馬龍

（中國電建集團北京勘測設(shè)計研究院有限公司，北京 100024）

摘要：隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，三維激光掃描技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。經(jīng)過不斷的實踐發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)傳統(tǒng)測量技術(shù)在進行辦證地質(zhì)測量的過程中都存在著很多各種各樣的弊端，而這些問題已經(jīng)對測量工作效率的提升產(chǎn)生了嚴重的影響。而三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，從根本上促進年了地形地質(zhì)測量工作效率的進一步提高。本文主要是就三維激光掃描技術(shù)在地形地質(zhì)測量中的實際應(yīng)用進行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：三維激光掃描系統(tǒng)；測量；應(yīng)用

引言：三維激光掃描技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)取得了極為顯著的成效。這一技術(shù)與傳統(tǒng)的測量方式相比較而言，其最大的特點就是測量精確率和工作效率相對較高，同時在實施地形地質(zhì)測量過程中，還具有設(shè)置靈活、掃描速度快等各方面的特點。隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展，大多數(shù)測量技術(shù)人員已經(jīng)將其作為解決實際測量工作中所出現(xiàn)的問題的主要方式，從根本上促進了我國地址地形測量數(shù)據(jù)準確性的不斷提高。

1、三維激光掃描技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 掃描硬件技術(shù)

1）掃描速度。掃描速度的不斷提高，不僅有效的縮短了數(shù)據(jù)采集所需要的時間，促進了測量工作效率的不斷提高，同時也為野外數(shù)據(jù)采集的安全性奠定了良好的基礎(chǔ)。2）掃描結(jié)構(gòu)。將原本分體式的掃描結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧墒降膾呙璺绞?。這種掃描方式在實際應(yīng)用的過程中具有分辨率高、操作方便等特點。3）視場角。由原本幾十度的視角逐步的發(fā)展為全景掃描，全景掃描方式，在實際應(yīng)用的過程中有效的促進了測量工作效率和精確度的進一步提高。4）精確度。不僅可以進行細微掃描點的測量，同時也有效的滿足了不同領(lǐng)域的測量數(shù)據(jù)精度要求。

1.2 軟件技術(shù)

1）處理量。隨著測量技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，大多數(shù)功能相對較強的掃描軟件都可以進行十幾億點數(shù)據(jù)的處理和存儲。掃描軟件性能的不斷提高，為人們實現(xiàn)精細化數(shù)據(jù)掃描奠定了良好的基礎(chǔ)。2）功能齊全?，F(xiàn)階段所采用的掃描技術(shù)已經(jīng)在社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。隨著掃描技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)測繪、文物保護。工業(yè)設(shè)計以及地質(zhì)研究中的廣泛應(yīng)用，不僅為掃描技術(shù)的進一步改革和創(chuàng)新奠定了良好的基礎(chǔ)，同時也有效的促進了數(shù)據(jù)測量精確度和測量效率的不斷提高。

2、三維激光掃描測量技術(shù)的原理和工作流程

2.1 三維激光掃描測量技術(shù)原理

三維激光掃描儀根據(jù)掃描平臺的不同而主要有根機載激光掃描系統(tǒng)、便攜式激光掃描系統(tǒng)以及地面型激光掃描系統(tǒng)幾種形式。比如，日常測量過程中應(yīng)用較為廣泛的地面型三維激光掃描系統(tǒng)，其實際的工作原理為：三維激光掃描系統(tǒng)理由脈沖發(fā)射器將脈沖信號發(fā)射至物體的表面。此時物體表面在將脈沖信號漫反射之后，使脈沖信號按照同樣的路徑返回至信號接收器，從而完成精確計算目標點與掃描儀之間距離的目的。另外，每一個激光脈沖所產(chǎn)生的橫向掃描角度觀測值和縱向掃描角度觀測值都可以理由精密時鐘編碼器進行測量和計算。

2.2 三維激光掃描測量技術(shù)工作流程

三維激光掃描的工作過程主要有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、幾何模型重建、模型可視化、成果輸出等幾部分組成。在這其中數(shù)據(jù)采集所發(fā)揮的作用是為模型的重新構(gòu)建提供精確的點云數(shù)據(jù)，從而達到有效降低模型重建復(fù)雜程度，促進模型精確度和運算速度的目的；而數(shù)據(jù)預(yù)處理則主要是進行所有點云數(shù)據(jù)的過濾。分割以及拼接，達到進一步縮減點云數(shù)據(jù)內(nèi)容的目的；在模型重建的過程中，必須確保所有重建內(nèi)容的運用必須確保模型重建后模型達到殘缺數(shù)據(jù)處理效率進一步提高的目的。三維掃描技術(shù)所獲取的地形或者復(fù)雜幾何圖形、影像數(shù)據(jù)等信息，是一種非接觸式獲取信息數(shù)據(jù)的測量方式，在取得相關(guān)信息數(shù)據(jù)之后，再理由軟件進行點云數(shù)據(jù)和影響的處理，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的位置坐標或者模型。而整個數(shù)據(jù)處理以及模型構(gòu)建的過程中，則主要是由三維激光掃描儀、數(shù)碼相機、數(shù)據(jù)處理軟件、電源以及相關(guān)附屬設(shè)備等完成的。

3、三維激光掃描測量技術(shù)在實踐中遇到的問題

雖然三維激光掃描技術(shù)在我國商業(yè)化發(fā)展過程中已經(jīng)取得了非常顯著的成效，同時這一技術(shù)在社會經(jīng)濟發(fā)展的各個領(lǐng)域也發(fā)揮著積極的作用。同時，利用三維激光掃描技術(shù)進行地形圖的測繪，不僅有效的簡化了地形圖測繪的工作流程，同時也促進了地形圖測繪工作效率和質(zhì)量的全面提高。但是，三維激光掃描技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中，仍然出現(xiàn)了很多問題，而這些問題如果無法及時解決的話，那么將會對測量工作的順利進行產(chǎn)生嚴重的影響。如果測量數(shù)據(jù)處理所使用的計算機無法達到三維激光掃描技術(shù)要求的話，那么必然會影響到數(shù)據(jù)測量和計算的工作效率。因此，為了有效的促進三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用效率的提升，必須采取積極有效的措施，提高數(shù)據(jù)處理計算機的硬件配置，才能避免其對最終的數(shù)據(jù)處理和計算，以及測量工作的順利進行產(chǎn)生嚴重的影響。另外，三維激光掃描技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中，也會因為地表植被而影響其測量數(shù)據(jù)的準確性，如果在實際測量的過程中沒有及時解決這一問題的話，那么不僅會對數(shù)據(jù)測量的精確度產(chǎn)生嚴重的影響，同時也會影響到影像測量的準確度。測量技術(shù)人員 在測量工作開展的過程中，所采用的操作方法也是影響數(shù)據(jù)測量完整性的關(guān)鍵因素，如果測量人員 操作能力無法滿足三維激光掃描儀的技術(shù)要求的話，那么必將會影響到低質(zhì)地形數(shù)據(jù)測量的準確性和精確性。

結(jié)束語：在深入分析三維激光掃描系統(tǒng)，在地質(zhì)地形數(shù)據(jù)測量過程中的作用之后發(fā)現(xiàn)，雖然三維激光掃描技術(shù)是一種新型的測繪技術(shù)，但是因為其在我國還處于起步的階段，因此，其在實際應(yīng)用的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種問題，而這就要求測量技術(shù)人員必須積極的進行測量技術(shù)的探索和研究，才能促進測量數(shù)據(jù)精確度的進一步提高，最終發(fā)揮出三維激光掃描系統(tǒng)在我國地址地形數(shù)據(jù)測量過程中的積極作用。

參考文獻

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