论三维激光扫描技术在地质测绘中的应用

叶晨 邢俊洁

【摘要】本文首先阐述了地质勘探中三维激光扫描技术的发展及其特点，接着分析了三维激光扫描技术，最后对三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的具体应用进行了探讨。

【关键词】三维激光扫描技术;地质测绘

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

22.111

在传统的地质和工程测量中，由于精度、操作复杂性等因素，地理和工程测量效率低下。为了进一步确保地质和工程测量的准确性和效率，必须积极推广三维激光扫描仪，以便利用计算机信息技术实现空间数据的三维采集，从而满足集成、动态、实时、智能和数字发展的要求。

1、地质勘探中三维激光扫描技术的发展及其特点

1.1现阶段地质勘探中三维激光扫描技术的发展现状

当前，我们的地质发现需要不断提高字符技术的精度，主要是由于地质调查的复杂性，使得三维激光扫描仪技术的应用变得更加困难。通过我国信息技术的迅速发展、GPS、GIS、遥感系统等先进技术的应用以及地质调查中使用的其他技术，我们为大地测量提供了积极的发展条件，使新技术得以迅速应用和传播。

1.2地质勘探中三维激光扫描技术的主要特点分析

当前我国地质中使用的三维激光扫描仪技术有三个特点：第一，三维激光扫描技术主要是一种新的计算机辅助技术。为此，三维激光扫描技术在应用中具有高度自动化。它允许使用更精确的计算机软件创建地质调查图纸，以自动化地质分析并减少手动干预的不确定性。第二，三维激光扫描仪技术的应用更加精确。三维激光扫描仪与数字技术相结合，可以减少应用中的错误，提高三维激光扫描仪技术的绘图性能和精度。第三，数字图像处理逐步应用于测量技术，通过数字化模式提高图形处理的精度。

2、三维激光扫描技术

在空间数据测量过程中检索三维数据非常重要。通过使用激光测距原理（包括脉冲和相位激光），可以立即测量空间的三维坐标值，并使用三维激光扫描仪技术快速创建复杂、不规则场景的三维可视化模型，从而节省时间。三维测量不仅可以测量空间中的精细物体，还可以测量高层建筑或地形。从真实样品中快速准确地采集复杂的三维曲面数据并建立高质量的三维机器模型是当今空间数据的主要研究方向。三维激光扫描仪技术在文化保护、城市规划、技术测量、地形测量等诸多领域发挥着重要作用。

信息三维激光扫描技术作为一项国际先进技术，已经广泛应用于各行各业，检测精度更高，操作流程减少，可以大大节省人力成本。三维激光扫描技术不仅可以快速测量物体，还可以减少对周围环境的影响，保证测量结果更加准确。在快速扫描的过程中，激光扫描速度非常快，每秒可以扫描几十万个监测点。这种扫描速度非常精确，只需要红外激光，在黑暗条件下仍然可以获得更清晰的图像数据和坐标数据。

工程地质测绘和施工地质编录野外工作主要由两部分组成，即地质体空间位置的测量和地质体地质特征的专业描述。其中，地质体地质特征的专业描述主要依靠地质学家的专业知识和野外观察，在相当长的时间内难以被设备或其他技术所替代。在传统的测量过程中，测量必须通过人工干预来进行。三维激光扫描技术可以改造测量手段，这也是测量领域的一大变革。在测量不规则复杂的几何对象时，三维测量可以避免测量规则对象，避免测量过程中的数据误差，保证数据与真实数据的差距减小。

三维激光扫描仪也可以可视化，以准确确定对象的类型。结果不仅简单高效，而且准确，大大提高了建设项目的质量，保证了项目的整体效率和进度。

3、三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的具体应用

传统地质绘图过程中，需要对路径进行彻底观测，描述主要位置，确定岩石的走向和景观，从而准确确定地理位置和细胞边界。但是，这种映射方法不仅复杂，而且耗时且繁琐。测量也很粗略，与现实相差很大。

为了提高大地测量绘图的质量，需要三维激光扫描技术来提高测量精度，同时提高测量的整体质量。这样可以节省时间，大大减少测量工作量，并提高测量效率。作为实际测量的一部分，我们可以根据项目的实际特点选择设计测量的目的和内容，确定要测量的所有构造块，并根据数据进行测量。

三维激光扫描仪技术具有广泛的特性，不仅可以精确测量建筑，而且可以非常精确地测量其他物体。广泛应用于工业设备建模与测量、三维灾害实时监测、建设偏差发展监测、事故评估、大型水利工程监测。三维激光扫描仪脉冲技术通过直接从激光发生器发射1次激光脉冲，并通过高精度时钟捕捉脉冲与测量对象之间的差异，提高了测量精度。

脉冲三维激光扫描仪在测量垂直角和水平角时，可以通过内置的电机控制系统，通过正多面体扫描棱镜的旋转来改变水平角，这将导致旋转过程中入射角的显著变化。摆动扫描镜可以直接调节脉冲激光的垂直角度，激光脉冲的出射角度因角度变化小而可以调节。激光脉冲可以通过电机控制系统以激光发射器为中心，实现球面区域的全方位扫描，有效减少垂直激光点云光斑带来的干扰，保证整体扫描精度显著提高。

在三维激光扫描仪过程中应用于地形图区域不仅降低了检验员的工作效率，而且提高了实测图面的总体效率，从而确保总体技术发展水平得到提高。

三维激光扫描仪技术的发展仍然是许多问题，可能导致测量结果出现重大错误。例如，在使用设备时，无法检测设备的状态，从而导致设备和设备出现故障，从而导致测量失败。它也可能受到测量反射面的影响。三维激光扫描仪技术可以在测量时直接扫描三维激光，但由于激光反射强度的差异，测量结果显示出来。因此，在三维激光扫描中，采取适当的纠正措施以减少误差和结果偏差至关重要，从而确保工程和地质图的总体改进。

结语：

三维激光扫描仪工作的精度和质量正在提高，目前正用于我们的地理研究。这就需要创新以往的测量技术，积极应用新的测量技术，促进地球研究改革和创新，并将数字化和信息技术推广到三维激光扫描仪技术。同时，必须不断应用地质驱动的测绘技术，以促进地理研究和测量的进展，同时我国的测绘技术也在向情报和自动化的方向发展。

參考文献：

[1]郑少开，郑书民，丁军，等.三维激光扫描关键技术与实体建模现状[J].北京测绘，2019（S2）

[2]杨必胜，梁福逊，黄荣刚.三维激光扫描点云数据处理研究进展、挑战与趋势[J].测绘学报，2020（10）

[3]陈凯.三维激光扫描仪及其测量误差影响因素分析[J].资源信息与工程，2019（05）

[4]张小越，王羽.基于三维激光扫描技术的建筑信息采集方法研究[J].北京测绘，2018（S1）

[5]汪志明.面向建筑测绘的地面激光扫描模式识别方法研究[J].南方农机，2019（16）

[6]胡勇.关于工程测量中三维测绘技术应用及发展前景探讨[J].城市地理，2019（14）