摘要：随着我国经济高速发展和科技的不断进步，现代测绘技术也在不断提高，三维激光扫描技术作为一种新型高科技区别于传统测绘手段的数据采集与处理方式凭借其对复杂环境深入扫描，对以致实现对测绘项目的全面的分析的优越性在测绘领域中应用范围持续扩展，其在工程测量中的应用是本文探讨的关键。
关键词：三维激光扫描技术；道路工程；工程测量；应用分析
引言
在建筑工程测绘过程中所应用的地质测绘与工程测量方法，在应用上都较为繁琐，同时测绘精确度较低，因此能够有效提高地质测绘与工程测量质量效率，研究人员将研究重点开始逐渐放到了三维激光扫描技术上。三维激光扫描技术在实际应用过程中，具有良好的经济价值。
1三维激光扫描技术简介
三维激光扫描技术又名为“实景复制”技术，是指以三维激光扫描仪的诞生为代表，在测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命，主要内容是在重构技术以及高精度逆向三维建模的基础上，成功获取数码照片和研究目标的三维坐标数据和、同时能精确取得大型实体亦或是实景等三维立体信息的方式。该技术应用于计算机技术领域时，神奇的重建了三维数据模型，将客观存在的现实形态真实化。
从具体运行平台或扫面的地理位置区分标准出发，三维激光扫描仪包括手持型三维激光扫描仪、机载型三维激光扫描仪、地面型三维激光扫描仪，然而其各自应用领域迥异，地面三维激光扫描仪为例，其一般应用于道路工程中，其扫描主要在测量距离时使用激光，促使完整连续全面的三维坐标获取、实现垂直、水平的全自动高精度布进式扫描测量，并且能在确保高精度的情况下、在短时间内精准定位、迅猛记录。地面三维激光扫描系统作为一种集合了众多新型技术的空间信息数据获取手段，其技术优越性还提现在信息传输，在其信息传输的流程中，首先通过二极管由发射器发射出激光脉冲信号，中途借助旋转棱镜投射目标，再经过探测器反射回信号同时在记录器同步记录，最后转换成能够简单的能直接识别处理的信息数据。
外业数据采集和内业数据采集作为三维激光扫描作业流程的两大重要组成部分，在技术方面同样具有强大的优越性。相对于传统的测绘作业，通过结合现在的计算机技术，引入云数据，大大提高了测绘工作的效率。
2三维激光扫描技术在工程测量的应用
2.1地形图测量与绘制
在具体的工程项目中，测量工作是非常重要的一环，随着测量工作的不断发展，将相关的科学技术应用于其中，具有非常重要的实际意义。在绘制地形图时，要测量的地方不全是平地，也会存在一些难以测量的地方，例如，悬崖、断面等，对于这些难以测量的地方，以往的技术常常没有办法完成测量工作，使用科技含量更高的三维激光扫描技术，可以又好又快地完成工作。三维激光扫描技术是目前我国在工程测量工作中常用的测量技术，又被称为实景复制技术，是测量领域的又一次技术革新。在具体的工程测量中不用和具体测量物体相接触，利用三维点云数据就可以完成地形图的测量工作。
2.1.1获取特征点应用
绘制地形图之前先用三维激光扫描系统对实景地形进行扫描，该系统能够自动找出实景地形中具有鲜明特点事物或者标志性的建筑，这些被称为地形的特征点。将这些特征点和标志性建筑编辑成数据用数据链导入至地图编辑软件中，数据除了包括特征点之外还有与特征点周围事物和建筑的相对位置、特殊的比例等，这些数据能够真实地复原实景，方便下一步的地形图绘制工作。
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2.1.2形成等高线
在完成三维激光扫描并且对具体数据进行处理后，下一个环节就是形成等高线。在进行等高线工作时要人工与自动相结合，具体的操作过程有：首先，人工分析，根据分析结果，将不是地形点的数据删除。其次，测量人员应用平均反复法，对数据进行计算，并且计算出平均面。再次，对于全部数据进行整理后，对于最后没有进行计算的数据，反复进行测算，进行多次就可以获得其具体的地形数据。将经过抽稀的点云数据输入到大比例尺的地形绘制软件中形成等高线，与传统方式相比，利用地面三维激光扫描技术所形成的等高线准确度更高。
2.1.3绘制地形图
在完成上述工作之后就可以进行地形图的绘制工作了。首先在经过云点数据去除环节之后，往往会出现等高线部分缺失、弯曲或者不清晰等情况，因此，测量人员必须对等高线与地形图的其他要素进行加工处理，其后在图上添加标注，最终形成完整的地形图。虽然利用三维激光扫描技术在具体进行工程测量时，可以有效降低野外的工作难度，而且所获得的相关数据也是非常准确的。但是目前尚未研发成功集收集、加工以及成图功能为一体的应用平台，再加上点云数据处理效率较低，这就使得其与普通测量方式相比并无明显优势。
2.2土方量计算
在工程测量领域中，土方量的计算非常重要，因为土方量计算是否精确对于工程的影响非常大，所以在进行土方量计算时，相关的计算人员一定要认真对待此项工作。土方量计算领域的应用,在具体应用该技术时，首先是利用三维云数据计算基准面。其次是对于不需要的数据进行删除。最后通过专业的计算方法进行进一步计算。比如在某个工程中，需要根据道路纵横断的信息，对土方填挖量进行计算，这时按步骤进行操作，第一步收集数据，包括设计道路的纵横断、道路红线以及边坡三个方面的数据，第二步构建模型，在收集完数据之后根据相关技术构建曲面模型，第三步运用外业扫描数据建立实地的地面模型，并进行坐标转化。最后一步，将曲面模型和地面模型按比例进行增减计算，从而核算出土方量。在处理完点云数据之后，测量人员应将其坐标系转移至实际工程的坐标系之中，应用相关的专业计算方法进行计算，在进行具体的转移过程中对于精确度起到决定性作用的是其中的控制点、标靶中心和数据整合等，这些关键因素的计算精确度直接关系到整体的工程的精确测量。在计算土方量之前，测量人员也不能忽略基准面，应基于工程的高程及边界建立基准面，一般情况下，基准面为高程平面，但对于一些特殊工程，测量人员也需根据实际情况进行基准面的建立。
2.3道路高程测量
在三维激光扫描出现以前道路高程测量是非常繁重的测量工作，测量人员使用水准仪和塔尺等工具，将一段路面分成ABCD等几个段落，逐一测量，这种传统的方法不仅劳动量大，工作繁重，并且工作的环境大多在露天甚至野外，测量人员往往苦不堪言。三维激光扫描的出现大大改善了这种劳动，首先让系统初步自动进行扫描，筛选出特征点及其相对距离、角度等数据，然后在绘图软件中利用云数据导入数据，模拟出实景道路。其次，将筛选出的数据入软件测算出高程数据，再与模拟的实景路样图相比对、结合，绘制出相对准确的道路图。最后，再予以修正，检查绘制出的道路图是否精确即可。
结语
综上所述，三维激光扫描技术作为目前工程测量中最先进的技术之一，实现了对传统测量技术的有效补充，可以实现非接触式测量，适用于复杂地形的高精度测量。同时，三维激光扫描技术也在其他很多领域有不同的应用，但是，在实际应用过程中，依旧存在诸多问题，对于多数中小型企业，尚无法承担高昂的价格，导致技术普及程度相对较低。对此，还需要对该技术进行不断的研究，使三维激光扫描技术实现创新发展，使其在各领域当中能够发挥出自身价值。
参考文献
[1]杨喜明.三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用探讨[J].科技风,2016(19):74.
[2]郭东东.地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用[J].四川水泥,2016,2(1):73-76.
论文作者:单旭达
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：测量论文; 激光论文; 数据论文; 技术论文; 工程论文; 地形图论文; 工作论文; 《基层建设》2019年第7期论文;