三维激光扫描仪在国土测绘工作中的应用
时间：2021-01-27 02:02:45 来源：达达文档网 本文已影响 人 
王战峰
【摘 要】随着现代化技术及信息化手段的不断发展，三维激光扫描仪得到了越来越多的重视，同时，其也使我国当前的国土测绘工作发生了显著变化。在国土测绘工作中灵活使用三维激光扫描仪，能够进一步突出工作中自动化以及智能化的特点。论文对三维激光扫描仪的优势进行了深入分析，同时，提出该技术在国土测绘工作中的具体应用，以期进一步提升国土测绘工作的效率及质量。
【Abstract】With the continuous development of modern technology and informatization methods， three-dimensional laser scanner has been paid more and more attention. At the same time， it also makes China"s current land surveying and mapping work has undergone significant changes. Flexible application of three-dimensional laser scanner in land surveying and mapping work can further highlight the characteristics of automation and intelligence. The paper deeply analyzes the advantages of three-dimensional laser scanner， and at the same time， puts forward the specific application of this technology in land surveying and mapping work， so as to further improve the efficiency and quality of land surveying and mapping work.
【关键词】三维激光扫描仪;国土测绘;实际应用
【Keywords】three-dimensional laser scanner; land surveying and mapping; practical application
【中图分类号】P225.2 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）06-0186-02
1 引言
当前，随着社会经济的不断发展，国土测绘工作效率也在不断提升。同时，遵循计算机技术等科学技术飞速发展的现状，将三维激光扫描仪技术进行优化完善，使其能够对各种事物进行客观反映和体现，对于当前的国土测绘工作有着重要的作用。
2 三维激光扫描仪的基本概述
三维激光扫描技术，通常被称作实景复制技术，是继测绘领域当中GPS技术出现后的又一次全新的技术革命。三维激光扫描技术不仅有效改善了传统测量方法中单点、复杂的测量方式，还拥有着高精度、高效率以及高质量的明显特征。三维激光扫描技术还能够有效对扫描物体表面的各种三维点、云数据进行收集，从而获得精度以及分辨率更高的数字地形模型[1]。
三维激光扫描仪主要以激光测距原理为主，通过对被测量物体表面上各类密集点的三维模型以及图像数据进行有效记录，从而快速将被测量目标的各类图像数据以及三维模型进行复原。同时，由于三维激光扫描仪能够将被测量目标的数据信息点进行大量获取，与传统单点测量的方式相比有着明显的优势，这也是从单点测量过渡到面测量的一种革命性突破。
3 三维激光扫描仪的优势所在
3.1 应用三维激光扫描仪对安全生产有着重要作用
在应用传统的全站仪以及RTK等测量技术的过程中，所采用的方式通产都是接触式测量，这需要相关工作人员必须到相应的点位上开展测量工作，在实际国土测量中，如矿山等地点在测量时极易存在安全隐患。应用三维激光扫描仪，则可以进一步实现非接触式测量，只需要将所涉及设备在一个相对安全的位置进行架设，就可以轻松实现对各种信息数据的自动化采集，使得国土测绘工作人员的人身安全得到保障，有效降低了在国土测绘工作开展过程中各类安全事故发生的概率。
3.2 应用三维激光扫描仪得到的数据更加全面
应用三维激光扫描仪收集到的数据信息，可以有效将整体现场进行复制，有效避免了各类数据缺失问题的发生，同时，也减少了数据采集过程中的返工现象。并且，应用三维激光扫描仪收集到的数据信息非常丰富，不仅能够为国土测绘工作提供帮助，还能够为相应的设计单位以及安监部门等提供数据支持，在总体工作效率得到提升的同时，还能够有效节省相应的公共资源[2]。
3.3 三维激光扫描仪的外业数据采集效率高
三维激光掃描仪通常都是以全自动扫描方式为主，不仅有着更高的测量速度，还能够保证收集到的数据有着更高的一致性以及同步性，并且总体数据的分布也更加均匀，同时，提高了数据信息的质量。在对大小以及结构相近的矿山进行测量的过程中，传统测绘技术在对其进行测量时，所采集到的三维点大约为一万个，通常需要多个作业组同时进行作业，在3个工作日之后才能完成测绘工作。而利用三维激光扫描仪时，只需要一个作业组、仅仅几个小时就能够收集到将近一亿个三维点，而且所生成的测绘结果也更加准确。
4 三维激光扫描仪在国土测绘工作中的具体应用
在国土测绘工作开展过程中，利用三维激光扫描仪能够完成矿山测量、土方计算、地质灾害监测以及地形测绘等多个方面的工作，以矿山测量为例，三维激光扫描技术的具体工作流程主要分为两个部分：一是内业数据处理;二是外业数据采集。使用三维激光扫描仪能够对所测量的矿场进行定期检测，从而进一步明确矿山的总体地形，以便能够在相应时间内完成对边坡安全以及土方质量的检测等具体工作。
4.1 内业数据处理
在国土测绘工作中，内业数据处理方面通常都是采用美国天宝公司所研发的Trimble RealWorks软件，这种软件自身具备着极其强大的功能，能够对三维激光扫描仪所获取的各种三维点的云数据进行有效拼接，完成植被去除、数据分割以及点云去噪等具体工作，并且还能够对不同时期蕴含的点云数据进行叠加，从而展开对比分析工作，快速将不同时期点云数据信息的实际变化量加以明确，并自动生成工作报告[3]。
应用三维激光扫描仪去除点云噪声以及地表植被覆盖后，就能够明确整体矿山中的目标点云，并能够在此基础上完成各类等高线的自动生成以及土方计算等具体工作。在对矿山进行有效测量时，应当定期对矿山开展相应的数据信息采集工作，对所收集到的矿山点云数据进行分析对比，从而使得矿山整体的动态变化得到更加直观的体现。同时，还应当对矿山储量变化进行计算，进一步为矿山开采工作提供稳定的数据支持。通过将不同时间段的点云数据进行叠加对比，能够有效明确矿山的整体对比分析图，从而对矿山的主要变化区域进行更加直观的观察，利用三维激光扫描仪中的软件，能够利用微积分抑或TIN格网方式对矿山土方量变化情况进行更加准确高效的计算，使得整体计算精度得到显著提升。
4.2 外业数据采集
应用三维激光扫描仪进行外业数据采集，主要就是利用SX10三维激光扫描仪，准确高效地将各类高精度点云进行获取，还能够同步将相应的影像信息进行获取。
①点云数据的获取。采用SX10三维激光扫描仪，每秒钟能够获取26600个三维点，并且每一个三维点的精确度都能够得到保障，并且SX10三维激光扫描仪还拥有600m的有效扫描距离，在完成相应测站的测量之后，就能够立刻进行搬站，其整体工作流程与传统的全站仪搬站比较类似，就是通过不断的转移来对矿山数据进行更加全面的获取，通过最终所采集到的三维点完成对整体矿山的数据信息采集工作。
②点云坐标系统的确定。在应用三维激光扫描仪时，通常采用西安80坐标系统，为了进一步保证整体坐标系统以及后续数据对比的一致性，应当将系统内部的中央子午线进行有效设定，从而更好地开展国土测绘工作。
4.3 生成国土测绘图纸
国土测绘的主要目标在于将国土进行更加客观、真实的反映，从而将其进行有效复原。因此，在测绘过程当中，应当有效保障整体信息数据采集的完整度以及详细度，从而为后续的测绘工作提供有效的参考依据。为了将获取到的各种点云数据模型进行优化，应当将拼接过程后得到的点云数据在相应的三维激光扫描技术软件中进行优化处理，再将点云数据模型导入系统之中进行切片处理，从而根据数据信息的具体特征进行图像绘制，在点云信息隐藏之后得到更加完善的立面圖[4]。
5 结语
三维激光扫描仪除了能够对矿山地形进行探测外，还能够有效进行地籍调查以及地形测量，三维激光扫描仪拥有着数据丰富等凸出优势，在目前的国土测绘工作中发挥了极大的推进作用。总体来说，在当前科学技术飞速发展的背景下，测绘技术已经得到了跨越式的发展，三维激光扫描仪不仅为国土资源管理提供了坚实的信息数据技术支持，同时，也使得相关部门的资源分配更加合理。因此，必须进一步强化三维激光扫描仪在国土测绘工作中的实际应用，借助三维激光扫描仪智能化、人性化以及精确化的特征，进一步提升国土测绘工作的整体效率以及准确性。
【参考文献】
【1】崔海文.三维激光扫描技术在桥梁检测中的应用[J].技术与市场，2020，27（06）：74-75.
【2】王凯时，胡正伟，赵富燕.三维激光扫描技术在地下空间三维建模中的应用[J].测绘地理信息，2020，45（03）：78-80.
【3】康卓锋.论三维激光扫描仪在国土测绘工作中的应用[J].低碳世界，2019，9（05）：52-53.
【4】梁飞，郝蓉.国土资源管理工作中测绘的应用[J].科技风，2017（08）：150.
