三維激光掃描技術(shù)在道路工程測繪中的應(yīng)用

（江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校，江蘇 南京 211135）

[摘 要] 隨著道路工程的逐漸增多，測繪工作的重要性越發(fā)突出，在傳統(tǒng)測繪工作中存在工作量大、測繪結(jié)果準確率較低等多種問題，相關(guān)測繪團隊?wèi)?yīng)加大對測繪現(xiàn)代化技術(shù)的重視，三維激光掃描技術(shù)是其中的典型代表，與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，具備測繪信息量大等多種優(yōu)點，基于此重點探討該技術(shù)在測繪工作中的應(yīng)用方式。

[關(guān) 鍵 詞] 三維激光掃描技術(shù)；道路工程；測繪工作

[中圖分類號] U412 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）30-0048-01

三維激光掃描技術(shù)以激光為基礎(chǔ)，屬于當(dāng)前應(yīng)用得較多的測繪技術(shù)，其能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的外界環(huán)境，并進行深入的地質(zhì)掃描，從而全面采集相關(guān)物體的準確三維數(shù)據(jù)，工作人員通過對數(shù)據(jù)的收集、整理、分析，創(chuàng)建實用的三維建模，有利于更為可靠地研究道路工程項目。道路測繪工作的有效性直接影響著工程質(zhì)量，因此相關(guān)道路工程測繪單位應(yīng)加大對測繪技術(shù)的重視程度，合理運用三維激光掃描技術(shù)，提升測繪工作的準確性與準確性。

一、三維激光掃描技術(shù)概況

按照不同的測繪方式，三維激光掃描技術(shù)能夠分為移動式與固定性兩種類型，固定式三維激光掃描技術(shù)的測繪原理與全站儀的相同，通過專業(yè)的電腦系統(tǒng)控制掃描儀，并拍攝好完整的圖像后，再由工作人員處理好圖像。該種掃描技術(shù)不能掃描工程項目的某個單點，只能掃描某個范圍，形成的數(shù)據(jù)大多為點位數(shù)據(jù)。運用固定式三維激光掃描技術(shù)，具有測繪結(jié)果可靠性高、測繪范圍廣等多種優(yōu)點。

三維激光掃描技術(shù)的工作原理為運用激光測距，通過激光測量工程區(qū)域中不同地方的距離，在設(shè)備運行過程中，就是不斷采集、整理測繪數(shù)據(jù)，進而得出最終結(jié)果，工作人員在進行強度匹配后，繪制出對應(yīng)的三維模型，其基本原理圖如下圖所示。

上圖中，Xs=Scosθcosα；Ys=Scosθsinα；Zs=Ssinθ，求出P的坐標后，則可得出對應(yīng)測繪數(shù)據(jù)。當(dāng)前，三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用得較為廣泛的類型為固定式，因移動式須以固定式為基礎(chǔ)，并放置在對應(yīng)的移動設(shè)備上，進而通過測繪位置，并借助GPS技術(shù)進行定位，整個操作過程較為復(fù)雜。

將三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用在道路工程的測繪工作中，其掃描設(shè)備中自帶的二極管會將激光信號發(fā)射出來，并借助棱鏡射向既定測繪目標，在接收已經(jīng)返回的激光信號后，利用返還時間與信號發(fā)射的時間差，測量出被測物體和發(fā)射點的對應(yīng)距離，在變換位置與角度之后，得出立體坐標，進而分析道路工程不同施工區(qū)域的測繪數(shù)據(jù)。

二、道路工程對測繪工作的要求

針對新修道路，測繪團隊在施工前應(yīng)為施工團隊提供區(qū)域中的地形圖（大比例尺），保障設(shè)計施工人員能夠根據(jù)大比例尺地形圖中標識好的地物、地貌，科學(xué)選擇路線，同時測繪結(jié)果還需全面提供縱斷面與橫斷面數(shù)據(jù)。針對維修道路，與新修道路工程相比，維修道路還需重新規(guī)劃道路兩旁的建筑物、公交站點，因此，在提供新修道路所需數(shù)據(jù)外，測繪團隊還需測量道路中原有基礎(chǔ)設(shè)施。通過三維激光掃描技術(shù)進行測繪工作，不僅能夠有效提升測繪工作效率，還可確保測繪結(jié)果的可靠性與真實性。

三、道路工程測繪工作中應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)的流程

（一）采集道路外業(yè)數(shù)據(jù)

采集道路外業(yè)數(shù)據(jù)時，測繪工作人員應(yīng)仔細觀察測量區(qū)域，結(jié)合測量范圍的大小布置合理的測繪點。進行道路項目工程平面測繪工作時，應(yīng)借助GPS定位系統(tǒng)定位測繪點位置，計算出空間坐標，并進行針對性激光掃描，得出每個測繪點的高程。完成每個測繪點的測量工作后，應(yīng)標注地理坐標與點位，由于在外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作后，須進行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的分析處理，為確保數(shù)據(jù)的精度，工作人員應(yīng)把握好不同測繪點的點位距離，防止距離過大而出現(xiàn)的測量真空區(qū)問題，但也不能過小，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)過于龐大的問題。

（二）處理道路內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)

處理道路內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)，須遵循以下三個步驟：（1）處理道路外業(yè)點云數(shù)據(jù)，收集好外業(yè)數(shù)據(jù)后，工作人員應(yīng)將其進行處理，放置在同一坐標系中，并繪制出道路測量區(qū)域的三維坐標點，操作過程中應(yīng)避免出現(xiàn)過大誤差；（2）抽隙與進行數(shù)據(jù)濾波，受到多種內(nèi)外部因素的作用，點云數(shù)據(jù)會出現(xiàn)噪點，進而降低坐標系整體繪制精度，因此工作人員必須做好數(shù)據(jù)濾波與抽隙工作；（3）創(chuàng)建橫縱線平面圖，為方便計算土方量，應(yīng)繪制道路橫縱線平面圖，確保數(shù)據(jù)準確性。

綜上所述，將三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用在道路工程項目測繪工作中，具備密度高、精度高等多種優(yōu)點，且能夠在沒有接觸地物的前提下準確繪制三維模型，與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，其測繪工作的效率與質(zhì)量更高，在實際應(yīng)用過程中測繪團隊?wèi)?yīng)合理運用三維激光掃描技術(shù)，結(jié)合工程區(qū)域地質(zhì)情況，保障測繪的準確性。

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