殷景森

【摘 要】科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展，促進(jìn)了各個(gè)行業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新，不斷推動(dòng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，地面三維激光掃描技術(shù)作為現(xiàn)代高新技術(shù)，對(duì)于提高測量效率具有重要的影響。本文首先分析了三維激光掃描技術(shù)的概述，其次分析了三維激光掃描技術(shù)的有點(diǎn)以及缺點(diǎn)，最后分析了三維激光掃描技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】地面三維激光掃描儀；掃描儀技術(shù)；工程測量

目前，我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了工程技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，國家對(duì)于工程項(xiàng)目的關(guān)注度也隨之提升，相關(guān)的工程測量技術(shù)以及測量方法都取得了顯著的成果，不僅提高工程的施工效率，還一定程度上對(duì)工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生了影響。地面三維激光掃描技術(shù)具有一定的獨(dú)特性，且測量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較高，由此被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)工程測量中。因此，對(duì)于地面三維激光掃描儀在工程測量中的應(yīng)用分析勢在必行。

一、三維激光掃描技術(shù)概述

三維激光掃描儀的應(yīng)用主要是運(yùn)用三維激光掃描儀技術(shù)，且是新時(shí)代的發(fā)展產(chǎn)物，起源于國外。三維激光掃描儀的運(yùn)用原理，主要是通過儀器設(shè)備對(duì)測量區(qū)域進(jìn)行掃描，以激光測距的原理為測量基礎(chǔ)，同時(shí)運(yùn)用掃描鏡以及伺服馬達(dá)設(shè)備進(jìn)行掃描，進(jìn)而按照流程對(duì)掃描結(jié)果進(jìn)行采集，收集掃描區(qū)域的三維坐標(biāo)以及紋理信息，將所掃描區(qū)域展現(xiàn)出直觀的三維圖像。

三維激光掃描技術(shù)具有一定的系統(tǒng)性，掃描流程具有一定的復(fù)雜性，在進(jìn)行掃描的過程中，首先需要進(jìn)行掃描定位，然后進(jìn)行具體的測量，并對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行記錄，最后進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行上傳，進(jìn)而完成整個(gè)掃描過程。與此同時(shí)，在進(jìn)行掃描的過程中，根據(jù)空間的不同，可以將三維激光掃描技術(shù)分為兩種，第一種為地面激光掃描技術(shù)，另一種為空中激光掃描技術(shù)。相比于國外三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用，國內(nèi)的應(yīng)用領(lǐng)域較少，主要應(yīng)用在考古以及工程建設(shè)的方面，而國外應(yīng)用領(lǐng)域則較為廣泛[1]。

在技術(shù)工程測量過程中，主要應(yīng)用的是地面激光掃描技術(shù)，其操作流程較為簡單，首先借助水平與垂直的全自動(dòng)高精度進(jìn)行掃描，然后在進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算方法，進(jìn)而確定出精準(zhǔn)的三維坐標(biāo)，直觀的展現(xiàn)出三維模擬場景。

二、三維激光掃描技術(shù)優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)

（一）優(yōu)點(diǎn)

1、誤差小

相比于傳統(tǒng)的工程測量方法，地面三維激光掃描技術(shù)精準(zhǔn)度更高，傳統(tǒng)的工程測量方法，在進(jìn)行測量的過程中，難免會(huì)產(chǎn)生一些人為的誤差，對(duì)最終的整體效果產(chǎn)生一定的影響。然而地面三維激光技術(shù)在測量的過程中，測量儀器對(duì)準(zhǔn)測量區(qū)域之后，儀器就會(huì)自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并對(duì)數(shù)據(jù)根據(jù)科學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算，避免因人為計(jì)算而產(chǎn)生的誤差情況，與此同時(shí)，三維激光掃描技術(shù)還可以對(duì)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)校正，確保最終的結(jié)果準(zhǔn)確性，因此，相比于傳統(tǒng)的測量方法，地面三維激光掃描技術(shù)精準(zhǔn)度較高。

2、掃描區(qū)域較廣

相比于傳統(tǒng)的測量技術(shù)，地面三維激光掃描技術(shù)在測量的過程中，所測的區(qū)域更加廣闊，而傳統(tǒng)測量方法，需要人為進(jìn)行測量數(shù)據(jù)點(diǎn)，并且測量的數(shù)據(jù)點(diǎn)也較少。地面三維激光掃描技術(shù)在測量的過程中，還能夠借助掃描儀進(jìn)行掃描，快速對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而形成三維虛擬模型，直觀的將測量區(qū)域地形展現(xiàn)出來[2]。

（二）缺點(diǎn)

地面三維掃面技術(shù)不僅僅具有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有較為明顯的缺點(diǎn)。在進(jìn)行測量的過程中，地面三維激光掃描技術(shù)需要投入較多資金，進(jìn)而對(duì)掃描設(shè)備以及軟件進(jìn)行更新，從而使得三維激光掃描技術(shù)成本較高，傳統(tǒng)的測量技術(shù)則不具備此缺點(diǎn)。另外，地面三維激光掃描技術(shù)對(duì)測量軟件有較高的依賴性，大部分的操作過程都需要借助軟件來完成，如果在測量的過程中，軟件出現(xiàn)問題，則會(huì)對(duì)最終的測量結(jié)果產(chǎn)生影響，并且還會(huì)對(duì)測量作業(yè)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

三、三維激光掃描技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

（一）測量與繪制地形圖應(yīng)用

在地形圖進(jìn)行測量以及繪制的過程中，一些特殊區(qū)域很難應(yīng)用普通的測量方法來進(jìn)行作業(yè)，因而，就需要應(yīng)用地面三維激光掃描技術(shù)，進(jìn)而對(duì)懸崖或斷面等特殊區(qū)域進(jìn)行測量以及繪制地形圖。在地面三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行測量的過程中，需要工作人員以云數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，從而對(duì)測量區(qū)域的地形地貌進(jìn)行獲取，并對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行加工并處理，從而形成最終的測量地形圖[3]。

（二）測量區(qū)域土方量的計(jì)算應(yīng)用

在傳統(tǒng)的工程測量過程中，工作人員在進(jìn)行土方量測量的過程中，需要通過借助水準(zhǔn)儀等基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行測量，進(jìn)而獲取三維坐標(biāo)，并結(jié)合TIN對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。但是傳統(tǒng)的測量過程中，存在著一定的缺點(diǎn)，如在進(jìn)行野外測量的過程中，由于野外地形較為復(fù)雜，工作人員在獲取特征點(diǎn)時(shí)，就需要收集大量分布不均勻的數(shù)據(jù)點(diǎn)，因而導(dǎo)致測量工作人員工作強(qiáng)度加大，并對(duì)最終測量結(jié)果的準(zhǔn)確度產(chǎn)生一定的影響。在對(duì)土方量進(jìn)行測量的過程中，應(yīng)用地面三維激光掃描技術(shù)，一定程度上可以提高測量的工作效率，減少測量人員的工作強(qiáng)度，從而提高最終測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（三）道路高程的測量應(yīng)用

工程測量過程中，還包括對(duì)道路進(jìn)行測量，在對(duì)道路測量的過程中，核心任務(wù)就是對(duì)道路的樣圖以及縱橫斷情況進(jìn)行測量。在應(yīng)用傳統(tǒng)測量技術(shù)進(jìn)行測量時(shí)，測量人員通常借助水準(zhǔn)儀對(duì)道路高程進(jìn)行測量，因此，導(dǎo)致測量人員測量任務(wù)加重，并在對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的過程中，需要大量的人員進(jìn)行作業(yè)。相比于傳統(tǒng)的測量技術(shù)，地面三維激光掃描技術(shù)在測量的過程中，一定程度上能夠減輕測量人員的工作量，從而提高了測量的工作效率。地面三維激光掃描技術(shù)在測量道路高程的過程中，首先需要根據(jù)云數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行科學(xué)合理的轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)測量的實(shí)際需求，通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行獲取，從而形成三維坐標(biāo)，并且在對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行獲取的過程中，需要注意間隔一定的距離，對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)獲取結(jié)束之后，應(yīng)用軟件對(duì)其進(jìn)行處理，最終完成道路高程的測量與繪制。

（四）其他應(yīng)用

因地面三維激光掃描技術(shù)精準(zhǔn)度較高，所以，在對(duì)文物進(jìn)行保護(hù)的工作過程中，就廣泛應(yīng)用地面三維激光掃描技術(shù)，在對(duì)文物進(jìn)行掃描的過程中，可以對(duì)文物進(jìn)行零接觸，并快速進(jìn)行掃描，不僅對(duì)文物進(jìn)行保護(hù)，還能夠提高工作效率，并保證掃描結(jié)果具有較高精度，進(jìn)而直觀的將文物通過三維模型進(jìn)行展現(xiàn)。

四、結(jié)束語

綜上所述，地面三維激光掃描技術(shù)通常被廣泛的應(yīng)用在文物保護(hù)以及工程測量的過程中。在進(jìn)行工程測量的過程中，地面三維激光掃描技術(shù)充分發(fā)揮出，測量結(jié)果精準(zhǔn)度高以及測量區(qū)域范圍廣的優(yōu)勢，但同時(shí)也具有一定的缺點(diǎn)，如需要投入大量的資金。地面三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了工程測量的工作效率，降低測量人員的工作強(qiáng)度，對(duì)于測量結(jié)果的精準(zhǔn)度提升也有很大的影響。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蔣明燦.三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)測繪和工程測量中的綜合應(yīng)用[J].資源信息與工程，2017，32（06）：130-131.

[2]婁義康.試論GPS配合三維激光掃描工程測繪技術(shù)及應(yīng)用[J].世界有色金屬，2017（05）：58-59.

[3]唐鶴，韓峰，楊國林.三維激光掃描技術(shù)在道路工程測量中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016，33（02）：54-56+68.