地面三維激光掃描技術在道路工程測繪中的應用

王立國 袁金彪

摘要：地面三維激光掃描技術的應用為道路工程測繪工作帶來了眾多的便利。本文首先對地面三維激光掃描技術進行了詳細的介紹。其次，對地面三維激光掃描技術在道路工程測繪中的具體應用進行了充分的探討。最后，對地面三維激光掃描技術的發展前景進行了展望，希望可以為推動地面三維激光掃描技術的進一步發展與應用提供一定的借鑒與參考。

關鍵詞：地面三維激光掃描技術;道路工程測繪;應用

引言

隨著時代的不斷前進與發展，道路工程在社會經濟發展中的重要性也日益凸顯出來。道路工程測繪的準確性是道路工程施工具有可靠質量的重要保障。在傳統的道路工程測繪工作開展中，由于道路條件的復雜以及測繪技術的落后等原因，不僅使得道路工程測繪的準確性較低，不利于道路工程的施工，而且在道路工程測繪上所需要投入的人力、物理以及財力也較高，這給道路工程的長遠與可持續發展帶來了一定的不良影響。近些年，隨著科學技術的不斷成熟與發展，各種先進的測繪技術不斷的應用在了道路工程的測繪中來，其中地面三維激光掃描技術的應用較為普遍。與傳統的道路工程測繪相比，地面三維激光掃描技術在道路工程測繪中的應用，能夠有效的提升道路工程測繪的效率，而且在準確性與精度上也能夠得到良好的保障。除此之外，地面激光掃描技術還可以實現對被測量物體多種特征的提取，在道路工程測繪中具有著十分廣闊的發展前景。本文在對地面三維激光掃描技術的工作原理與優勢進行詳細介紹的基礎上，從外業數據的采集以及內業數據的處理兩個方面對地面三維激光掃描技術在道路工程測繪中的具體應用進行了探討，具有一定的實際工程意義。

1地面三維激光掃描技術概述

地面三維激光掃描技術是一種利用激光測距原理來實現對道路工程測繪的一種新型技術。在測繪過程中，三維激光掃描裝置連續不斷地向被測物體發射激光，同時，對被測物體所反射的激光進行接收，激光發射與接收之間存在一定的時間差，地面三維激光掃描技術正是利用這一時間差來實現對被測物體三維坐標的確定。另外，對面三維激光掃描技術利用所采集的三維坐標數據來實時繪制被測物體的三維模型。在傳統的道路工程測繪工作中，通常采用人工測繪的方式來進行，而且只能進行單點之間的測量，這不僅對于測繪工作人員的工作量比較大，而且測繪的效率與準確性也得不到有效的保障。地面三維激光掃描技術則可以避免這個問題，可以有效地實現同時對于被測物體多點的測量，大大提升了道路工程測繪的效率，同時也減少了測繪工作人員的工作量。另外，地面三維激光掃描技術還將所繪制的三維模型保存在計算機中，可以方便的對被測物體的多種特征進行提取，能夠為道路工程施工的正常開展與順利進行提供眾多的便利。總而言之，地面三維激光掃描技術的應用，對于道路工程測繪是一次全新的變革。

2地面三維激光掃描技術在道路工程測繪中的具體應用

2.1外業數據的采集

在利用地面三維激光激素對道路工程進行測繪之前，首先需要對外業數據進行采集。為保障道路工程測繪數據的準確性，必須嚴格的對把掃描裝置的架設、掃描區域的劃分以及采樣的間隔等因素。在掃描裝置的架設上，地面三維激光掃描裝置必須嚴格按照規定的架設高度與架設方式來進行。通常情況下，地面三維激光掃描裝置的架設高度應控制在1.6 - 2米之間。同時，為了保證掃描點密度的均勻合理分布，激光束與被測路面之間的角度也應該根據相關的要求來設置，切勿使激光束垂直掃描路面。在使用地面三維激光掃描裝置對道路進行測繪時，距離掃描裝置較近區域內的掃描點密度相對較為密集，而距離掃描裝置教研區域內的掃描點密度相對較為疏松。如果對道路測繪的范圍較大，遠處與近處的掃描點密度之間的差異也非常明顯，這給測繪數據的準確性帶來了一定的影響。因此，在利用地面三維激光掃描技術對道路工程進行測繪時，應根據實際情況的需要，采用分區域測繪的方式來進行。在掃描區域的劃分上，由于掃描區域區劃分情況的不同對測繪數據的準確性也有著不同的影響，因此，必須確保掃描區域劃分的科學與合理。通常情況下，掃描區域的劃分可以依據道路兩側具有規律間距的參照物來進行劃分，例如：路燈等。另外，在掃描區域的劃分上，還要確保相鄰的掃描區域之間具有一定的重疊，以方便后期對測繪模型的拼接。在采樣間隔的確定上，必須根據實際撤回要求確定合理的采樣間隔。如果采用間隔過小，則會導致所采集的外業數據量也比較龐大，雖然能夠有效地提升到了道路工程測繪的精度，但是給后期那一數據的處理帶來了一定的難度與復雜性。如果采樣間隔過小，則會導致道路工程測繪的精度都無法滿足工程需要。

2.2內業數據的處理

在對外業數據進行采集之后，還需要對數據進行一定的處理才能滿足實際工作的需要。通常情況下，所采集的數據中會包含一些不需要的無用數據，因此，首先需要對數據進行一定的濾波，將這些不需要的數據進行剔除。在所采集的數據中，有用的道路工程測繪數據往往具有一定的連續性與規律性，而無用數據往往較為分散，而且具有無規律的特征，數據的濾波正是利用這一區別來實現。在完成數據的濾波工作之后，還需要對數據進行點絨拼接。由于相鄰掃描區域之間具有一定的重疊，可以利用這一特點來實現數據的點云拼接。最后，利用處理過的測繪數據來進行測繪模型的搭建。

3地面三維激光掃描技術的發展前景

地面三維激光掃描技術在道路工程測繪中的應用，使得傳統的道路工程測繪工作發生了翻天覆地的改變。地面三維激光掃描在應用中融合了當前多項先進的技術，例如：激光測繪技術、圖像處理技術等，使得道路工程測繪工作更加的高效與準確。在當前階段，地面三維激光掃描技術不僅在道路工程測繪中得到了廣泛的應用，而且在其他領域也發揮著十分重要的作用，例如：森林火災監控、現場虛擬等。與此同時，三維激光掃描技術在未來的發展過程中也有著十分廣闊的發展前景，通過將三維激光掃描技術與其他技術的不斷融合，能夠使其為各行各業帶來更多的便利，并有效推動各行各業發生一次又一次的變革。

4結束語

由上可知，地面三維激光掃描技術的應用使得道路工程測繪質量與效率得到了極大的提升，具有廣闊的發展前景，同時，這對于道路工程長遠發展具有著里程碑的意義。另外，我們還應該充分的重視對地面身為激光掃描技術的進一步發展，使其能夠更好地為道路工程測繪提供更加便利的服務。

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（作者單位：江蘇省工程勘測研究院有限責任公司）