1三维激光扫描技术的原理分析
三维激光扫描技术的应用，有效的打破了传统单点测量的方式，其和以往所采用的传统方式相比，具有明显的精度高和效率高的优势。该技术的运用可充分的提供扫描物体表面的三维点数据，甚至一些高精度和高分辨率的数字地形模型也可直接通过三维激光扫描技术来收集。在采用三维激光扫描技术进行测量时，通常可以直接利用光来测量对象表面的三维坐标，这样就能真正实现三维场景提取和重建的目的。通常完整化的三维激光扫描系统都必须具备激光测距系统、高精度动态差分定位系统以及高精度动态载体测量系统等。其实际的工作原理为：三维激光扫描系统理由脉冲发射器将脉冲信号发射至物体的表面。此时物体表面在将脉冲信号漫反射之后，使脉冲信号按照同样的路径返回至信号接收器，从而完成精确计算目标点与扫描仪之间距离的目的。另外，每一个激光脉冲所产生的横向扫描角度观测值和纵向扫描角度观测值都可以理由精密时钟编码器进行测量和计算。
2三维激光扫描技术在地形地质测量中应用
2.1监测边坡安全
对于边坡而言，很容易出现滑坡等严重的地质灾害。因此，必须采取有效的技术手段，对边坡的实时情况进行监测，预测可能存在的边坡破坏，并采取有效的措施对边坡破坏进行预测。采用三维激光扫描技术，可以精准的对边坡灾害进行精准的扫描测量，掌握灾害发生前后的地形变化情况，从而帮助相关工作者制定科学合理的技术措施，预防二次边坡破坏。
2.2检测地质裂缝
除了应对边坡问题之外，激光扫描技术还可以帮助完成探索地质裂缝问题，该扫描技术的拍摄系统可以将具有高清晰度的地质环境照片提供出来，其密度也相对比较高，通过运用虚拟功能可以帮助完成数据导入与计算的工作，在利用模型制备软件来形成三维模型，真实再现地质裂缝，并细致展示其存在具体问题，借此来辅助地质验工作。
2.3测绘基础地形
借助三维激光扫描技术，还可以帮助相关工作者，在进行基础地形测绘中，更精准的进行地形图的绘制。主要测量步骤如下所示：第一，扫描作业：进行扫描时，必须根据周围环境和地势地形特点，合理布置三维扫描仪的站点，然后根据各个站点的具体情况，设置好分辨率，将需要扫描的站点控制扫描范围内，并控制好各个站点的地理坐标；第二，将扫描所获得的采集数据进行转换，并利用相关的软件，将不同站点扫描所获得数据拼接到同一个坐标系中；第三，构建TIN网：使用软件功能，将建筑物和植被剔除，形成优良的TIN网，并对TIN网进行优化。
2.4研究地质露头
在进行地质露头研究过程中，应用三维激光扫描技术，可以为相关工作者开展地质灾害预防和地震灾害研究提供帮助。利用此种软件还可以快速实现彩色Mesh模型，进而实现三维空间内，点、线、面、体等信息的获取，可以利用DXF格式将数据导人到后期的灰绘图中，具有精确度高、分辨率好等特点，缩短了野外数据收集采集时间，能够得到比较完整的信息。
3分析三维激光扫描技术应用实例
某水利工程项目中有一处公路边坡滑坡，由于对公路的施工开挖，导致了该处边坡坡角的阻滑体被挖出，因此存在着很大的滑坡地质灾害风险。为了有效监测边坡现状，并为后期的治理措施提供科学的数据支持，该工程计划采用三维激光扫描技术对此边坡进行扫描以及数据的采集。
3.1扫描测站和后视点坐标的获取。受到三维激光扫描仪本身测程的硬性，不同测站的测量数据如何拼接到一起，都需要标靶来完成，因此，根据扫描仪测程，需要在各相邻测站重合的位置布设三个以上形成不规则图形的标靶，以供点云拼接需要。
3.2点云数据的采集。
（1）布设：结合工程实际情况，计划采用分两站进行扫描测量，并选择合适位置进行测站以及后视点的定位。
（2）扫描：先将三维激光扫描仪架设在事先选定的测站上，确保仪器参数调整无误后，进行边坡指定区域的扫描作业（如图1所示）。
（3）精扫：对该场景进行扫描结束后，对后视点所在区域进行精细扫描，并严格控制不同测站的中心位置，确保最后的点云数据可以处于同一坐标系统下进行拼接。
3.3数据处理
本工程根据两站所获得扫描数据，利用Cyclone软件对其进行拼接处理，从而获得该边坡区域的完整扫描数据。
3.4采用三维激光扫描技术与传统方法监测数据的对比
由于本工程针对滑坡的变形监测大多是采用全站仪进行水平位移的监测，为了验证三维激光扫描技术数据的精准性，特采用全站仪对该区域进行了二次测量。对比两次测量所得结果，各监测点的偏差值均满足滑坡体监测点精度要求。
4结语
在深入分析三维激光扫描系统，在地质地形数据测量过程中的作用之后发现，虽然三维激光扫描技术是一种新型的测绘技术，但是，因为其在我国还处于起步的阶段，因此，其在实际应用的过程中经常会出现各种问题，而这就要求测量技术人员必须积极的进行测量技术的探索和研究，才能促进测量数据精确度的进一步提高，最终发挥出三维激光扫描系统在我国地址地形数据测量过程中的积极作用。
参考文献
[1]陈伟东.三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用[J].世界有色金属2018(7):197199.
[2]陈玉婷.三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用[J].建筑工程技术与设计2016(9).
[3]杨勇，潘世强.三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用[J].城市建设理论研究（电子版）2016(10).
[4]陈振宇.三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用[J].中国科技投资2018(21):260.
[5]王炎城,钟焕良,石雪冬,黄德全.三维激光扫描测量技术在滑坡监测中的应用[J].地理空间信息.2015(03).
[6]郭龙官.三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用[J].机械管理开发2016(8):55-57.
论文作者:蒋兴海1,赵喜军2
论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年3期
论文发表时间:2019/11/1
标签：激光论文; 测量论文; 技术论文; 地形论文; 地质论文; 数据论文; 脉冲论文; 《中国建筑知识仓库》2019年3期论文;