摘要：道路工程的测绘，将道路的概况与相应数据一览无遗，可保障施工的顺利开展，避免在施工中出现系列的危险问题，测绘技术也广泛引起了关注，地面三维激光扫描技术可将测绘的场景立体化，采取三维模式将原本平面的画面优化，现阶段正广泛的利用到道路工程的测绘工作中来，不仅可以使测绘的数据更加精准，同时更便于测绘人员的度量与空间描绘，其利用率较高，在道路工程测绘中有长远的发展空间。
关键词：地面三维激光扫描技术；道路工程；测绘；应用
引言：地面三维激光扫描技术顾名思义，在地面可采取三维立体模式，借助激光扫描技术，进行空间丈量，可在地面上建立三维坐标，将被测量的地面转换为各种点线面相交的数据图件，密集且大量的获取了目标对象，实现了原本平面化的单点测量到现阶段激光三维化的面测量转换，激光的测绘形式不仅可采集硬件数据信息，还可以后续灵活的进行软件分析，且地面三维激光扫描技术应用方式多样，可快速集成数据，建立模型，具有道理测绘的应用高效性。
1.技术概况
1.1三维激光扫描技术
三维激光扫描技术可系统化的进行数据采集，而后也可以采取方便灵活的载体模式，按照测绘需求工程需求选择机载、车载、地面和手持不同的形式，扫描技术形式可丈量有关数据尺寸、形状，借助科学原理在逆向工程的应用过程中，合理的进行曲面抄数、工件三维测量，还可以针对现已有的实物进行数据重新采集，通过后期的建构、编辑、修改等构建出相关格式的模型，且地面三维激光扫描技术并非只有一种形式，而是具备点云、建模、空间点阵扫描的不同形式，在不同的采样距离下，相对的选择的测绘方式与设定也有所调整，远距离范围更全，近距离目标锁定后更加精细。
1.2道路工程中三维激光扫描原理
道路测量中运用的三维激光扫描由扫描仪、电源以及控制器3个部件组成。与一般的三维扫描不同，道路测量工程中面对的扫描对象不再是一个物体，而是一片区域，因此在道路工程中运用的激光扫描仪中有一套独立的坐标系统，以扫描仪的位置为原点，横向的扫描面为X，垂直的扫描面为Y，与扫描面立面垂直的为Z，对扫描的位置进行三维的立体定位，并且在扫描的过程中能够进行快速的旋转，应用灵活，扫描范围广，并且得出的数据更加准确。
2.道路工程中三维激光扫描作业流程
2.1外业数据采集
外业数据采集主要针对的是被扫描对象的外观数据，包括长、宽、高、面积、体积等。在进行外业数据采集的过程中需要布设一定距离的标靶和测量点，然后再进行目标的全景扫描，数据扫描主要有三维激光扫描与标靶三维坐标测量两项作业内容，在进行数据采集的过程中要特别关注以下两个方面。
2.1.1标靶与测量点的布置
三维激光扫描的扫描范围虽然很广，但毕竟是有限的，和道路工程中涉及到的道路来比就显得十分狭窄，再加上激光扫描仪和扫描目标之间还存在着不同程度的夹角，对空间测量结果的分辨率会造成一定的影响。此外，道路工程属于室外作业，在整个工程范围内植被、水文、地形都有所不同，整个工程范围并不是一览无余的，总会存在障碍物。这些障碍物是极广不能穿透的。因此在对道路工程进行测量的过程中需要设置很多的测量点，再将这些测量点的数据连成一体，得到最终的测量结果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些测量点数据的连贯性就需要由标靶来保证，根据扫描仪的测程，在各相邻测站的重合位置布设3个以上不规则图形的标靶，以便在后续处理时能够通过点云拼接将测量点的数据连成完整的整体。
2.1.2确定采样间隔与扫描作业
道路工程是一项范围比较广，距离比较长的工程，面对这样的工程进行测量作业就需要借助采样点来保证测量的准确性，采样点的密集程度会对数据结果以及后期的数据处理造成十分大的影响。采样点间隔太大会导致采样数据不连贯，一些重要的地势变化和道路情况就会被遗漏掉，给后期的施工带来不必要的麻烦;而采样点间隔太小又会造成测量数据过于密集，点云数据庞大，这对环境和条件相对较差的户外作业来说，会给数据的传输、存储、分类都带来较大的麻煩，可能会造成数据的误差，而如此大体量的数据也增加了后期处理数据的复杂性，大大降低了测量工作的效率。因此在实际测量的过程中，对于采样点的间隔距离要进行严格的把控，在无障碍的情况下，保持在30～50m的距离范围内，从而保证数据的合理性和连贯性，对于有地势变化的路段则要根据实际情况来进行调整。2.2内业数据处理
内业数据处理则主要包括与被测量对象相关的树木、车辆、行人、水文、环境等相关信息，在进行内业数据处理的过程中要根据相关的要求，将无用的信息剔除出去，留下有用的信息进行分析研究。內业数据处理的主要流程包括有设计方案、收集数据、数据滤波、点云拼接、平面虚拟测量、DEM建模、纵横断面图生成几个步骤，其中重点需要关注的是以下几个步骤。
2.2.1数据滤波
数据滤波就是对三维激光扫描收集到的数据进行过滤，将例如行人、车辆、树木等对道路测量无用的数据剔除出去，这个过滤和剔除主要是利用噪声数据不连续、无规律、稀疏、杂乱的特点将噪声数据与有用数据区分出来，再进行剔除的。
2.2.2点云拼接
从个测量点上扫描得到的点云数据都是不连贯或者存在重叠的一段一段的独立数据，要想得到整个道路工程的具体数据就需要通过点云拼接将这些独立的数据段落连接起来，然后通过控制点构建三维坐标，将拼接后的点云放入到三维坐标系中。
2.2.3平面虚拟测量
虽然点云拼接具有三维坐标，但是与实际情况还是具有一定差距的，并不能形成有效的参考。平面虚拟测量就是将点云拼接得到的数据与CCD相机拍摄的图像结合起来，将数据尺寸在实景中标识出来，表明高程点信息，形成所需的地形图。
结语
综上所述，三维的激光技术适用于道路测绘，已经逐渐通过实际工程利用得到了肯定，可在节省成本，避免资源浪费的同时，提高测量的精准度，让道路工程施工中得到三维激光扫描技术的辅助，而准确的分析方位与数据，保障了施工的安全与顺利。
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论文作者:武剑
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/13
标签：数据论文; 测量论文; 激光论文; 道路论文; 工程论文; 技术论文; 地面论文; 《基层建设》2019年第30期论文;