三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的综合应用探讨

马星艳

摘要：随着国内社会经济的飞速发展，我国建筑工程的数量正在逐年增长，而工程测量是确保建筑工程项目正常实施的基础条件。传统的工程测量需要花费较多的人力、物力成本，且不能完全保证测量的精准度。地面三维激光扫描技术具备效率高、精准度较高等一系列优势，将其应用于工程测量中，可以显著提高工程测量的精准度。本文主要就三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的综合应用进行了分析，以供大家交流探讨。

关键词：三维激光扫描技术;地质测绘;工程测量;综合应用

传统的地质测绘和工程测量方法都比较的复杂，并且精确度都十分的低，所以为了保证地质测绘和工程测量能够提高效率，提高方法实施的质量，我们将目光锁定在了三维激光扫描技术上。由于其具有非常好的测量和测绘的价值，已经得到了广泛的使用，并且在应用的过程中取得了非常好的效果，得到了较大的经济效益。

1 三维激光扫描技术分析

三维激光扫描技术是一种国际上最新出现的高级技术，并且随着这种技术的推广，这种技术已经被广泛的投入了使用，三维激光扫描技术具有非常精确的测量结果，并且还能够节省工作人员的大量时间和大量的劳动力，得到了工作人员的一致好评，因此也得到了广大使用者的认可。三维激光扫描技术的主要特点如下。

三维激光扫描技术可以快速的对物体进行测量，这种非常快的速度可以降低周围环境的影响，提高测量的结果的准确度;在进行扫描的时候，不同于人们的慢动作，激光扫描就是一眨眼的功夫，可达每秒几十万测点，可见这种扫描速度之快，可以更加精确的测量数据，而且结果更加准确;无需灯光照明，由于使用红外激光，可在黑暗条件下获取影像及座标数据，传统的测量方法必须使用人为的干预，所以必须采用光照，这就使得在进行测量的时候会受到干预，并且所需要的条件进行了限制;是测量领域的革命性技术，改变了传统的测量方式，提高了测量的速度;是信息领域的里程碑，由传统的影像信息与方位信息分离，通过改革测量的方式手段，现在的激光扫描技术已经成功的应用于物体的测量当中，根据以上信息得出的结果就是三维激光扫描技术具有很好的应用效果，测量的限制少、测量的精确度高、而且具有很高的质量检测应用的领域也非常的广泛。

三维测量，尤其用于对不规则及复杂几何物体做三维测量及三维立体模型恢复，这种情况就大大的方便了测量过程，不用必须测量规则的物体，导致在进行测量的过程中出现较多的误差，得出的结果非常的粗糙，使得数据与真实的数据出现较大的差距，不能得出正确的结果，测量出现问题就会导致整个工程的失败，所以测量数据的准确性是非常重要的;三维可视化设计，正是因为其具有可视化才使得激光在进行扫描的过程中完全看清物体的实质，这也是为什么将其应用于地质的测绘当中，地质进行测绘的时候需要测量地质的类型。

根据上文所说的三维激光扫描技术的特点和应用领域，我们就已经知道了现在的三维激光扫描的测量方法已经得到了我们国家的重视。

2 三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的应用

在地质勘察和工程测量中应用三维激光扫描技术，主要有以下4个方面：

2.1 在地质测绘中的应用

三维激光扫描技术在工程测绘领域中在数据获取、点云数据配备等占有优势。在实践中需要做好准备工作，考察测区环境，确定扫描仪和标靶。由地形测量要求可知，涉及到悬崖、断壁等常规测绘手段，在整个利用阶段需要对各个区域进行评估，采用激光扫描技术，通过无接触方式就可落实。地形图测绘的流程如下： 点数据处理、地貌特征等，在应用过程中提前编辑，立刻成形。

2.1.1 地质资料获取。地质资料的获取主要是利用三维激光扫描后软件处理的，包括提取房屋角点，电线杆中心点等，根据数据格式应用要求可知，导入大比例数字测图软件，能满足地质资料获取要求。

2.1.2 等高线测量。等高线的测量是重点，需要剔除植被高度，根据数据类型进行测量。此外在分析阶段采用自动和人工相结合，采用平面处理，根据数据计算平面和具体要求评价 数据，最后计算出平均面，得到地貌数据。

2.1.3 数据编辑。得到地貌点云数据后，可能会出现等高线缺失的现象，需要及时对数据进行处理。编辑处理等高线后，将地质资料和等高线图形进行叠加处理，掌握人工编辑和调整要求，最后进行标记，生成轮廓后，整理成图。采用地面三维激光扫描技术实现地形图的测绘后，可减少外业数据采集强度。当前对数据处理在数据采集、编辑成册和一体化处理等方面有严格的要求。

2.2在土方测量中的应用

在工程测绘中土方量计算有严格的要求，通过 GPS、RTK、全站仪以及水准仪，按照三维坐标实施要求进行测量，保证了土方资料的合理性。但是该方式不足之处是要收集到各类信息，根据大量散点可知，如果工作量大，采样间隔较大，精准度低，采用地面三维激光扫描技术进行测绘和计算，能降低外业工作强度，提升精准度。

2.2.1 地基面构建。对点云数据处理后，将其转换到工程实地坐标体系中，按照乘法计算公式要求实施。在转换处理阶段要对控制点的精准度评价，提前做好拟合工作，在挖填土方计算前，需要对设计高程、边界等掌握，做好数据截取工作后，以一般基准点为基础，按照平面设计要求实施。

2.2.2 杂物处理。地形图测绘过程中对数据有严格的要求，切取对应的基准面后，要掌握数据类型，以点云数据为例，测量和评估各个区域的数据。对于较大范围制备覆盖区域，不能依靠原有点云计算土方量，在过滤植处理中，采用的是平均面计算方式。

采用地面三维激光扫描技术形式，能在短时间内获得三维点云数据，为了减少野外测绘工作量，要对数据密度评价，计算出土方量。

2.3.1 在道路竣工测量中的应用

道路施工处理中对测量有严格的要求，根据获取渠道和纵横断图例可知，采用传统方式，根据水准仪要求依次进行测量，外业工作量较大，数据自动化程度不高，充分利用三维激光扫描技术进行测试，能降低外业工作强度，提升外业工作效率。根据现有工作流程可知，进行坐标系转换后，根据间隔提取点设立三维坐标，按照自动生成等高线进行设计。

2.4在三维建模中的应用

根据地面三维激光扫描技术要求可知，只有构建完善的三维模型，才能实现最精准化测量。地面三维激光扫描采用的是无接触测量方案，提前建设三维模型，还原细节特征，实现点、尺寸的量测。以精细化处理为例，利用地面三维激光扫描技术获得三维点云数据和影像资料，制作级别较高的三维模型。通过纹理映射可知，对照片进行分块处理，整体模型比较完善。以多个模型面片处理作为前提，根据彩色模型网面要求设计，记录纹理深浅后，掌握坐标信息，进而实现合理化测量，得到的结果可以作为外部表面结构的基础。

3 结语

综上所述，三维激光扫描技术已经成功的应用于地质测绘和工程测量的项目当中，相对于传统的测量方式来说这种方式已经使结果更加精确了，更趋向于理论的结果，但是还是存在一定的问题的，使得最终的结果出现误差，需要我们加大力度对其进行更深入的研究，提高三维激光扫描技术在各个环境中的测量，减少周围环境对其自身的影响。

参考文献：

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[2]李旭，孙永康.地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用[J].城市地理，2018（12）.

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