地质测绘和工程测量中三维激光扫描技术的综合应用探讨

伍 斌

在工程测绘中，给工程测量和地质测绘提出严格要求。在实际工作中，需要加强技术分析，对测量精度有一定了解，提高测绘工作水平和效率。由于受到各种因素的影响，可能会出现测绘质量与实际要求不符的状况，在某种程度上给测量发展带来影响。三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中发挥的重要作用，结合获得的测量方案，提前做好规划工作，让地质测绘和工程测量变得更加规范和合理。对于三维激光扫描技术来说，通过获得三维数据坐标完成全面扫描，在满足工程建设中地质测绘与工程测量精度要求的情况下，也能有效打破传统测量中速度慢、应用范畴窄、应用工序复杂等弊端。在地质测绘与工程测量中，三维激光扫描技术得到了广泛应用，加强对三维激光扫描技术多方面应用探究是非常必要的。

1 三维激光扫描技术基本概述

对于三维激光扫描技术来说，作为国际中广泛采用的高级技术，随着技术应用范畴的不断扩大，该技术已经实现了广泛使用。三维激光扫描技术能够提高测量结果精度，节约测量时间，得到了各个行业的广泛应用。对于三维激光扫描技术来说，展现出的特点有以下几个：

第一，三维激光扫描技术能够精准实现物体测量，并且测量精度快，不会给周围环境带来严重影响，测量精度高。在实际扫描过程中，不同于人工扫描，扫描速度快，每秒可以实现几十万测点。由于扫描速度比较快，能够提高测量数据精度，让测量结果变得更加准确。在测量过程中，无需灯光照明，由于三维激光扫描技术中含有红外激光，即便是在比较黑暗的环境下，也能够获得准确的影响和坐标信息，这是传统测量方式无法比拟的。在传统测量过程中需要光照，在测量中容易受到影响，测量条件受到限制。随着三维激光扫描技术的出现，让传统测量方式发生了巨大变化，有效提高测量速度和精度。

第二，通过使用三维激光扫描技术，可以实现对不规则物体的测量，给测量工作开展提供便利条件。如果是传统测量方式，智能测量一些有规则的物体，如果是测量无规则的物体，无法保证测量结果精度，可能会产生测量误差，测量结果比较粗糙，导致数据与实际之间有着明显差异，影响工程建设。而三维激光扫描技术则是通过激光扫描，能够了解物体本质，这也是当前工程测量中广泛使用三维激光扫描技术的重要因素。

结合上述内容，对三维激光扫描技术特点有所了解，三维激光扫描技术已经在各个行业中应用，得到了我国相关部门的高度重视。

2 地质测绘和工程测量中三维激光扫描技术应用要点

不管是地质测绘，还是工程测量，在实际使用三维激光扫描技术过程中，应用要点展现在两个方面。

2.1 地质测绘

通常情况下，在开展地质测绘工作时，涉及的内容包含外业数据采集、初数据预处理、地面物体提取测绘等。在地质测绘过程中，三维激光扫描技术凭借自身高效性、精度高等特点，在地质测绘中应用广泛，具体操作流程有以下几点。

2.1.1 外业数据采集

在地质测绘过程中，外业数据采集也就是在三维激光扫描技术作用下，实现对数据采集范畴内各项数据的整理与分析，从而对工程勘测区域整体情况有所了解，如扫描仪位置和点方位信息采集等。要想保证外业数据信息的真实性和准确性，一般设定的勘测范畴内站点分布数量少，对外业原始数据采集容量科学管控，防止出现数据冗余状况。在外业数据进入到下一道工序前，应该利用三维激光扫描技术中点云结构，获得工程相关信息，从而实现信息基础处理。在数据处理环节中，应该按照采样要求和标准确定比例尺规格，防止发生数据脱离实际的状况。

2.1.2 初数据预处理

初数据预处理也就是指，通过基础排查保存的数据信息，通过噪音隔绝、坐标调整、图像匹配等，建立三维数据坐标体系。并且，加强定量分析和目标模型设计，其中单位新配比具体流程为通过空间定位系统，把各个扫描点获得的具体信息和点云中地质信息比较分析，获得不同单位区间内地质信息。

2.1.3 地面物体的提取与绘制

地面土地获取和绘制也就是指，把三维点云中的云数据通过数据分析，和地面中单位物体充分结合，在三维激光扫描技术的作用下，对不同单位物体数据信息进行采集和处理，通过使用地理地图绘制软件，将地质地貌情况进行绘制，将其转变成对应的图像文件，实现数据信息的保存。

2.1.4 等高线的绘制

因为三维激光扫描技术不能具体展现出单位的地质地貌特点，并且因为外业数据勘测采集站点的区域价格比较大，使得扫描密度相对较大，在绘制地形等高线过程中，要求排除对应的地形环境影响因素，防止发生由于扫描密度比较大而造成高线失真或者分布不均匀的状况。在实际中，需要结合该区域勘测标准比例尺规格进行适当调整，之后把处理后的数据传递到地理作图软件中，形成等高线数据。

2.1.5 地形图的编制

在地形图编制过程中，需要把地面物体图形和等高线进行单位配置和重合，但是在配置过程中，可能会发生删除或者调整的状况，要求测绘工作人员通过手工的方式进行调整，将修改的数据重新导入到三维云点结构中，给下一次地形地貌图的绘制提供数据参考。

2.2 土方测量

在工程测绘过程中，在土方量数据计算方面有着较高标准，通过采用三维激光扫描技术参与到测绘和计算活动中，可以促进测绘精度的提升，减少工作强度和压力。

2.2.1 复建地基面

复建地基面指的是天然地基在地基处理中部分土体得到增强或者置换，或者是在天然地基中设有钢筋，加固区是由基体和增强两部分组成。受到荷载影响，基体与增强一同承担荷载。对于复建地基面来说，也就是通过扫描收集外业数据和三维点云匹配的数据传递到实际工程三维数据坐标体系中，按照相关公式进行计算和模拟。在土方挖设计量之前，需要了解设计高程和边界线数据，对数据方案进行调整，在确定一般基准点以后，按照设计要求开展相关工作。

2.2.2 处理杂物

在地形图测绘环节中，在确定好数据基准面以后，结合对应数据类型，做好数据评估和计算工作，这个过程也就是处理杂物。通常情况下，如果是范畴比较大的工程，不能在原有点云基础上直接计算出土方量，而是需要按照三维扫描土方计算流程进行计算。通过处理杂物，可以将工程测量中获得的各项数据进行分析和计算，让测量结果变得更加准确和有效，给后续工程施工开展提供有利的依据。

3 地质测绘和工程测量中三维激光扫描技术的综合应用

3.1 在地质测绘中的应用

在开展地质测绘工作时，三维激光扫描技术在数据获取和数据匹配方面发挥着重要价值。地质测绘市场会出现断臂、悬崖等状况，需要对整个测量范畴综合评价，在这种情况下，通过采用激光扫描技术，实现非接触式扫描，能够对当地地貌情况和实时数据有一定了解，在后期编辑过程中快速呈现。首先，获取地质材料。通过使用三维激光扫描技术实现相关数据的软件处理，其中包含了对建筑焦点提取等根据数据要求和格式，通过采用大比例数据测绘软件，满足地质资料获取要求。其次，等高线测量。等高线测量作为地质测绘的重点，应该对植被高度及时处理，结合数据具体类型完成测量工作。在数据分析过程中，需要采用人工和机械自动化匹配方式，通过平面处理，结合相关数据对平面和要求数据综合评价，计算出平均面。最后，数据编辑。在数据编辑过程中，需要做好数据处理工作，在对等高线处理以后，将地质资料和等高线图形进行结合，通过人工编辑的方式认真标记，最后形成轮廓并调整地质图。在地形测绘过程中，把三维激光扫描技术应用进来，不但能够有效缓解相关人员工作压力，也能保证数据采集效率和质量。

3.2 在土方测量中的应用

在工程测量环节中，对图法测量计算标准有着严格标准。通过使用GPS、RTK、全站仪等相关设备完成三维坐标实际测量工作，在某种程度上能够有效保证土方测量数据的完整性和准确性。但是这种测量技术在实际应用中也会面临一些缺陷，需要对各种数据进行采集数据，规模大消耗时间长，在某种程度上将会延长数据之间间隔时间，影响数据准确性。通过使用三维激光扫描技术完成工程测量和计算，不但能够降低相关人员工作强度，在某种程度上也能保证数据的准确性和完整性。在地基面构建过程中，在完成点云数据处理工作以后，通过使用坐标体系，按照相关计算公式完成具体操作。在数据转换中，需要对各个点位进行精准评估和控制，提前做好拟合工作。在挖填计算之前，应该对边界和高程等情况有所了解，认真截取数据，以基准点为基础，按照平面设计图纸要求进行操作。在杂物处理过程中，在工程测绘数据方面有着较高标准。在基准面获得以后，应该了解数据类型，例如点云数据，对各个区域数据综合评价和分析，对大范畴覆盖区域测量过程中，不可仅依赖于现有的点云数据来对土方量进行计算，还要采用平均面计算方式。通过使用三维激光扫描技术，能够在短时间获得三维点云数据信息，从而缓解户外测量工作压力，实现数据密度的综合评价，精准计算出实际土方量。

3.3 在道路竣工测量中的应用

在开展道路施工处理工作时，对测量要求比较严格，在实际测量过程中，需要结合横纵断面和相关信息来源，一般采用传统的测绘技术完成测量工作，在某种程度上不但增加相关人员工作量，同时在数据自动化处理水平上相对较低，无法保证测量结果的准确性。通过将三维激光扫描技术应用到道路竣工测量活动中，能够有效缓解户外工作压力，提高工作效率和质量。在实际工作中，结合已经获得的工作数据，对坐标系进行转换处理，根据间隔时间获得三维坐标，按照自动形成的等高线完成工程设计。

3.4 在三维建模中的应用

结合三维激光扫描技术应用要求，在建立对应的三维模型以后，实现高精度的工程测量。对于三维激光扫描技术莱斯，在应用方式上主要以非接触式测量方式为主，也就是提前建立一个三维模型，对细节特点高度还原处理，从而实现对尺寸和工程点的测量。例如，在精细化处理过程中，通过使用三维激光扫描技术，实现三维点云数据和影像信息的获取，从而形成一个高级别的三维模型。通过纹理映射可以得知，根据对照片信息的分块处理，实现整个模型的改革创新。在实际操作中，以多个模型的面和片处理为重点，结合色彩模型的网面要求进行设计，对纹理深度和浅度认真记录，之后了解坐标信息，从而实现测量的标准化和规范化，让获得的测量结果能够给外部表面结构调整提供理论支持。

4 结语

总而言之，在地质测绘和工程测量过程中，三维激光扫描技术在其中发挥着重要意义，可以有效提高测量精度和质量，缓解相关人员工作压力。在实际操作过程中，需要结合地质和工程测量要求，完成工程测绘工作，对整个操作过程高度控制，严格按照使用要求进行处理。在将三维激光扫描技术应用在地质测绘和工程测量活动中时，严格按照相关要求将其落实到位，根据相关参数标准确定坐标，提高数据自动化处理水平，完善相应的管理体系，对三维激光扫描技术改革优化，为我国工程测量工作顺利发展提供技术支持。