地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用

王立国 袁金彪

摘要：地面三维激光扫描技术的应用为道路工程测绘工作带来了众多的便利。本文首先对地面三维激光扫描技术进行了详细的介绍。其次，对地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的具体应用进行了充分的探讨。最后，对地面三维激光扫描技术的发展前景进行了展望，希望可以为推动地面三维激光扫描技术的进一步发展与应用提供一定的借鉴与参考。

关键词：地面三维激光扫描技术;道路工程测绘;应用

引言

随着时代的不断前进与发展，道路工程在社会经济发展中的重要性也日益凸显出来。道路工程测绘的准确性是道路工程施工具有可靠质量的重要保障。在传统的道路工程测绘工作开展中，由于道路条件的复杂以及测绘技术的落后等原因，不仅使得道路工程测绘的准确性较低，不利于道路工程的施工，而且在道路工程测绘上所需要投入的人力、物理以及财力也较高，这给道路工程的长远与可持续发展带来了一定的不良影响。近些年，随着科学技术的不断成熟与发展，各种先进的测绘技术不断的应用在了道路工程的测绘中来，其中地面三维激光扫描技术的应用较为普遍。与传统的道路工程测绘相比，地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用，能够有效的提升道路工程测绘的效率，而且在准确性与精度上也能够得到良好的保障。除此之外，地面激光扫描技术还可以实现对被测量物体多种特征的提取，在道路工程测绘中具有着十分广阔的发展前景。本文在对地面三维激光扫描技术的工作原理与优势进行详细介绍的基础上，从外业数据的采集以及内业数据的处理两个方面对地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的具体应用进行了探讨，具有一定的实际工程意义。

1地面三维激光扫描技术概述

地面三维激光扫描技术是一种利用激光测距原理来实现对道路工程测绘的一种新型技术。在测绘过程中，三维激光扫描装置连续不断地向被测物体发射激光，同时，对被测物体所反射的激光进行接收，激光发射与接收之间存在一定的时间差，地面三维激光扫描技术正是利用这一时间差来实现对被测物体三维坐标的确定。另外，对面三维激光扫描技术利用所采集的三维坐标数据来实时绘制被测物体的三维模型。在传统的道路工程测绘工作中，通常采用人工测绘的方式来进行，而且只能进行单点之间的测量，这不仅对于測绘工作人员的工作量比较大，而且测绘的效率与准确性也得不到有效的保障。地面三维激光扫描技术则可以避免这个问题，可以有效地实现同时对于被测物体多点的测量，大大提升了道路工程测绘的效率，同时也减少了测绘工作人员的工作量。另外，地面三维激光扫描技术还将所绘制的三维模型保存在计算机中，可以方便的对被测物体的多种特征进行提取，能够为道路工程施工的正常开展与顺利进行提供众多的便利。总而言之，地面三维激光扫描技术的应用，对于道路工程测绘是一次全新的变革。

2地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的具体应用

2.1外业数据的采集

在利用地面三维激光激素对道路工程进行测绘之前，首先需要对外业数据进行采集。为保障道路工程测绘数据的准确性，必须严格的对把扫描装置的架设、扫描区域的划分以及采样的间隔等因素。在扫描装置的架设上，地面三维激光扫描装置必须严格按照规定的架设高度与架设方式来进行。通常情况下，地面三维激光扫描装置的架设高度应控制在1.6 - 2米之间。同时，为了保证扫描点密度的均匀合理分布，激光束与被测路面之间的角度也应该根据相关的要求来设置，切勿使激光束垂直扫描路面。在使用地面三维激光扫描装置对道路进行测绘时，距离扫描装置较近区域内的扫描点密度相对较为密集，而距离扫描装置教研区域内的扫描点密度相对较为疏松。如果对道路测绘的范围较大，远处与近处的扫描点密度之间的差异也非常明显，这给测绘数据的准确性带来了一定的影响。因此，在利用地面三维激光扫描技术对道路工程进行测绘时，应根据实际情况的需要，采用分区域测绘的方式来进行。在扫描区域的划分上，由于扫描区域区划分情况的不同对测绘数据的准确性也有着不同的影响，因此，必须确保扫描区域划分的科学与合理。通常情况下，扫描区域的划分可以依据道路两侧具有规律间距的参照物来进行划分，例如：路灯等。另外，在扫描区域的划分上，还要确保相邻的扫描区域之间具有一定的重叠，以方便后期对测绘模型的拼接。在采样间隔的确定上，必须根据实际撤回要求确定合理的采样间隔。如果采用间隔过小，则会导致所采集的外业数据量也比较庞大，虽然能够有效地提升到了道路工程测绘的精度，但是给后期那一数据的处理带来了一定的难度与复杂性。如果采样间隔过小，则会导致道路工程测绘的精度都无法满足工程需要。

2.2内业数据的处理

在对外业数据进行采集之后，还需要对数据进行一定的处理才能满足实际工作的需要。通常情况下，所采集的数据中会包含一些不需要的无用数据，因此，首先需要对数据进行一定的滤波，将这些不需要的数据进行剔除。在所采集的数据中，有用的道路工程测绘数据往往具有一定的连续性与规律性，而无用数据往往较为分散，而且具有无规律的特征，数据的滤波正是利用这一区别来实现。在完成数据的滤波工作之后，还需要对数据进行点绒拼接。由于相邻扫描区域之间具有一定的重叠，可以利用这一特点来实现数据的点云拼接。最后，利用处理过的测绘数据来进行测绘模型的搭建。

3地面三维激光扫描技术的发展前景

地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用，使得传统的道路工程测绘工作发生了翻天覆地的改变。地面三维激光扫描在应用中融合了当前多项先进的技术，例如：激光测绘技术、图像处理技术等，使得道路工程测绘工作更加的高效与准确。在当前阶段，地面三维激光扫描技术不仅在道路工程测绘中得到了广泛的应用，而且在其他领域也发挥着十分重要的作用，例如：森林火灾监控、现场虚拟等。与此同时，三维激光扫描技术在未来的发展过程中也有着十分广阔的发展前景，通过将三维激光扫描技术与其他技术的不断融合，能够使其为各行各业带来更多的便利，并有效推动各行各业发生一次又一次的变革。

4结束语

由上可知，地面三维激光扫描技术的应用使得道路工程测绘质量与效率得到了极大的提升，具有广阔的发展前景，同时，这对于道路工程长远发展具有着里程碑的意义。另外，我们还应该充分的重视对地面身为激光扫描技术的进一步发展，使其能够更好地为道路工程测绘提供更加便利的服务。

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（作者单位：江苏省工程勘测研究院有限责任公司）