鄧 麗

（福建省閩西地質(zhì)大隊廈門閩礦測繪院，福建 廈門 361000）

在工程測繪中，對工程測量與地質(zhì)測繪有著十分嚴(yán)謹?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。在進行實際的操作時，要對技術(shù)進行仔細分析，并且還要對測繪的精準(zhǔn)度有一個全面的掌握，進而提高測繪的質(zhì)量和效率。然而，受到許多因素的干擾，經(jīng)常會出現(xiàn)測繪的質(zhì)量與要求不符的現(xiàn)象，這在很大程度上增加了測繪的困難。三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)測繪與工程測量中有著十分關(guān)鍵的影響。根據(jù)已有的測繪方案，預(yù)先做好基礎(chǔ)工作，這樣才能使測繪技術(shù)具有更高的合理性與有效性。

1 三維激光掃描技術(shù)理論

三維激光掃描技術(shù)是以非接觸的形式進行飛速激光測量，對所測量物體的幾何參數(shù)與影音方面資料進行實時獲取，并應(yīng)用在后期的處理軟件中，使其可以進行探究工作[1]?？梢詫ζ鋮?shù)進行處理，把它變成坐標(biāo)體系的3D空間模型，并且適應(yīng)多種類型的參數(shù)方式輸出，對于空間參數(shù)庫中參數(shù)本源方面的需求充分滿足。除此之外，還可以對該技術(shù)中不同使用階段的需求進行滿足。

2 三維激光掃描技術(shù)的特點

2.1 非接觸式

三維激光掃描技術(shù)是一種非接觸式的快速激光測量方法，不虛要對棱鏡的反射使用進行設(shè)置就可以對目標(biāo)物體進行直接的掃描，并對所測量物體的三地坐標(biāo)、云點參數(shù)進行實時采集。如果被測物體處于環(huán)境惡劣，并且工作人員不可以現(xiàn)場操作的情況下，三維激光掃描技術(shù)就可以很好的將這項任務(wù)完成，這就把三維激光掃描技術(shù)的非接觸特點充分的發(fā)揮了出來。

2.2 使用領(lǐng)域廣泛

三維激光掃描技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用于工程建設(shè)等領(lǐng)域，例如道路、橋梁、地下坑道等施工工程現(xiàn)場，具有較強的適應(yīng)能力，環(huán)境影響較小。

2.3 較高的時效性

三維激光掃描技術(shù)具有較高的時效性。它對測繪目標(biāo)完成掃描的時間幾乎可以控制在一秒以里，使得測繪時長大大縮短，不僅節(jié)省了相關(guān)測繪工作人員的時間，還提高了工作效率，時效性較高。

2.4 高普適性

三維激光掃描技術(shù)運用的是紅外激光，外界的環(huán)境光源幾乎不會對它產(chǎn)生任何的干擾，即使在黑夜里也能夠?qū)y繪目標(biāo)完成掃描工作，這與傳統(tǒng)的測量方式有著很大的區(qū)別。它不需要人工的參與和配合，具有較高的普適性[2]。

2.5 高環(huán)保性

三維激光掃描技術(shù)可以快速的完成掃描任務(wù)，它的掃描時間是用秒進行計算的，幾乎不會對測繪目標(biāo)以及周圍環(huán)境產(chǎn)生其他的光化學(xué)污染，環(huán)保性較高。

2.6 較高的精準(zhǔn)率

三維激光掃描技術(shù)可以把掃描時間控制在一秒之內(nèi)，并且同時對測繪目標(biāo)的表面形成并獲取幾十萬個測點，并且?guī)缀醪粫艿饺魏蔚耐獠扛蓴_，這樣不但提高了對掃描目標(biāo)信息獲取的準(zhǔn)確率，還大大提高了研究數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

2.7 具有較高的數(shù)字化程度和擴展性

三維激光掃描技術(shù)獲得的信息數(shù)據(jù)都是數(shù)字的信號數(shù)據(jù)，數(shù)字化程度較高，處理起來也更加的方便，有利于數(shù)據(jù)的顯示、分析和輸出。同時，可以和其他軟件進行人機信息共享，能夠與GPS、數(shù)碼相機等設(shè)備共同使用，使其應(yīng)用范圍得到了拓展，這也說明了三維激光掃描技術(shù)的可擴展性較好。

3 三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

三維激光掃描技術(shù)比傳統(tǒng)的測量方式有著不可比擬的優(yōu)勢。它的應(yīng)用范圍較廣、速率較高，過程也更加的簡單便捷。并且測繪數(shù)據(jù)具有較高的精準(zhǔn)度，為工程項目的設(shè)計與安全提供了重要的理論支持，對地質(zhì)測繪工程測量的應(yīng)用起到了積極的推動作用。

4 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

4.1 在地質(zhì)測繪中的應(yīng)用

在進行地質(zhì)測繪的過程中，三維激光掃描技術(shù)在數(shù)據(jù)的獲取與數(shù)據(jù)配備方面有著較高的優(yōu)勢。地質(zhì)測繪經(jīng)常會有斷壁、懸崖等情況的出現(xiàn)，要對整個測繪區(qū)間進行評估，這時就可以運用激光掃描技術(shù)進行非接觸方式的測繪與掃描，以便對其的地貌特征與實時數(shù)據(jù)有一個充分的了解，在后期的編輯過程中可以迅速成型。第一，對地質(zhì)材料的獲取。主要是通過三維激光掃描后，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行軟件處理，包括對房屋焦點的提取等。根據(jù)數(shù)據(jù)要求和應(yīng)用格式，運用大比例的數(shù)字測繪軟件，進而滿足地質(zhì)資料獲取的需求。第二，等高線的測量。等高線的測量是重點內(nèi)容，需要對植被的高度進行去除，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)的具體類型進行測量。另外，在對數(shù)據(jù)進行分析的過程中，要運用人工與機器的自動化相配合，采用平面處理手段，依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)對平面和要求數(shù)據(jù)進行評價，最后計算出平均面，得到準(zhǔn)確的地貌數(shù)據(jù)。第三，數(shù)據(jù)編輯。在得到了地貌點的云數(shù)據(jù)之后，通常會有等高線殘缺不全的情況，這時就要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行及時的處理。在對等高線進行處理之后，再把地質(zhì)資料與等高線的圖形進行聯(lián)合處理，進行人工編輯與調(diào)整，做出標(biāo)記，最后生成輪廓并整理成圖。利用三維激光掃描技術(shù)對地形進行測繪，不僅減小了工作人員的工作強度，還提高了數(shù)據(jù)信息的采集效率。目前，對數(shù)據(jù)的采集、編輯和一體化處理方面有著十分嚴(yán)謹?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。

4.2 在土方測量中的應(yīng)用

在進行工程測繪的過程中，對土方測量計算標(biāo)準(zhǔn)有著十分嚴(yán)格的要求。利用GPS、RTK、全站儀和水準(zhǔn)儀等，依照三維坐標(biāo)進行實際測量。這在很大程度上確保了土方測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和與合理性。然而，這種測量方式存在著很大的缺陷。要對各類信息數(shù)據(jù)進行采集，數(shù)據(jù)量較大，并且會耗費大量的時間，這樣就會使得數(shù)據(jù)間的間隔時間延長，降低了準(zhǔn)確度。運用三維激光掃描技術(shù)進行測繪與計算，不但可以降低工作人員的工作強度，還能在很大程度上提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率。首先，在地基面的構(gòu)建上。在對點云數(shù)據(jù)進行處理之后，運用到實際的坐標(biāo)體系中，按照相關(guān)的計算公式進行具體施工。在轉(zhuǎn)換的過程中，要對所控制的點進行準(zhǔn)確度的評估，提前做好擬合工作。在進行挖填計算之前，要對邊界以及高程等方面進行全面掌握，并做好截取工作，以基準(zhǔn)點為基礎(chǔ)，按照平面設(shè)計圖紙的要求進行施工。其次，雜物的處理。在進行測繪的時候，對數(shù)據(jù)有著相當(dāng)嚴(yán)格的要求。在對基準(zhǔn)面進行切取之后，要全面掌握數(shù)據(jù)的類型，并以點云數(shù)據(jù)為例，對各個區(qū)的數(shù)據(jù)進行測量與評估。在對范圍較大的覆蓋區(qū)域進行測量時，不能只依靠原有的點云數(shù)據(jù)計算土方量，要運用平均面計算方式。運用三維激光掃描技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)就得到三維點云具體的數(shù)據(jù)信息，大大減少了戶外的測繪工作量，同時要對數(shù)據(jù)的密度進行評價，進而計算出實際的土方量。

圖1 三維掃描土方計算流程

4.3 在道路竣工測量中的應(yīng)用

在道路施工處理的過程中，對測量要求也十分的嚴(yán)格。依據(jù)橫縱斷圖與信息的來源可知，運用傳統(tǒng)的測繪方式進行測量，不僅會增大戶外的工作量，并且對數(shù)據(jù)的自動化處理程度也較低。運用三維激光掃描技術(shù)進行測試，可以有效的減少戶外工作量，提高工作的質(zhì)量與效率。根據(jù)目前已有的工作體系，在對坐標(biāo)系進行轉(zhuǎn)換以后，根據(jù)間隔時間來對提取點設(shè)立三維坐標(biāo)，并按照自動生成的等高線進行具體的設(shè)計。

4.4 在三維建模中的應(yīng)用

依據(jù)三維激光掃描技術(shù)的具體要求，只有建立完整的三維模型之后才能實現(xiàn)準(zhǔn)確率較高的測量。三維激光掃描技術(shù)運用的是非接觸式的測量方式，事先建立好三維模型，對細節(jié)特點進行高度還原，進而實現(xiàn)對尺寸與點的測量。例如，在精細化的處理方面，利用三維激光掃描技術(shù)可以獲取三維點云數(shù)據(jù)與影視資料，進而制作出更高級別的三維模型。通過紋理映射可知，可以對照片進行分塊的處理，進而實現(xiàn)整體模型的完善與創(chuàng)新。以多個模型的面、片處理作為基礎(chǔ)，依據(jù)色彩模型的網(wǎng)面要求進行設(shè)計，對紋理的深淺進行記錄后，掌握整體的坐標(biāo)信息，從而實現(xiàn)測量的合理化與高效性，所得到的測繪結(jié)果也可以作為外部表面結(jié)構(gòu)的理論依據(jù)和基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)測繪和工程測量的綜合應(yīng)用中起著十分重要的作用。要依據(jù)地質(zhì)與工程測量的具體要求進行測繪，并對整個過程給予高度的重視，嚴(yán)格要求測試流程。把三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)測繪與工程測量當(dāng)中，按照相關(guān)要求進行落實，按照相關(guān)參數(shù)要求進行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，提高數(shù)據(jù)的自動化處理水平，完成校正管理體系，進而對三維激光掃描技術(shù)進行不斷的完善和創(chuàng)新。