摘要：三维激光扫描技术，在地形测绘中有很广泛的应用，其具有高效率、高精度的特点，因此能够有效测量地形、边坡安全、地质露头、地质裂缝。本文针对三维激光扫描仪在目前测绘中的应用和实际的应用案例进行分析研究，展现出了三维激光扫描仪的优势和应用的广泛性，希望能够对未来三维激光扫描技术的广阔发展和发挥起到一定的帮助、促进和参考的作用。
关键词：三维激光扫描；地形测绘；应用研究
引言：近年来，我国的地质勘探工作中，很有多有地形变化的地方，因为环境等自然灾害，地质、地形会发生改变。通过运用三维激光扫描仪可以有效的预防灾害的发生，有效避免人员伤亡和物质的损失。三维激光技术在上个世纪的90年代就已经开始使用，是在卫星定位系统后的一个新的技术，突破了传统的单点测量，能够快读的、大面积的进行测量和扫描，三维激光扫描仪应用范围也非常的广泛，被用在文物保护、断面、地形测量、工程测量、变形测量中，具有很高的工作效率。
一、工作原理及优势
三维激光扫描仪有很多的元部件，是一个复杂的系统，数据通过非接触式的激光测量方式完成的，通过后期的处理软件，能够对所采集的数据和图像进行转换处理。工作原理是通过发射激光脉冲来完成工作的。通过对目标物发射激光脉冲进行扫描，通过目标信号接收，可以获取被扫描物的水平和竖直的角度，通过软件进行处理后，可以得到相对的一个三维坐标，进而形式三维空间坐标或者三维空间模型。
优势：地形图测量中，有全站测量、数字摄影测量等测量方法，但是这些方法人员在户外的工作量很大，加上地形险峻，工作人员很难到达所要测量的环境中，而三维激光扫描仪，能够以高密度、高精度、高速度进行测量，能够大大节约了工作的时间，提高工作效率，节省了测量人员的户外作业时间，大大降低的人员的工作强度，能够进行自动化式的工作，因此在地形测量中具有重要的作用和意义。
二、三维激光扫描仪的应用领域
目前，经过改革的三维激光扫描技术，逐渐被广泛的应用，可以通过点云数据，精确、快速的扫描数据，在各个领域中应用的都非常广泛。通过以下的六个方面可以详细的了解到其应用的广泛性，以及应用的特点和优势。[1]
（一）在各个领域中的应用
在建设大坝和电站时，很多项目都需要进行测绘，如公路、路桥、铁路、建筑等都需要进行测绘[2]。另外，在工程在进行改造时，需要测量空间位置、面积、几何图形的尺寸等，在军事领域中用于侦查陆地和监控犯罪现场、反恐行动、战争中等；在游戏开发中，还能够用语电影的场景设计中，把虚拟的数据做成虚拟的影像等。
（二）测绘地形
三维激光扫描仪能够精准的测量地形，通过测绘得到的数据进行处理后，可以计算出精准的地形图，通过扫描，根据周围的地形特点进行合理的三维扫描仪位置的布局，再根据需要设置的分辨率，设置好各个站点的地理坐标[3]。其次还能构件TIN网，并进行优化，在此基础上还可以构成等高线。最后，能够实现出书的拼接，通过Cyclone软件，可以实现将扫描的站点控制在同一个坐标内，将各个站点统一，对数据管理具有灵活性。
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（三）监测边坡安全
通过三维激光扫描技术，可以预测边坡破坏情况，并进行预防和分析和监测，通过对边坡前后的地形变化进行测量分析，可以有效的预防二次破坏，能够清楚的掌握对边坡有危害性的因素，使用三维激光手机数据后，再通过相应的软件可以给数据建模，并实现坐标转换。同时分析对等高线、平面图、对断面等是否与原来的重合，进行分析，实现的分析数据的功能。同时检测效率高，能够直接获取数据。
（四）在地质露头中的应用
三维激光扫描技术在地质的应用中，另一方面主要应用在地质露头中，主要的服务内容有提供准确的数据，进行地震研究，进行地质灾害的预防，并且进行露头三维模型的获取等。安装了内置相机的三维激光扫描技术，能够清晰的获得数据，为后期分析地质特点提供了精准的资料信息。这个软件还能实现快速的彩色Mesh模型，实现点、线、面、体的三维空间信息，在后期中，可以导入到绘图中，为其提供高精准度、高分辨率的信息，为信息采集提供了方便。
（五）在地质裂缝中的应用
三维激光扫描技术，能够对整个探槽进行三维信息收集整合，在地质探测中，能够展示出地质的裂缝、实际情况、地质的形状。因为可以运用这种技术拍摄出高清晰度、高密度的照片，再通过虚拟设备，将图像导入到软件上，再进行数据的计算。其次，可以利用软件制作三角模型，可以来分析和观看地质情况。
（六）在地质灾害中应用
三维激光扫描仪侧向的精纯度高，可以处理高难度地形测量工作，能够为后期处理数据提供很大的方便。其次，在使用三维激光扫描仪扫描前，对于复杂的地形、隧道、山体等，测量人员会收测量仪器的站位影响，需要考虑测量仪器的位置，所以非常的不方便，在使用三维激光扫描仪后，就可以在一个地点获取很多数据信息，可以把仪器放在一个位置固定下来后，就可以做到各个较多精准的全景数据测量。三维激光扫描，可以在地质灾害的抢救中争取到很多的时间，如发生坍塌、泥石流、滑坡等，在进行勘察时，速度为5万点/秒，能传统的扫描仪提升了10多倍速度，节省了测量时间，能够为测量人员的安全撤退预留出很多时间，大大的保证了测绘人员的安全。最后，三维激光扫描仪不需要与测量的物体接触，因此更具有安全性，能够保证地质灾害中勘察人员的生命安全，避免与灾害物质近距离的接触，通过三维激光扫描仪提供的数据，可以远程传输给专家进行分析和预测灾害，并给予一定的指导。三维激光扫描技术，能够在短暂的时间内存储大量的灾害隐患数据信息，能够为数据分析提供精准的数据支撑，节省了救援时间。
三、三维激光扫描仪在应用领域分析
（一）防治风沙
黄河流域地区比较干燥、风沙比较多，沙漠化比较严重。经常会形成沙尘暴等恶劣天气。使用三维激光测量后，可以治理沙漠化情况，并且能够提升工作效率，对沙漠进行的动态进行实时监控，随时掌握沙漠的沙丘变化、沙漠变化和沙子体积的变化。通过点云技术可以实现数据的公共面，进行精准的拼接，得到实景的三维点云数据，点云数据可以进行去掉植物、树木的操作，测出点云数据。
（二）探测地震缝
地震裂缝通过三维激光扫描仪可以进行精准的测量，能够对地震产生的断裂裂痕进行精准的测量，通过测量的数据可以对断层状况进行数据分析和拍照，将数据整合后，可以得到完整的地质探槽数据。
结束语：三维技激光扫描技术广泛的应用到地形测量中，其具有灵活性、测量效率高、测量准确度高，影响而广发的应用在了地形测绘中，应用前景也非常的广阔，未来的市场很具有拓展性，因此需要相关人员更加深入的进行研究，才能为地质测量做出更多的贡献。三维激光扫描仪能够有效的进行地质灾害的调查，同时获取数据资料。
参考文献：
[1]高磊,李卫新,纪勇.VZ1000型三维激光扫描仪在山地地形图测绘中的应用[J].工程建设与设计,2018(14):40-41.
[2]烟雷刚,烟静红.三维激光扫描技术在水利工程地形测绘中的实践应用[J].科技经济导刊,2018,26(12):12-13.
[3]陈宁.三维激光扫描仪在地形测量中的应用探析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(20):179.
[4]杨茂伟.三维激光扫描仪在地质灾害地形测绘中的应用[J].测绘通报,2016(05):145-146.
论文作者:吴龙彪,刘影
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/21
标签：激光论文; 测量论文; 扫描仪论文; 地形论文; 数据论文; 地质论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第34期论文;