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摘要：三維激光掃描技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用，效率高，成本低，勞動強(qiáng)度小，采集結(jié)果準(zhǔn)確率高，是成熟的科技成果融入經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的成功典型，彰顯了科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。三維激光掃描技術(shù)雖然在數(shù)據(jù)采集方面高效精準(zhǔn)，但是也需要工作人員具備扎實(shí)的技術(shù)應(yīng)用本領(lǐng)，方可輕車熟路，實(shí)現(xiàn)工程測繪質(zhì)量與效率的平衡。

關(guān)鍵詞：工程測繪；三維激光掃描；科學(xué)技術(shù)；應(yīng)用分析

工程測繪技術(shù)隨著采集設(shè)備的不斷升級，數(shù)據(jù)儲備、分析、應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，以三維激光掃描技術(shù)為典型代表，為工程測繪工作降低了人工成本，勞動強(qiáng)度，提高了數(shù)據(jù)采集的全面性和準(zhǔn)確性，促進(jìn)了工作的科學(xué)性和高效性。本文將結(jié)合其技術(shù)概念和特點(diǎn)，在地質(zhì)勘探測繪領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行深入分析。

1三維激光掃描技術(shù)概述

（1）三維激光掃描技術(shù)的概念。該技術(shù)又叫實(shí)景復(fù)制技術(shù)，通過高度激光掃描的測量方法，實(shí)現(xiàn)對勘測區(qū)域的大面積覆蓋掃描，以1:1的模型結(jié)構(gòu)制作成三維點(diǎn)云框架，然后根據(jù)坐標(biāo)、反射強(qiáng)度和顏色等信息數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)勘探區(qū)域的效果圖的可視化再現(xiàn)[1]。三維激光掃描技術(shù)因在地質(zhì)勘測中準(zhǔn)確性高，數(shù)據(jù)采集詳實(shí)，因此受到地質(zhì)技術(shù)人員的青睞。（2）三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)。在工程測繪中利用三維激光掃描，實(shí)現(xiàn)地形圖的精確繪制使其基本應(yīng)用之一，能夠?qū)崿F(xiàn)一次測量，利用激光掃描的精細(xì)點(diǎn)云直接生成三維地形模型，還能實(shí)現(xiàn)等高線的自動提取，通過模型間的比對計(jì)算，精確分析出工程施工中的土石方開發(fā)數(shù)據(jù)，從而為制定科學(xué)合理的工程施工方案提供數(shù)據(jù)支持，從而合理規(guī)劃施工進(jìn)度，提高開發(fā)效率，節(jié)省開發(fā)成本，降低工人勞動強(qiáng)度。因此，可以得出三維激光掃描技術(shù)在工程測繪中地形、地質(zhì)應(yīng)用的特點(diǎn)為測量過程簡單快捷，只需要專業(yè)的技術(shù)人員掌握基本的操作方法即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息采集的全面性，測量結(jié)果的精確性；而且三維技術(shù)掃描技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)軟件處理，大數(shù)據(jù)云儲存和分析技術(shù)具有極高的關(guān)聯(lián)度，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的海量儲存，輕松檢索，廣泛應(yīng)用。（3）三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。三維激光掃描作為一種突破傳統(tǒng)測量的全新技術(shù)，能夠傳承傳統(tǒng)測量無法完成的任務(wù)，提高測繪質(zhì)量，提升測繪效率，在應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛，主要涵蓋以下四個方面：第一是能夠?qū)崿F(xiàn)大型建筑結(jié)構(gòu)的從平面、到立體的精準(zhǔn)測繪，形成真實(shí)效果圖，也可以對其整體質(zhì)量進(jìn)行檢測。第二是對地質(zhì)環(huán)境、地形狀態(tài)、地質(zhì)災(zāi)害、因采礦引發(fā)的地層變形等情況進(jìn)行及時，科學(xué)的測繪，為地質(zhì)工作提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)指導(dǎo)；第三是可以實(shí)現(xiàn)文化遺產(chǎn)的發(fā)掘提供基于三維激光掃描采集、記錄的數(shù)據(jù)信息，提高我國文物保護(hù)的水平；第四是可以對復(fù)雜工廠環(huán)境、大型裝備提供全新的測量方法，實(shí)現(xiàn)完整的模型建立，虛擬測量和分析計(jì)算。

2三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)勘察測繪中的應(yīng)用

（1）在地形地質(zhì)研究中的應(yīng)用。利用此技術(shù)可以開展重要造山帶的地質(zhì)成因研究，通過無人機(jī)的協(xié)助對其整體環(huán)境進(jìn)行“透視”，可以繪制地質(zhì)災(zāi)害排查評估圖，提前做好相關(guān)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施；同時還能繪制出礦產(chǎn)儲量分布圖，在科學(xué)技術(shù)與設(shè)備的幫助下為找礦，尋礦和礦產(chǎn)的儲量計(jì)算提供便利。（2）在地形地質(zhì)測繪中的應(yīng)用。此應(yīng)用分為五個步驟，一是實(shí)地觀察周圍環(huán)境，確定掃描儀和標(biāo)靶的位置能夠便于工作；二是在激光掃描區(qū)域中設(shè)置一些同名控制標(biāo)靶，實(shí)現(xiàn)多測站數(shù)據(jù)統(tǒng)一坐標(biāo)系，從而完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)配對；三是通過地物的提取與繪制，地表數(shù)據(jù)的獲取實(shí)現(xiàn)三維全景模型的構(gòu)建；四是將地形測繪數(shù)據(jù)導(dǎo)入對應(yīng)的數(shù)字測圖軟件之中，并按照要求進(jìn)行非地貌數(shù)據(jù)的剔除和地貌數(shù)據(jù)的抽稀工作，實(shí)現(xiàn)等高線的自動生成；五是將地物圖形與等高線圖形進(jìn)行效果處理，并對照實(shí)景和點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行手工修改，最后加上高程注記，在處理軟件中生成圖視圖例圖廓，并進(jìn)行三維立體效果圖的最后潤色，做到與實(shí)景的高度匹配。（3）在土方測量中的應(yīng)用。利用三維激光掃描技術(shù)來進(jìn)行土方量計(jì)算，需要嚴(yán)格按照三維坐標(biāo)的測量要求，利用GPS對土方測量全覆蓋的定位，RTK對觀測數(shù)據(jù)值的準(zhǔn)確校對，水準(zhǔn)儀在實(shí)際測量距離范圍內(nèi)保證掃描數(shù)據(jù)的精度，在運(yùn)用通過互聯(lián)網(wǎng)三維成像技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)來實(shí)現(xiàn)土方體積、重量的精準(zhǔn)核算。其施工步驟分為兩步：一是選擇一個符合平面設(shè)計(jì)要求的基準(zhǔn)點(diǎn)，構(gòu)建一個容易測量出土方高程、邊界的地基面，然后依此為三維激光掃描的工作臺，進(jìn)行土方整體的一次性全范圍的數(shù)據(jù)測量，然后將數(shù)據(jù)通過點(diǎn)云處理之后，上傳到工程三維圖形處理系統(tǒng)之中，按照坐標(biāo)體系構(gòu)建合理比例下的效果圖，在通過計(jì)算公式來算出工程需要開發(fā)的土石方量。二是要對數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的篩選，對于工程中土石方開發(fā)范圍比較大的區(qū)域，不能直接用點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算，而是要考慮植被、建筑物等雜物測繪數(shù)據(jù)的干擾，導(dǎo)致計(jì)算數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)有出入，造成開發(fā)成本的不合理支出，一般情況下是通過掃描技術(shù)將測量面進(jìn)行平均計(jì)算處理以符合客觀實(shí)際。（4）在地質(zhì)礦產(chǎn)中的應(yīng)用。地質(zhì)礦產(chǎn)中應(yīng)用此技術(shù)主要表現(xiàn)為礦床資源儲備量的數(shù)據(jù)換算，其應(yīng)用過程主要為利用超長距離的三維激光掃描儀，在采集的點(diǎn)云上通過多個坐標(biāo)的設(shè)定來實(shí)現(xiàn)對礦山全部測繪范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集，從而完成精準(zhǔn)的三維地形圖的繪制，這樣就可以避免人工敵實(shí)地勘探存在的風(fēng)險(xiǎn)，直接可以通過簡單的定點(diǎn)工作實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字成圖條件下的科學(xué)研判，為礦山的合理開發(fā)和綜合治理提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支撐。

3三維激光掃描應(yīng)用過程中的注意事項(xiàng)

首先，工作人員在使用掃描儀的時候要注意讓掃描距離要符合其技術(shù)要求，盡量在科學(xué)合理的范圍來進(jìn)行，這樣才能保障測點(diǎn)數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)度符合三維效果圖的繪制條件。其次，三維激光掃描儀的技術(shù)設(shè)備型號主要是RIEGLVZ-1000，測點(diǎn)由于自身結(jié)構(gòu)的影響，其工程坐標(biāo)系和本身坐標(biāo)系的變換機(jī)制是靠調(diào)整后視標(biāo)靶里面的儀器設(shè)備完成，這樣會導(dǎo)致掃描精度和后視點(diǎn)的實(shí)測精度因誤差讓測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)問題，導(dǎo)致最終結(jié)果與實(shí)際不符合[2]。對此工作人員要首先確定掃描距離，保證標(biāo)靶大小符合數(shù)據(jù)測量精確之要求，盡量規(guī)避人為操作帶來的測繪問題。第三，利用圖形處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯工作時，要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接零差錯的同時，也要讓鄰站彼此間的掃描范圍的重合率在規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)，不能過大，因?yàn)闀硗鈽I(yè)工作量，也不能過小，因?yàn)闀ζ唇泳仍斐芍卮蟮钠睢５谒模ぷ魅藛T要具備專業(yè)的三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、儲存、編輯和基于此的圖形繪制、調(diào)整能力，對硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)，人工處理與智能方法要熟練掌握，方能應(yīng)對其中各種突發(fā)問題和技術(shù)難題。

4結(jié)語

總之，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用廣泛，前景廣闊，能夠?yàn)橹袊こ虦y繪事業(yè)帶來前所未有的大變革，應(yīng)該通過政策鼓勵，資金支持和社會資源的引導(dǎo)，對該技術(shù)進(jìn)行普遍性地推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]付海軍.地面三維激光掃描技術(shù)在道路工程測繪中的應(yīng)用[J].智能城市,2017(3):111+137.

[2]蔣明燦.三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)測繪和工程測量中的綜合應(yīng)用[J].資源信息與工程,2017,32(6):130-131.

作者：龔瓊 朱波 單位：玉溪云玉測繪有限公司