耿世雄 李娜 赵杨
内蒙古科技大学 内蒙古自治区包头市 014010
摘要：我国科学技术水平不断发展，推动了社会的进步。在这种时代背景中，各个领域的技术也实现了快速发展，工程测量技术也实现了很大的进步。当前，人们生活质量以及水平的提升，带了个各行各业的发展，工程项目也不断增加，在工程项目中，测量是一项关键组成内容，精准地测量给工程实施提供了依据，在工程测量中，地面的三维激光扫描技术获得了很高的使用率，这项技术具有成本比较低，并且效率高且测量精准的特点，这项测量技术在各个领域中都实现了广泛使用。文章主要对这项技术的应用展开了具体分析。
关键词：地面三维激光扫描技术；工程测量中；应用分析
当前，我国的测绘技术实现了快速发展，新技术在工程中不断实践和应用，在实际的探索和尝试过程中，测绘技术实现了成熟化的发展。三维激光的扫描技术是测绘技术的一种创新。和之前的测量技术比较起来，这种技术有自己独特的优点，主要是有全数字的特点，并且不需要接触可以主动进行测量。这种技术的具有速度快，精准度比较高的特点，并且在各个领域中的使用非常多。基于以上优点，工程测量人员应该加强对这种技术的了解，并且不断实践到工作中来，提升工程质量以及整体效率。
一、三维激光扫描的主要原理
这项技术的主要工作原理就是使用激光对距离进行精准测量。可以将激光主动发射出去，并且可以接受反射回来的信号进而进行距离的测量，每一个扫描点和测站之间有一定的斜距，还需要和扫描的垂直角以及水平角进行更好的配合，进而获得扫描点和测站之间的相对坐标，然后经过后期的转化，成为固定的三维坐标。这项技术不仅能够对被扫描点的坐标数值进行相应的记录，与此同时，还能使用相机对测量的表面进行影响获取，对表面的色彩值进行记录，这主要是给三维建模打下基础。
二、使用三维激光技术对数据进行采集以及相应处理
使用这项技术进行相应的测量，需要进行的操作步骤主要有，外业的测量对点云数据的处理以及分析这几个步骤。采集外业数据主要步骤是对高程以及平面进行控制并且测量、对云数据进行扫描这些步骤。业内的数据处理主要包含坐标的转换、对云点进行拼接、对点云进行降噪并且建立三维模型这几部分。
（一）外业的数据采集
这个环节主要包含测量控制以及扫描与数据。通常进行测量控制使用的是PTK的测量方式，在需要测量的地区将图根控制点进行合理分布，确保每个地区都能被扫描到，各个测站之间都需要有进行相应的重叠。架设相关的设备，使用激光扫描的技术对云数据进行相应的扫描。测站的坐标在测量之前进行输入，或者是选择在后期进行相应添加。
（二）处理数据
这个步骤包含坐标的转换、点云的拼接、还有就是点云的降噪，最后是三维的建模。当外业将控制点进行合理布置的前提下，各个测站将坐标进行合理的输入，这样得到的所有数据都会在同一个坐标系里面，不再需要对坐标进行转换。如果出现三维激光的设备不具有对一站进行全面覆盖能力时，就会采用多站扫描的形式，将多站扫描得出的数据合理的结合在一起，在这种情况下就需要进行点云间的拼接，常见的拼接方式有两种，分别是相对式还有绝对式。
三维激光设备在对地点记性测量时，会把植物、车辆以及行人这些对工程没有用的信息都扫描进来，这些信息被叫作噪声点，在对数据进行处理时需要将这些尽可能地去掉。在使用多占扫描形式进行扫描时产生的重叠区域，应该采用抽稀的处理方式。最后一步就是使用建模软件结合不同的工程需求进行三维模型的建立。
三、三维激光扫描的分类
按照测量方式可以将这项技术分为两种类型，分别是移动式的扫描系统以及固定式的扫描系统。固定式的扫描系统和全站仪有很多相同的特点，组成部分有控制系统、扫描设备以及后期处理这几个部分组成。但是和全站仪有一些差异，固定的扫描系统使用的是点云数据并不是单点坐标，使用点云数据的好处就是加快了扫描的整体速度。并且有比较高的精准度，涉及的范围很广泛，就算在野外使用这种方式，操作起来也很简单。另外一种就是移动式的扫描系统，这种形式的系统组成部分是全球定位、激光扫描还有导航系统这几个部分组成，和固定式的扫描系统相比，这种使用的范围小一些。常见的使用有车载扫描系统，在城市道路中，或者是一部分水利工程中。
四、在工程测量中使用三维激光扫描的方式
（一）测绘地形图
在工程汇中测绘是一项比较重要的裁量方法，常见的是全站仪测图以及GPS测量方式，这些测量出来的数据都属于分散的数据，对这些数据进行合理的分析以及整合就需要很多的工作人员参与进行来，并且需要花费比较多的时间，没给工作人员的工作量也很大。使用全站仪进行测量时还会受到通视方面的而影响。使用GPS进行测量虽然不会受到通视情况的影响，但是也有一定的缺点，就是在测量地点有密集树林的情况下，测量的信号会受到很大程度的影响，进而导致测量出来的数值不是固定的，或者是数值不够精准。在这种情况下，使用三维扫描测量方法很好地解决这一类问题，这项测量技术测量的范围很全面，能够弥补之前测量区域不全的缺点，比方说受到高山阻隔的地方或者是有密集树木的地方等等。使用这种测量技术能够对地形进行精准的扫描，获得相应的点云数据信息，不用对每个测量点都接触，可以大大减少人力的消耗，并且还节约了时间，获得的数据还很准确，能够更好地满足测量需求。
（二）土方量计算的使用
大部分的工程都要对填挖方量进行合理的计算，以往的测量方法也可以达到对土方量进行测量的目的，不过大多数是离散点，这些点不能将地势地貌进行更加精准的展示，使用三维扫描技术，能够将地形进行精准的扫描，并且获得很多相对应的点云数据，结合这些数据能够给三维模型的建立提供更加全面的依据，将精准完善的图形进行传达，综合上面分析可以得知，土方量的方式使数据更加精准。
结束语：结合以上分析可以知道，三维激光技术是一种有效的测量方式，很好地弥补了之前测量方法的缺点，具有高效、精准以及快速的特点，减少了大量的人力以及时间，并且有效提升了测量数值的精准度，提升了测量的整体质量。
参考文献：
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指导老师：范鹏飞