三维激光扫描技术在测绘中的应用进展

【摘 要】近年来，随着现代化社会发展水平的不断提高以及科学技术的进步发展，我国测绘工作取得了较快发展。三维激光扫描技术是现阶段测绘工作中的一项先进测绘技术，在测绘工作中发挥着至关重要的作用。与其他传统的测绘技术相比有着自身的特殊优势，并且随着现代化科学技术的发展，三维激光扫描技术还在不断创新。本文就三维激光扫描技术在测绘工作中的应用展开详细论述，并且对该技术的进展也作出详细分析。

【关键词】三维激光扫描技术；测绘；应用；进展

现阶段，三维激光扫描技术是一项高科技测绘技术，它为测绘工作中空间三维数据信息的采集以及绘制工作提供了较大便利。三维激光扫描技术主要是利用激光记性测距来获得空间条件下的三维坐标数值，快速且准确的扫描到被测量的物体，获得精确度较高的扫描数据，有助于三维建模工作的顺利开展。目前ツ，三维激光扫描技术在测绘工作中受到广泛应用，由于该技术对我国社会经济发展的积极作用，该技术的应用研究将具有较大的科研价值。

1 三维激光扫描技术的基本论述卐

1.1 三维激光扫描技术的主要测绘工作原理

三维激光扫描技术在实际测绘工作中，主要是利用扫描仪中的发射器通过专业的激光二极管准确发射出与红外波长相似的安全性激光束，按照规范化程序对被测对象进行扫描。并借助相关设备获得激光反射的标准时间差，从而最终测出激光与被测物体之间的相互距离。再用专业编码器对镜头的旋转角以及水平旋转角度进行有效测量，获得采样点的实际空间坐标值，从而得到被测物体的准确采样点集合，可以将其称为点云。点云之间有着可量测性，而且由点云组成的实际影像与扫描的栅格性影像相比，最大的差异在于矢量化的不同。

三维激光扫描技术与测绘工作中其他测绘技术相比，具有特殊的优点。主要包括以下♡几个方面的特点：第一，三维激光扫描技术的测量距离相对较远。第二，三维激光扫描技术在测量过程中不需要发射棱镜的参与，具有无接触测量的优势。第三，三维激光扫描技术采样点的实际速率较高。第四，三维激光扫描技术的点定位实际精确度较高。第五，三维激光扫描技术在工作中的扫描目标不需要进行表面处理，就可以直接获得需要的三位点云信息数据。第六，三维激光扫描技术的数字化程度较高，采集工作中兼容性较强。第七，三维激光扫描技术的软件功能全面，基本上可以满足测绘工作的实际需求。

2 三维激光扫描技术在测绘工作中的应用

2.1 三维激光扫描技术在测绘工作中的信息数据采集

三维激光扫描技术在测绘工作中可以利用自由架站的形式，将站点设置在相对坚硬稳固的位置。测绘工作中测量的范围涉及较广，而且地面经常出现凹凸不平的现象，因此，在对测绘区域进行全方位测量的过程中，需要多次测量来获得更准确的信息数据，站点的布置工作要有助于云数据精确度的提高，从而获取较为全面的地面测绘信息，真实反映测绘情况。此外，除了要对扫描仪的实际站点位置进行科学设计之外，还要对激光扫描的实际标靶位置进行合理选取，从根本上满足点云拼接的具体要求，便于对测绘工作中高程面的有效获取。三维激光扫描技术与传统测量方式在分方测量中扫描数据对比如下所示：

2.2 三维激光扫描技术在测绘工作中的信息数据处理

三维激光扫描技术在测量过程中，会因测量物材料的不同、实际测量方式的不同以及外界干扰因素等情况的影响，使测量结果存在一定的测量误差。因此，在测绘工作的信息数据处理工作中需要运用软件对容易引起误差的店进行去除处理，准确提取测绘对象。然后进行三维建模，具体来说，测绘工程中的三维建模就是从高密度的云信息น数据提取到测绘目标重建的技术。根据建模方法的差异，可以将其分为几何模型的三维重建以及云信息数据表面的三维模型重建。几何模型的三维重建主要应用于CAD中的断面轮廓以及轮廓模型等，两种重建方式都可以实现信息数据的有效处理以及模型的构建。

2.3 三维激光扫描技术在测绘工作中的精确度评价

三维激光扫描技术中的精确度评价主要是用来评价专业测绘工作中数据的准确性程度。在实际评价工作中，一般情况下会将测绘的数据结果与CPS-RTK测量方法中的数据结果有效对比，CPS-RTK测量的主要侧重点是特征点的实际坐标，两者的最终测量结果有着很好的一致性。但是，从某种程度上来讲三维激光扫描技术的测量精确度更高一些，能够准确反映出测绘工作的实际情况，有着较为广阔的应用空间。

3 三维激光扫描技术在测绘工作中的不足与发展

3.1 现阶段三维激光扫描技术在测绘工作中存在的问题

三维激光扫描技术是测绘工作中的先进技术，是现代化科学技术中的领先产品。与传统测绘技术相比有着鲜明优势，得到了广泛推广应用。从三维激光扫描技术的整体发展来看，它基本上涵盖了所有的测绘领域，具有测量面积极大、自动化水平高、速率较高以及测量精确度较高的特点。但是现阶段三维激光扫描技术在发展过程中，也存在着自身的不足。具体来说，首先三维激光扫描技术的测量工具―三维激光扫描仪的实际售价过高，很难满足普通测绘工作的需要。其次，三维激光扫描技术在测量精确度、测距以及扫描速率方面存在着较大的矛盾关系。再次，三维激光扫描技术的点云数据处理硬件以及软件没有进行统一，每个厂家都有着自带软件，不能有效兼容，给测绘工作造成一定程度上的影响。最后，三维激光扫描技术测量中的三维激光扫描仪自身精确度的校正以及检查存在较大困难。校正检查的实际方法相对单一，校正的基准数值选取存在复杂性的特点，精确度的评定工作不好进行。以上这些问题，都阻碍了三维激光扫描技术在测绘工作中得应用以及发展。需要在三维激光扫描技术的现有水平上，不断进行创新发 ツ展，提高其应用范围。

3.2 三维激光扫描技术在测绘工作中的发展

三维激光扫描技术在发展应用过程中，要不断创新改进，提高其测量水平。首先，三维激光扫描技术测量中的三维激光扫描仪需要不断国产化，经过创新研究，研制出具有自主产权的扫描仪器，解决三维激光扫描仪售价高的问题。其次，在三维激光扫描技术的测量过程中，需要高度重视测量方法以及测量算法，并不断提高测量的精确度，比如采用脉冲与相位相结合的方式进行测绘工作距离的准确测量[3]。再次，尽量实现三维激光扫描技术在测绘工作中点云数据专业处理软件的多功能化以及公用化程度，最大限度实现信息数据间的共享以及加工处理。最后，在三维激光扫描技术现有扫描范围的基础上，扩大扫描的实际范围，最大限度实现扫描技术的全球扫描。

4 结语

总而言之，现阶段三维激光扫描技术已经随着科学技术的发展取得了迅速发展，在测绘工作中的数据采集、数据整理以及精确度评价等方面得到广泛应用。但是，三维激光扫描技术自身存在扫描范围有限、点云数据处理软件不统一以及扫描仪售价过高等不足。因此，在实际研究工作中，需要采用科学的研究方法，利用创新的思维模式，不断推动三维激光扫描技术在测绘工作中的普遍应用。

参考文献：

[2]白成军，王其亨.三维激光扫描技术在文物及考古测绘中的应用[J].文物，2013（03）.

[3]吴闯，周正]，张庆轩.三维激光扫描技术在测绘中的进展及应用[J].科技信息，2014（05）.