摘要：三维激光扫描仪可以结合数码相机获取高精度的三维矢量数据，然后根据真实光学阴影数据相匹配的地面数据编辑后期地形图。从而提高了数据编辑的可靠性，缩短了绘图周期。
关键词：激光扫描；地形图测绘；大比例尺地形测绘
前言：三维激光扫描在大比例尺地形图中有着广泛的应用。然而，在海量云数据的处理过程中，计算机处理过程中存在着瓶颈，因此需要提取数据，以便顺利地进行编辑工作。如何快速高效地处理海量云数据是未来的一个研究课题。
1、三维激光扫描技术在地形测绘
根据中国有关部门发布的标准，中国的TLS地形测绘技术有一定的规范，但在目前的形势下，仍有许多问题需要解决：（1）由于激光扫描设备的内部结构比较复杂，出现问题时不易检验，所以技术在维修管理中的应用还不完善，仪器误差不易检验，验收标准的应用还不完善；（2）更依赖于人工数据处理中的后期筛选，所以加工效率和数据的精度较低；（3）第三方专业绘图软件的应用在地形测绘过程非常重要，但目前一般的画图工具，云数据的缺乏是制约地形测绘工作进展的主要原因，同时软地面的标准硬件配置普遍较高；（4）基于国外市场调查分析发现，地面三维激光扫描设备进口成本高，同时，受到中国的实际商品缺乏制度建设的影响，TLS的地形测绘技术的发展受到了严重的阻碍；（5）在仪器的参数设置这些参数主要包括定位、水准测量精度和分辨率，容易出现比较复杂的环境误差累积问题，严重的情况下可能会出现部分数据丢失现象，影响绝对精度。
总之，传统测绘技术的应用效果不理想，而三维激光扫描的大比例尺地形测绘方法的应用优势，主要体现在以下几个方面：（1）校准和应用更加规范化、系统化，例如，根据薄层色谱系统的标定结果，评价方法和算法的精度比较简便准确，但具体内容需要测绘基准映射测试，并且符合特定的环境标准；（2）分站点云数据自动匹配方法的效率高、结果准确，同时，在实际应用中，云数据哪个简化算法，更可行。此外，结合高分辨率图像重建技术可以集成数据，与GIS数据的几何地形数据相结合，用于目标识别和达到非地形数据的自动化目标，为创造基本条件提供依据；（3）点云数据处理和应用软件的性能高。点云数据分析应用大比例尺测图系统在实践的基础上进行二次开发，提供了实现图形的基本条件，达到了目标集成；
2、三维激光扫描在大比例尺地形图中的应用
2.1工程简介
为了检测TLS地形测绘技术的实际性能，在特殊困难地形地区进行了三维激光扫描仪的测绘精度验证试验。本站地处复杂的草原风景区。地形复杂，交通不便，不利于航空摄影。大多数被测地区是山区，大面积暴露不规则岩石。最低海拔约1780米；最高海拔约1920米；平均海拔约1905米；填图的比例尺是1：1000；面积8平方公里。测量地形为地势起伏的地区，多岩石，闭塞严重，所以一般的办法来测试更复杂，更困难。
2.2数据处理
一般来说，由三维激光扫描仪测量的数据量相当大，最大值为82 GB。因为没有公共地面试验区，基于特征点的公共方法无法完成站数据拼接工作，因此必须高度重视数据处理的准确性，通过胶片成像测量将数据拼接，基于参数变换的数学计算方法，拼接成功完成。站点数据被传输到仪器并转换为字段坐标。该系列数据的拼接和坐标转换过程，必须保证及时的减弱噪声和消除植被等，为后续测绘工作的顺利进行打下基础。一般来说，去除噪声点可以从多个角度进行，而消除植被可以通过使用线波形处理技术。其基本原理是：对不同波长的激光束扫描，不同植被消除反应不同，而这种差异主要显示于在回波强度，根据这些差异可以成功识别对象类型和特定的材料，基于对象颜色分类。此外，为了最大限度地达到植被去除的效果，在去除工作完成后，通过点云数据的应用，可以形成数据图。由于地面激光扫描技术的主要措施是测量点，以保证整个复杂地形测量的完整性，在测量站结束后需要从不同基站获得测量数据的精确配准。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以在不同的活动测量站进行测量，以实现彼此之间的数据转换，需要在测量区域的中心目标设置节点，两个基站可以使用相同的目标测量数据，实现区域的地形数据转换形式统一。
2.3测图的精度验证
在本实验中，为了保证三维激光扫描制图的准确性，利用全站仪，在1000平方米范围内采集了整个地形图数据。分析了相对位置较频繁的高程点，一方面确定了三维激光扫描仪数据的精度；另一方面为复杂环境测量工作提供了新的思路。
2，4数据三维建模
点云数据保证了地表模型的数据，而图像数据则保证了边角信息的完整性和准确性。最后，利用自动软件平台，从点云获取的强度信息和摄像机获得的图像信息描述模型的细节。地面三维激光扫描仪三维建模的目的是重建物体的数字模型并获得相应的几何信息。模型建立的步骤如下：
1）自定义坐标系统。虽然在注册过程中，根据当地坐标的目标完成坐标系统定义的使用，但局部坐标系统不利于模型的建设，所以可以隐藏地方坐标系统，自定义用户坐标系，利用坐标系统构建活动模型。
2）建立参考平面。模型由参考面完成，参考面可以连续建立以完成建模。
3）绘图。借鉴参考平面的生成量。
4）生成面。一般来说，表面是通过区域增长的方式产生的。
5）纹理补丁。建筑物的三维模型后，该3d模型根据纹理建立，模型的纹理信息是通过使用高分辨率的数码相机得到的。最后，生成模型。
2.5轮廓生成
地面三维激光扫描技术在激光扫描测量中广泛应用，因为具有高密度，对区域的高度反应更敏感，如果用地面激光扫描技术直接测量标准形成的轮廓，会导致测量点和多变量的复杂地形过于密集，一般情况下对测量轮廓的信息进行后处理，以保证图像的整体性能，特别是去除非地貌因素后的点云数据，根据稀疏密度图的要求进行处理。最后将数据导入大型数字测图软件中，自动生成等高线。
2.6地形图编辑
完成以上工作后，可在该区域叠加地形图和等高线图。在加工过程中，要统一两幅图纸的测绘标准，准确地检查定位中心。因为之前的数据处理过程是区域的地形和等高线数据的一部分，避免部分轮廓变形，将需要处理的部分手工修复，应根据原数据点云进行改造工作，检索和原始数据的注释。最后，添加相应的高程标记以生成用于局部修改的等高线。
3、结语
三维激光扫描仪作为测绘科学的主导产品，具有明显的优势和广阔的应用前景。以其非接触、快速、获取信息量大、精度高、实时性强、全自动化，复杂的环境测量等优点，克服了传统测量仪器的局限性，三维数据采集目标是高精度，是实现三维可视化的重要手段。它大大降低了测量成本，节省时间，使用方便，应用范围广，在工程测量、变形监测、文物保护、森林农业、医学研究、战场模拟等领域有很大的发展空间。综上所述，地面三维激光扫描仪的应用不够好，应用范围有限，造成这种情况的主要因素包括两个方面：第一，结合三维与传统测绘技术的激光扫描技术的问题；二、三维激光扫描设备成本高，低普及率，但其应用优势被忽略。
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论文作者:王全海
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/8
标签：数据论文; 地形论文; 激光论文; 测量论文; 比例尺论文; 模型论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第36期论文;