摘要：现如今，地质测绘以及工程测量对于建筑行业的发展具有非常重要的影响，科学的建设技术能够全面提高建设行业的发展水平。三维激光扫描技术由软件系统和硬件共同组成，可以在计算机中模拟实体实景，保证地质测绘和工程测量可视化。文章通过对三维激光扫描技术进行详细介绍，明确三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的具体应用，为我国建设行业的快速发展带来巨大的经济效益。
关键词：三维激光扫描技术；地质测绘；工程测量
引言
随着社会经济的快速发展，人们对建筑工程的要求也越来越多样化，各种各样的仿生外形也赋予了建筑物新的活力，与此同时复杂与特殊的建筑施工工艺对施工数据的要求也越来越高，传统的测量设备与测量方法也无法满足，这也促进了新的测量技术与测量方法的诞生。三维激光扫描技术就是一种新型的技术，被人们称为“实景复制技术”，通过对多种辅助设备与技术的应用，能够低成本高效率的获取更高质量的海量数据，更精细的体现建筑物的特征信息，为工程施工的顺利进行提供有力的科学支持。
1概述
在空间数据测量过程中，对三维数据的获取非常关键。通过激光测距原理（包括脉冲激光和相位激光），瞬时测得空间三维坐标值，利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据，可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型，既省时又省力。三维测量不仅能够对空间精细物件进行测量，还可以对高大建筑物或地形、地貌进行测量。如何快速、准确地从实物样件上采集复杂的三维表面数据，形成高质量的计算机软件三维数学模型，是当前空间数据测量的主要研究方向。三维激光扫描技术在文物保护、城市测绘、工程测量、地形测量等多个测量领域发挥着重要的作用。
三维激光扫描技术也被称为“实景复制技术”，从这一概念就能够明确三维激光扫描就是将整个工程项目，采集的全部三维建设模型和三维点云数据，通过标准接口的方式直接转化为工程软件，所使用的信息三维激光扫描技术作为国际上比较先进的技术，已经在各行各业中广泛使用，其检测精度更高，并且操作流程有所缩减，能够极大地节省人工成本。三维激光扫描技术不仅能够对物体进行快速测量，还能够减少对周边环境造成的影响，保证测量结果更加准确。在快速扫描的过程中，激光扫描非常迅速，可以在每秒扫描几十万个监测点，这种扫描速度非常准确，不需要灯光照明，仅需要使用红外激光，在黑暗条件下依然可以获取更加清晰的影像资料和坐标数据。
工程地质测绘及施工地质编录现场工作主要有两部分工作，即地质体空间位置的测量与地质体地质特性的专业描述。其中，地质体地质特性的专业描述主要依赖于地质人员的专业知识和现场观察，在相对长一段时间内，很难由设备或其他技术取代。在传统测量的过程中，必须通过人为干预的方式进行测量。通过三维激光扫描技术能够改革测量的手段，也是测量领域的一次重大变革。三维测量在对不规则复杂的几何物体进行测量时，可不必测量规则物体，避免在测量的过程中出现数据误差，保证数据与真实数据差距减小。
2三维激光扫描技术的优势
2.1采集过程简单
在对大型桥梁、高速路等工程进行测量时，借助传统的测量技术，难以确保测量过程的安全性，且实验数据获得难度更高[2]。而采用地面三维激光扫描技术，不需要安排专门测量人员前往道路中央或桥梁高空进行测量，仅需要从点云中获取测量数据即可，这极大提升了测量的安全性和便捷性。
2.2扫描区域较广
地面三维激光扫描技术和传统的测量技术相比，其测量的广度更大。这是因为地面三维激光扫描技术涉及的采样点相比传统人工收集的采样点更多，且测量过程中通过扫描仪获取点位信息，数据分布广、准确性高，以此为建模依据能真实反映地形地貌特征。
2.3测量精度高
借助地面三维激光扫描技术进行工程测量，相比传统人工测量的方法精确度更高，且测量数据完全为扫描仪自动获取，数据精确度不会因为人为因素影响，数据校验也可经过自动方式进行，因此得出的测量结果误差更小。
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
3.1在三维模型构建中的应用
纹理映射和建模是地面三维激光扫描技术在三维模型构建中应用的主要两个方面。在对工程构建三维模型时，地面三维激光扫描技术不仅精度高，且功能完善，可确保工程建筑物得到有效保护，可在不触碰建筑物表面的情况下获得精确的云数据，构建高精度的三维模型，真实还原了工程所在地形原貌。
同时，地面三维激光扫描技术可实现对任意点、任意尺寸的目标物测量，通过扫描仪上匹配的摄像系统获取工程纹理信息，并借助纠正、缩放等功能实现纹理美观度的提升，模型更具真实感。
3.2外业数据采集
1)扫描方案设计。
扫描方案要注意的几点:
a．站点布设。要保证测站之间不能有障碍物，相邻测站之间的扫描重叠度大于1/4，保障扫描数据的完整性。
b．分辨率设置。目标要进行多位置扫描测量，每次测量前要根据与目标物的距离调整扫描仪的分辨率，使扫描效果达到最佳。
c．标靶布设。相邻测站重叠区域布设的标靶个数要大于3，均匀分布在测量场区。该项目最终确定布设要28个测站，四周21个，顶部7个。
2)控制测量。
为保障对该建筑物的扫描数据形成整体控制，测量方案中计划将在扫描项目周围均匀的布设8个控制点。在控制点布设过程中将会利用ＲTK技术布设综合利用城市测量综合服务系统以及城市似大地水准面，误差可以控制在2cm以内。
3)数据采集。
按照作业计划对建筑进行测量扫描，并利用集成相机对场景进行拍摄，最后要对公共标靶和控制点进行扫描，以便后期点云配准。
3.3地形图测绘行业中应用
在传统的地形测绘过程中，由于受复杂地形的影响，测量数据的难度和精确度难以保障。而采用地面三维激光扫描技术，可完成复杂、特殊的地形测绘，借助云数据获得悬崖等特殊地形的数据信息，将地面三维激光扫描技术运用于整个地形图的测绘过程中，减少了人工测绘的成本投入，降低了测绘的风险，提升测绘效率。
3.4土方测量中的应用
使用地面三维激光扫描技术测量工程土方，首选初步获得并处理云数据，按照既定的计算公式得出土方量，结合工程的实际状况监控和测算每个土方控制点，以提升土方测量的精确性。以某道路工程土方测量为例，在使用地面三维激光扫描技术时，需要首先收集道路纵横断数据、边坡及道路红线相关数据，进而构建道路土方的曲面模型，最后使用扫描仪将数据转化为坐标，最后按照比例对模型实施增减计算，得出土方量。
结语
在越来越复杂的施工建设中的测量技术要求也愈来愈高，三维激光测量技术的出现，可以使得工程建设的测量工作高效率、高质量、低成本的获取海量精准数据，为项目的顺利建设保驾护航。数字化测绘技术已成为未来测绘技术的发展方向，在现代化工程建设中应结合项目特点，不断推进三维激光测绘技术的进步。
参考文献
［1］李强．三维激光扫描技术在城市建筑物高精度建模中的应用［J］．城市勘测，2019(3):83-86．
［2］张立伟，刘鹏飞，李冠．三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用研究［J］．北京测绘，2017(S2):68-72．
［3］朱燕，李懋廷，李丹，等．BIM结合三维激光扫描技术在既有建筑改造中的应用［J］．施工技术，2018，47(S3):19-22．
［4］李永超,吴桥.地面三维激光扫描测量技术及其应用与发展趋势分析［J］.冶金与材料.2019(1):102-103.