基于地面三维激光扫描的精细地形测绘论文_陆顺生

基于地面三维激光扫描的精细地形测绘论文_陆顺生

云南南方地勘工程总公司测绘院 671000

摘要:我国地域幅员辽阔,很多危险的地方需要进行精细测绘,比如对于非常险峻山峰、急流的河流和陡峭悬崖峭壁等等,运用常规的测绘方法对于这些地方不能精确测绘,具有非常高危险程度,为了解决这些危险地方测绘,需要运用三维激光扫描技术对其精细地形测绘,根据三维激光扫描原理,要及时运用到实际情况中,这就需要对于三维激光测绘扫描技术普遍推广和技术应用。

关键词:三维激光;扫描;地形;测绘;

一.地面三维激光扫描测绘技术工作原理

对于危险的地方精细地形测绘,存在危险系数非常高,无法精细完成测绘,三维激光扫描技术应用到危险地形测绘中,三维激光扫描测绘技术被称为GPRS定位技术,是一项非常伟大科技成果,测绘方法快速、准确和安全,被运用于地形测绘、模拟地形和立体结构建模方面测绘。扫描仪和电脑处理器以及电源系统成为地面三维激光扫描系统,需要及时对于扫描仪器数据、处理数据和接收数据进行及时分析,电源供应系统对于这些机器运转需要电量充足,扫描仪含有扫描系统和测量激光测距系统,同时还有控制系统,通过测量水平角发射镜进行有序旋转,将激光依次测量,准确测绘出每个激光脉冲空间距离和扫描激光水平角距离,通过计算坐标方法测量区域三维坐标,利用计算机软件制作出精细地形测绘图。

二.三维激光扫描技术实际应用

高速公路隧道需要穿过一座山时候,就需要在施工中围绕大山进行多个弯道修理,这就需要对于大山周围地形进行精细测绘,按照测绘图设计修葺道路模拟路线,比如对于大山周围的峡谷和河流进行精细分析,合理设计出隧道出口和入口,按照1:300比例设计制作高清地图,采用三维激光扫描仪器采集数据,运用计算机软件处理数据,设计制作出精细高清隧道设计图。

三.地面三维激光扫描精细地形测绘中存在问题分析

1.地面三维激光扫描在制作精细地形测绘中存在很多优点,地图的准确性和清晰性,需要进行技术处理,首先三维激光扫描方法和传统方法相互结合,传统测绘方法在地势险峻地方不能准确数据分析,在平地测绘中占据主导地位,但是传统方法和地面三维激光扫描在相互融合方面存在很多问题,需要及时发挥测试优势,和传统测绘方法合理融合。由于科技含量比较高,三维激光扫描仪在推广中存在很多问题,最重要问题就是价格比较高,和传统测绘仪器相比价格比较高。

2.数据采集不是很完善,三维激光扫描一般都是在环境不好地方,地势比较险峻地方测绘,比如山峰和高山中,这就导致高山对于测绘视觉造成了一定遮挡问题,使得扫描数据不是完整,数据有缺失存在,严重影响到测绘图精准性。三维激光扫描测绘扫描仪结果需要软件及时处理,目前还没有成熟软件,对于处理结果要相互协助才能得到非常准确结果,软件处理不完整就导致测绘结构不准确,原因就是软件处理精确度不是很高。

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3.三维激光扫描仪智能化水平不是很高,不能自动提取完整数据,需要人工进行辅助性数据分析,要求在设计中能够注重智能化应用,让三维激光扫描仪能够自动进行数据分析,自动处理数据获取数据,尽快解决三维激光扫描仪存在各种问题。毫无疑问地面三维激光扫描仪相对于传统测绘技术手段有非常高提高,尤其是对于险峻高山和陡峭悬崖等各种恶劣地形环境,都有非常广泛应用。

四.地面三维激光扫描精细地形测绘

1.地面三维激光扫描技术精细地形测绘主要作业流程包括数据采集、地物提取和地貌数据挑选等,对于测绘周围环境及时考察研究,确定扫描仪位置,保证各种扫描数据完整性,选择尽量少测绘站点,对于地形拍照和数据处理分析,最后对于地形图编辑修改处理。每个测绘扫描完后,必须要进行精细扫描,扫描过程中通过选取控制标靶区域目的,进行位置确定,在施工坐标系下要进行三维坐标处理,对于后续数据配准处理,标靶分布要获得较好监测站精度分析,尽量避免狭长形状扫描距离,合理降低坐标转换误差问题。

2.点云数据配准,要运用地面三维激光扫描仪对于地形测绘,数据分析,得到测绘完整三维数据后要根据不同位置进行局部坐标系确定,在扫描区域设置一些控制标靶,通过同名控制标靶将扫描数据统一配准。配准方法主要由相对方式,各个坐标系都要做到合理转化,需要测量标靶绝对坐标,统一数据。另一个就是绝对方式,将扫描仪和常规测量相互结合,通过仪器精确测量,获得绝对标靶,在配准中要根据方式不同,将整个地形测绘采用绝对方式配准,采用绝对方式统一坐标。

3.要根据三维激光扫描仪技术对于地形数据分析,根据地形表面树木存在影响进行自动数据分析,地面三维激光扫描获得详细地面信息密度,要对于相对地形测绘进行时构建,特别是对于每个地形地貌细节,将数据导入到合理比例数字测绘图中。最后将地物图形和等高线图形进行编辑处理,切除了地物部分数据,需要对照照片手动修改,处理好地形图。地面扫描仪测量系统能够快速高密度获取实体地形,对于数据要运用计算机详细对于分析,绘制地形图,随着现代化各种空间信息仪器计算出模拟设计图。

结论:

计算机虚拟环境处理地理信息将精确测绘出地形详细模型,地面三维激光扫描测量能够非常系统测量物体,特别是对于陡崖和峡谷地形测绘,通过三维激光技术可以做到非常精细地形测绘,目前已经是一套非常成熟运输机地形图测绘软件,在制图过程中要相互使用,推出数据地形测绘软件。在实现云数据分析过程中,需要精确运用地面三维激光扫描技术处理地响,可以运用自动化和半自动化运输机处理模式,提高对于等高线数据分析,如果地形高低起伏不平的时候,要对于数据进行分析,保证数据完整性,这需要在测绘中多设置几个测绘点,运用地面三维激光数据处理,解决对于危险复杂地形绘制,保证隧道各种国家建设合理完善。

参考文献:

[1]彭维吉,李孝雁,黄飒.基于地面三维激光扫描技术的快速地形图测绘[J].测绘通报,2013(3):70-72.

[2]梅文胜,周燕芳,周俊.基于地面三维激光扫描的精细地形测绘[J].测绘通报,2010(1):53-56.

[3]李志鹏,张辛,喻守刚,等.基于三维激光扫描的大比例尺地形测绘方法研究[J].人民长江,2014,45(7):70-73.

论文作者:陆顺生

论文发表刊物:《基层建设》2017年4期

论文发表时间:2017/5/25

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