，三维坐标能够直观体现实物的平面关系以及事物间的立体关系，三维建立于X轴、Y轴和Z轴的基础上。而三维GIS技术具备完善的数据处理功能，将通过探测所得的数据信息以图片、表格等形式反馈至用户，进而更加直观、形象地体现地理地貌、位置坐标等信息。用户能够对获取数据进行科学分析和计算，进而为土地资源的合理利用与划分以及后期城市规划和管理提供重要的参考依据。因此可以将三维GIS技术定位为一种有计算机技术和地理数据有效结合的三维空间信息模型。通过建立这一虚拟模型，能够直观体现一切事物的地理空间位置，具备独特、完善的空间管理和分析功能，为工程测量工作提供技术保障[1]。

1.2应用特点

1.2.1空间可视性

（1）实现对空间事物轮廓特征的可视化处理。三维GIS技术可以借助数据信息对现实世界中事物的空间立体关系进行模拟，从而帮助用户更为直观地感受到空间中的事物状态。三维GIS技术能够将现实事物按照一定等比例进行缩放，进而能够逼真、形象地展现出虚拟化的现实事物。（2）地物属性的可视化处理。三维GIS技术还能够实现对空间分布的地物属性进行可视化处理，在展现虚拟地物的时候，会综合展现出地理空间信息和对应空间属性信息。

1.2.2空间的导向性

三维GIS技术不仅能够可视化地模拟出地物外部三维空间，而且还能够精细地反馈地物所在空间的信息，从而能够让人们从宏观层面把握地物的基本信息，并根据实际情况对事物所在区域进行定位。这种功能和汽车导航功能十分类似，在给出一个地名的时候可以借助导航将到达这个地方的所有路线图显示出来。三维GIS技术的应用原理类似，在使用这个技术浏览地图的时候可以查看周围的道路、山川河流和休息服务区，并将所获得的资料信息以三维影像的形式展现出来，还可以根据使用者的需求按照一定的比例缩放信息。将三维GIS技术应用到工程测量工作中，能够为工程测量工作的开展提供重要指导支持[2]。

1.2.3空间思维性

三维GIS技术在使用的时候不仅能够存储各个地物的基本信息，而且还能够存储地物之间的空间位置信息，从而为相关人员分析空间信息提供重要的支持。三维GIS技术的空间思维特点突出表现为借助自身的系统工具来对输入的数据信息进行处理，通过处理会得到直观的数据分析图像。三维GIS技术发展至今积累了大量的数据处理工具，借助各个工具的功能能够对数据信息进行分析，并将结果提交给系统进行综合分析，得出可视化的分析结果。

2.现代工程测量中三维GIS技术的相关应用

2.1智能化的数据管理与应用

绘制地形图是地形测量的重要基础，随着技术的优化，地形图的绘制已经由传统模式下的平板仪测图、经纬仪测图优化为三维立体激光扫描、航空摄影测量等多种数字化测图手段。随着地理信息系统的进一步发展，GIS的空间功能愈加丰富，地形图的测绘并非单一的点、线、面数字测绘，更注重对测量成果的共享和利用。将三维GIS技术应用于测量数据处理过程中，能够实现对数据的智能化输入，有效避免传统测量模式下人为因素导致的误差。三维GIS技术庞大的容量能够实现对海量数据的管理，有效解决传统测量模式存在的问题。对成图测绘来说，三维GIS技术能够实现电子地图对传统手绘地质地图的取代，同时灵活转化地图的比例尺、投影、地理坐标和数据形式，简化绘图流程，减少工作量，提高工作效率和准确性。另外，三维GIS技术能够有效存储空间定位信息与非空间属性信息，对空间数据进行定位、定性描述，这也是与其他信息系统不同的主要表现。三维GIS技术存储的数据具备原始数据的主要性质，能够结合需求对数据进行二次分类组织和提取。比如说结合空间实体属性信息的不同，通过色彩、线条以及符号等形式呈现数据，保证专题地图的表达效果，直观体现不同地理实体的一个或者多个属性特点，提高传统制图方式的表达水平。

2.2对数据信息进行可视化计算

在三维GIS技术的作用下能够将各类经过处理的模型进行分类管理，并将处理后的数据信息以统一的专题图形式展现出来，例如，可以使用不同色彩或者纹理来显示分类图，也可以使用同一个色相中的不同饱和度表现分级图。通过对数据信息进行分级可视化的展现能够帮助人们更好地理解和使用数据信息。

2.3优化对数据信息的查询管理

得益于三维GIS技术支持下的查询功能能够更全面地掌握数据信息，从而更为直观、精准地判定数据信息，将初步分析得到的数据信息和多次检测后的结果数据误差比较，整合一个完整的工程测量数据系统，在三维GIS技术的支持下将信息数据以文字、图片或者动态视频的形式展现出来，节省了以往数据信息的处理效率。

2.4空间分析功能

空间分析三维GIS技术的主要功能之一，其作用在于对空间信息的提取、表现与传输。三维GIS技术具备空间分析的基本功能，如空间查询和计算、路径分析、缓冲区分析等。通过对三维GIS技术的应用能够实现对大量测量数据的全面管理，同时能够实现数据的分类、分级呈现。空间索引功能的应用能够在数据库中及时检索被选空间实体和属性信息，之后结合实际应用进行科学的计算和统计。目前建筑工程中数字模型分析较为常用，也被称作地形分析，主要指通过数字化的形式表达地形信息，进而为地形因子数据的自动化计算提供便利，如坡度、曲面面积等[3]。数字地形模型具备空间位置和地形属性特征，属于一种数字描述，如果地形属性为高程，也被称作高程模型，测绘中主要被应用于等高线、坡度坡向图、立体透视图的测绘，对工程勘测和设计来说，多被应用于线路的选线以及建筑物的选址等。

2.5动态化的收集整理事物的空间动态信息

在以往，工程测量信息是一种静止的信息，这些信息依托二维技术来收集，信息的收集使用具备滞后性的特点。三维GIS技术也可以是一种动态的技术形式，结合BIM技术在三维空间中通过对时间轴的调节随着时间变化实现地理空间信息真实的演示，并能够将这种始终变化的信息以动画模式展现出来，从而实现对电子地图的动态采集整理。

3.结束语

综上所述，传统测量技术主要采取人工测量的方式，因为地理信息资源以及相关数据的收集、处理较为复杂，因此传统测量工作的效率低下，难以满足工程的实际测量要求。随着三维GIS技术在工程测量中的应用，能够有效弥补传统测量工作的不足，为工程测量提供更为先进、可视化、实用、实时的技术方案，有效提高工程测量结果的准确性，同时能够缩短测量时间，提高工作效率，对于推动我国工程事业的发展具有重要意义。

参考文献

[1]刘云根,郭锦超,罗李毅,等.三维场景下基于GIS技术的变电设备管理及数据展示模型[J].电力信息与通信技术,2021,19(7):90-97.

[2]陈辉扬.基于二三维一体化GIS技术的地铁土地管理系统方案设计[J].科学与信息化,2021(27):178-180.

[3]米东.基于三维GIS技术的矿产资源勘查与开发研究[J].世界有色金属,2020(15):98-99.