乌鲁木齐市城市勘察测绘院（乌鲁木齐市基础地理信息中心） 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：随着社会的发展，我国的基础建设的发展也有了提高，三维激光扫描技术可直接获取岩体表面各点的三维坐标，获取岩体中面状结构单元的空间几何信息，通过对这些信息进行处理和分析，实现岩体结构面定位和几何特征信息采集，基于这些信息来进行危岩体识别和稳定性评价。
关键词：三维激光扫描技术；地形测量；应用分析
引言
建筑条件点、高度的验测和轮廓线的测绘是建筑规划验收测量的主要内容，由于受建筑造型复杂、间距有限、现场施工的影响，传统测量方式效率极低。采用基于视觉跟踪拼接和自由设站的三维激光扫描技术，获取高密度的建筑点云，利用扫描的点云提取建筑条件点、高度和轮廓线，与传统测量方式相比，点位平面、高程、边长精度均符合规范要求，且内外业时间仅为传统测量方式的二分之一，能极大提高建筑规划验收测量的效率。
1重要性
规划验收测量是针对规划验收而进行的一种核实测量。规划验收测量需要核实的内容相对较多，以重庆市建筑工程规划验收地形测量为例，主要包括以下内容：建筑条件点的验测；建筑的±0层标高、屋顶标高、建筑制高点标高验测；验收建筑所在地块及周边30m范围内现状地形。按照《城市测量规范》要求，在进行规划验收测量时，平面控制点的等级不应低于三级，高程为图根高程，在控制点稀少地区，三级导线可同级附合一次；条件点应在三级点上测量2次，点位较差应在±50mm内，成果取平均值，条件许可时也采用双极坐标法、网络ＲTK法测量；建筑物标高采用电磁波测距三角高程测量法时，应变换仪器高或觇标高测两次，两次测量的较差在±100mm之内时，成果取用平均值。规划验收测量的精度要求为涉及规划条件的地物点相对邻近图根点的点位中误差不应大于50mm，地物点之间的间距中误差不应大于70mm；其他地物点相对邻近图根点的点位中误差不应大于70mm，地物点之间的间距中误差不应大于100mm。地物点的高程中误差不应大于40mm。传统测量方式进行建筑规划验收测量存在以下难点：建筑间距较小，且受现场施工影响，控制点布设困难，控制点的边长难以达到三级要求；条件点需双极坐标法测量且点位较差在±50mm内，在两个三级控制点上同时观测一个条件点，现场实施难度大；规划验收测量需核实内容多，外业测量时间较长。采用基于视觉跟踪拼接和自由设站的三维激光扫描技术快速获取项目的点云数据，然后对原始点云数据进行拼接、去噪、切片、提取特征点处理，并通过切片的点云数据绘制建筑轮廓线，经过外业验证比对，各项精度均满足规范要求。与传统测量方式相比，利用三维激光扫描能极大提高建筑规划验收测量的效率。
2现状与特点
2.1地质灾害调查工作现状
地质调查与测绘是开展地质灾害勘查的重要技术手段，系统采集边坡岩体中各类结构面的空间几何信息是识别边坡地质灾害隐患、评价其稳定性的重要基础工作。而传统地质调查测绘主要以罗盘、皮尺等方式进行现场数据采集，这些方法工作量大、效率低、信息量离散，甚至还要面临极大的安全风险。
2.2三维激光扫描技术特点
三维激光扫描方法可直接获取被测量岩体的表面各点的三维坐标，高精度地全自动测量岩体中面状结构单元的空间几何信息，通过对这些信息进行有效地处理和分析，实现岩体结构面定位和几何特征信息采集，基于这些信息来进行危岩体识别和稳定性评价。从而可实现远距离、快速、精确、大面积地获取被测量岩体表面密集点的三维坐标数据，多方位展示边坡体中潜在地质灾害隐患体信息。
3三维激光扫描技术在现代测绘中的应用
3.1城市规划测绘
城市规划需要以地形图为底图，传统的地形图更新周期慢，地图信息常与实际情况不符，其精度和信息量都非常有限，修测工作也耗时费力。
利用三维激光扫描技术能够实时采集目标物体的带有精确坐标的、高密度的三维空间点云数据，根据点云数据再复建出物体的三维模型，在精确的三维数字环境中进行空间规划分析要比二维地图信息高效直观，由此，城市规划测绘可全面引进三维激光扫描技术。三维激光扫描数据经处理后可生成高精度的DSM（数字地面模型）、DEM（数字高程模型）、DOM（数字正射影像图）等产品，点云数据与影像进行配准还能得到物体高精度的三维立体模型。此外，利用三维激光扫描技术建立的DSM（数字地表模型）还能解决城市规划中各项用地的控制标高问题，使得城市建筑、道路、排水的规划标高相互协调，更加科学合理地进行城市规划。
3.2桥梁、道路等工程测绘
随着我国城市现代化建设的加速推进，一些桥梁道路的运载能力已经超出极限，需要对其进行改造加固或者扩建，首先需要获取到这些桥梁道路的现状基础数据，利用三维激光扫描技术可生成桥梁道路的三维实景模型，在真三维环境下对桥梁道路进行改造方案的设计更加直观形象，还可以基于点云数据快速绘制二维结构图。同样，在道路测量中，利用三维激光扫描技术可快速获取到现状道路的三维点云数据，再借助专业软件可生成满足需求的道路纵横断面图。
3.3建筑与文物保护测绘
近年来，建筑与文物的信息化、数字化已成为一种趋势，三维激光扫描技术加速推进了此过程的实现，其基于点云数据建立的三维模型可以将建筑与文物的几何、纹理等信息实时记录下来，同时建立数字档案，不仅可以用来保存现状建筑与文物的基础数据，还能以更加直观形象的三维形式进行展示和宣传，这种方式对于建筑与文物的保护以及后期进行修缮和复建都具有十分重要的意义，更重要的是非接触的测量方式避免了传统测量中人为原因造成文物的损坏，而且人身安全也得到很大的保障。
3.4变形、沉降监测
三维激光扫描仪的测量精度能够达到毫米级，可以满足一般构筑物的沉降观测、山体滑坡变形监测以及局部区域的地表沉降观测的精度要求。此外，传统变形监测基于单点数据进行应力应变分析，其结果具有局部性和片面性，三维激光扫描技术采集数据时不需要接触物体，而且实现了从单点到面测量的革命性突破。
3.5建筑结构安全检测
三维激光扫描技术在建筑结构安全检测领域也可得到广泛应用，比如将利用三维激光扫描得到的建筑物前后两期点云数据进行比对，用一组等间距的横向或纵向截面截取2个扫描面，得到相同位置处2个扫描面之间点云的位移值，即可将其视为2个时期的变形量，再根据需求控制截面的间距，即可得到全方位的建筑结构安全检测结果。
结语
在实际操作过程中也存在一些问题，为了获得每栋建筑的完整点云，需要架设较多测站，当测区范围较大的时候，数据量较大，数据导入、导出时间较长；ＲTC360扫描仪的有效扫描距离约为70m，这也限制了其只能在中低楼层使用。总体来看，采用基于视觉跟踪拼接和自由设站的三维激光扫描技术进行建筑规划验收测量，可以极大程度地减少外业工作量，提高工作效率，同时确保了成果的准确性。
参考文献：
[1]汪晓慧，吴晓培．徕卡ＲTC360三维激光扫描仪在竣工测量中的应用[J]．测绘通报，2019（10）：150－154．
[2]董景利．徕卡ＲTC360三维激光扫描仪在建筑立面改造中的应用[J]．测绘通报，2020（2）：163－166．
[3]王芬，徐炳前，郝旦．三维激光扫描技术下的规划验收测量数据处理及成果获取[J]．测绘通报，2019（4）：159－161．
[4]黄承亮．三维激光扫描技术在城市规划管理中的应用[J]．测绘通报，2018（S1）：84－88．
[5]王智，薛慧艳．三维激光扫描技术在异形建筑竣工测量中的应用[J]．测绘通报，2018（7）：149－152．
[6]朱曙光，何宽，周建郑．徕卡三维激光扫描系统在建筑物精细建模中的应用[J]．测绘通报，2018（2）：154－156．