工程测量中三维激光扫描技术的应用

2021-11-23邢政

商品与质量 2021年16期

邢政

齐齐哈尔市勘察测绘研究院黑龙江齐齐哈尔 161003

三维激光扫描技术应用过程中借助于激光实施扫描，并获得不同点的三维坐标和纹理信息，并根据这些信息来获得更具精确度的三维模型。在当前工程测量中三维激光扫描技术发挥着非常重要的作用，有效的提高了测绘效率和准确度，为工程测量工作的健康发展打下了坚实的基础。

1 三维激光扫描技术概述

三维激光扫描技术是通过应用激光测距原理，针对物体表面点的三维坐标及反射率等信息进行记录，并在复杂实体或是实景中针对目标进行全景三维模型重建。作为一种新型的空间信息获取方法，通过利用三维激光扫描技术，能够将目标实体的真实情况最大限度的反映出来，并在复杂环境和地理空间内完成三维数据的采集，快速构建三维模型。在实际应用三维激光扫描技术过程中，通过对实物或是实景进行扫描，不需要经过任何处理即能够获取到目标的三维数据信息，采集数据更具真实性和可靠性，而且数据采集率较高。利用三维激光扫描仪扫描过程中，不受时间和空间制约，实现了全时全域测量。采集的数据为数字信号，具有全数字的特性，更便于进行数据处理、转换、输出和共享，数据具有较强的数字化和兼容性，而且扫描技术应用范围的扩大，也进一步提高了测量数据的准确性[1]。

2 工程测量中三维激光扫描技术的应用

2.1 地形图测绘中的应用

在一些复杂地形区域内，通过常规测绘无法获取到具体的测绘信息，这种情况下利用三维激光扫描技术对复杂地形进行测绘，能够获得较好的效果。测绘时宜先提取地面的特征点，并利用测图软件进行地形测绘。地物测绘完成后，通过将与要求不符的点云数据进行清除，并运用平均面迭代法，计算所有数据平均面，获得更为精确的地貌数据。再针对点云数据实施有效的处理，使其与地形测绘要求相符，借助于相关软件自动生成等高线，该等高线具有较好的可靠性和精确性，能够更准确的反应出实际的地形。另外，将等高线图和地物图相叠加，及时调整和编辑相关数据，并在图上标上标志，完成图形的整饰[2]。

2.2 土方量计算中的应用

在测量土方量时会使用到不同的仪器来获得测量数据，并测绘特征点三维坐标，这种方法获取的土方量无法保障精度。在土方量计算中应用三维激光扫描技术，可以实现数据的快速采集，并对三维坐标进行测绘，获得更高精度的土方量。在具体建立基准面过程中，需要对高程进行设计，获取扫描点云，并在边界建立基准面。剔除基准面中多余的点云数据，利用平面迭代方法实现土方量的计算。通过生成高精度的数字高程模型，有效的提高土方量计算的效率和精度。

2.3 道路竣工测量中的应用

道路竣工测量过程中，道路纵横断和样图是其中较为重要的内容。当采用传统测量方法，无法保证测量精度和效率，而且测量工作量较大。通过应用三维激光扫描技术，利用激光扫描来获得具体的纵横断和样图，可以有效的提高测量工作的效率和精确度。而且道路竣工测量过程中应用三维激光扫描技术整个工作流程较为简单。具体宜以点云数据处理为基础，通过对坐标系进行转换，提取点的三维坐标，相应点提取时宜保持一定的间隔，自动生成等高线，完成纵横断和样图绘制。

2.4 三维建模中的应用

在当前古建筑修复过程中，可以利用三维激光扫描技术来构建三维模型，不需要与古建筑进行接触即能够获取到相关的数据，完成三维模型的构建，测绘出古建筑的细节特征，从而完成具体的修复施工。在具体三维激光扫描技术在三维建模中应用时，建模时宜以点云数据处理作为基础，依托点云来完成三角网模型构建操作，需要对云数据疏密程度进行确定，同时三角网数据中还要具备较多的纹理信息。也可以使用点云数据采用3dsmax进行建模，通过完成规则形体剖面的绘制，并与具体的精度要求相符。另外，为了增强三维模型的真实性，还需要实施纹理映射，即利用扫描仪上的数码相机来获得纹理信息，完成纹理映射，并针对纹理图像进行缩放、纠正和匹配处理[3]。

（1）精细三维建模。利用扫描技术来获得影像数据和三维点云数据，构建古建筑的高精细三维模型，并使用纹理映射来获得彩色的三角网面片，针对边缘实施有效的处理，将多个三角网面片组成一个整体模型，获得真实尺寸的彩色三维模型。利用这种方式实施测绘时，有效的保证了模型的准确性，而且能够将建筑实际效果更好的反映出来，实现对不同距离和凸凹纹理的测量，获得较好的建模效果。

（3）复杂工业设备建模。在实际工程测量工作实施过程中，对于一些工业建筑较为复杂的情况，特别是建筑中设备管线数量较多时，在具体规划和改造过程中，宜实施工程测量，当采用传统的测量方式时，无论是测量效率还是精确度都无法满足工程要求。这种情况下宜应用三维激光扫描技术，通过生成具体的3D模型，快速完成模型构建操作，能够有效的保证建模的精确度，具有较好的可视化特点，能够为复杂情况下工业建筑的建设和改造提供科学的数据支持。