地面三維激光掃描技術(shù)在道路工程測(cè)繪中的應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

地面三維激光掃描技術(shù)在道路工程測(cè)繪中的應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘要：地面三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用為道路工程測(cè)繪工作帶來(lái)了眾多的便利。本文首先對(duì)地面三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。其次，對(duì)地面三維激光掃描技術(shù)在道路工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用進(jìn)行了充分的探討。最后，對(duì)地面三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，希望可以為推動(dòng)地面三維激光掃描技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用提供一定的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：地面三維激光掃描技術(shù);道路工程測(cè)繪;應(yīng)用

引言

隨著時(shí)代的不斷前進(jìn)與發(fā)展，道路工程在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性也日益凸顯出來(lái)。道路工程測(cè)繪的準(zhǔn)確性是道路工程施工具有可靠質(zhì)量的重要保障。在傳統(tǒng)的道路工程測(cè)繪工作開展中，由于道路條件的復(fù)雜以及測(cè)繪技術(shù)的落后等原因，不僅使得道路工程測(cè)繪的準(zhǔn)確性較低，不利于道路工程的施工，而且在道路工程測(cè)繪上所需要投入的人力、物理以及財(cái)力也較高，這給道路工程的長(zhǎng)遠(yuǎn)與可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了一定的不良影響。近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，各種先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)不斷的應(yīng)用在了道路工程的測(cè)繪中來(lái)，其中地面三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用較為普遍。與傳統(tǒng)的道路工程測(cè)繪相比，地面三維激光掃描技術(shù)在道路工程測(cè)繪中的應(yīng)用，能夠有效的提升道路工程測(cè)繪的效率，而且在準(zhǔn)確性與精度上也能夠得到良好的保障。除此之外，地面激光掃描技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量物體多種特征的提取，在道路工程測(cè)繪中具有著十分廣闊的發(fā)展前景。本文在對(duì)地面三維激光掃描技術(shù)的工作原理與優(yōu)勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)介紹的基礎(chǔ)上，從外業(yè)數(shù)據(jù)的采集以及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理兩個(gè)方面對(duì)地面三維激光掃描技術(shù)在道路工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，具有一定的實(shí)際工程意義。

1地面三維激光掃描技術(shù)概述

地面三維激光掃描技術(shù)是一種利用激光測(cè)距原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)道路工程測(cè)繪的一種新型技術(shù)。在測(cè)繪過程中，三維激光掃描裝置連續(xù)不斷地向被測(cè)物體發(fā)射激光，同時(shí)，對(duì)被測(cè)物體所反射的激光進(jìn)行接收，激光發(fā)射與接收之間存在一定的時(shí)間差，地面三維激光掃描技術(shù)正是利用這一時(shí)間差來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體三維坐標(biāo)的確定。另外，對(duì)面三維激光掃描技術(shù)利用所采集的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)時(shí)繪制被測(cè)物體的三維模型。在傳統(tǒng)的道路工程測(cè)繪工作中，通常采用人工測(cè)繪的方式來(lái)進(jìn)行，而且只能進(jìn)行單點(diǎn)之間的測(cè)量，這不僅對(duì)于測(cè)繪工作人員的工作量比較大，而且測(cè)繪的效率與準(zhǔn)確性也得不到有效的保障。地面三維激光掃描技術(shù)則可以避免這個(gè)問題，可以有效地實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)于被測(cè)物體多點(diǎn)的測(cè)量，大大提升了道路工程測(cè)繪的效率，同時(shí)也減少了測(cè)繪工作人員的工作量。另外，地面三維激光掃描技術(shù)還將所繪制的三維模型保存在計(jì)算機(jī)中，可以方便的對(duì)被測(cè)物體的多種特征進(jìn)行提取，能夠?yàn)榈缆饭こ淌┕さ恼ｉ_展與順利進(jìn)行提供眾多的便利?？偠灾?，地面三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于道路工程測(cè)繪是一次全新的變革。

2地面三維激光掃描技術(shù)在道路工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用

2.1外業(yè)數(shù)據(jù)的采集

在利用地面三維激光激素對(duì)道路工程進(jìn)行測(cè)繪之前，首先需要對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。為保障道路工程測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須嚴(yán)格的對(duì)把掃描裝置的架設(shè)、掃描區(qū)域的劃分以及采樣的間隔等因素。在掃描裝置的架設(shè)上，地面三維激光掃描裝置必須嚴(yán)格按照規(guī)定的架設(shè)高度與架設(shè)方式來(lái)進(jìn)行。通常情況下，地面三維激光掃描裝置的架設(shè)高度應(yīng)控制在1.6-2米之間。同時(shí)，為了保證掃描點(diǎn)密度的均勻合理分布，激光束與被測(cè)路面之間的角度也應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的要求來(lái)設(shè)置，切勿使激光束垂直掃描路面。在使用地面三維激光掃描裝置對(duì)道路進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，距離掃描裝置較近區(qū)域內(nèi)的掃描點(diǎn)密度相對(duì)較為密集，而距離掃描裝置教研區(qū)域內(nèi)的掃描點(diǎn)密度相對(duì)較為疏松。如果對(duì)道路測(cè)繪的范圍較大，遠(yuǎn)處與近處的掃描點(diǎn)密度之間的差異也非常明顯，這給測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性帶來(lái)了一定的影響。因此，在利用地面三維激光掃描技術(shù)對(duì)道路工程進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況的需要，采用分區(qū)域測(cè)繪的方式來(lái)進(jìn)行。在掃描區(qū)域的劃分上，由于掃描區(qū)域區(qū)劃分情況的不同對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也有著不同的影響，因此，必須確保掃描區(qū)域劃分的科學(xué)與合理。通常情況下，掃描區(qū)域的劃分可以依據(jù)道路兩側(cè)具有規(guī)律間距的參照物來(lái)進(jìn)行劃分，例如：路燈等。另外，在掃描區(qū)域的劃分上，還要確保相鄰的掃描區(qū)域之間具有一定的重疊，以方便后期對(duì)測(cè)繪模型的拼接。在采樣間隔的確定上，必須根據(jù)實(shí)際撤回要求確定合理的采樣間隔。如果采用間隔過小，則會(huì)導(dǎo)致所采集的外業(yè)數(shù)據(jù)量也比較龐大，雖然能夠有效地提升到了道路工程測(cè)繪的精度，但是給后期那一數(shù)據(jù)的處理帶來(lái)了一定的難度與復(fù)雜性。如果采樣間隔過小，則會(huì)導(dǎo)致道路工程測(cè)繪的精度都無(wú)法滿足工程需要。

2.2內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理

在對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之后，還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理才能滿足實(shí)際工作的需要。通常情況下，所采集的數(shù)據(jù)中會(huì)包含一些不需要的無(wú)用數(shù)據(jù)，因此，首先需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的濾波，將這些不需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。在所采集的數(shù)據(jù)中，有用的道路工程測(cè)繪數(shù)據(jù)往往具有一定的連續(xù)性與規(guī)律性，而無(wú)用數(shù)據(jù)往往較為分散，而且具有無(wú)規(guī)律的特征，數(shù)據(jù)的濾波正是利用這一區(qū)別來(lái)實(shí)現(xiàn)。在完成數(shù)據(jù)的濾波工作之后，還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)絨拼接。由于相鄰掃描區(qū)域之間具有一定的重疊，可以利用這一特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的點(diǎn)云拼接。最后，利用處理過的測(cè)繪數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行測(cè)繪模型的搭建。

3地面三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展前景

地面三維激光掃描技術(shù)在道路工程測(cè)繪中的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的道路工程測(cè)繪工作發(fā)生了翻天覆地的改變。地面三維激光掃描在應(yīng)用中融合了當(dāng)前多項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，例如：激光測(cè)繪技術(shù)、圖像處理技術(shù)等，使得道路工程測(cè)繪工作更加的高效與準(zhǔn)確。在當(dāng)前階段，地面三維激光掃描技術(shù)不僅在道路工程測(cè)繪中得到了廣泛的應(yīng)用，而且在其他領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用，例如：森林火災(zāi)監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)虛擬等。與此同時(shí)，三維激光掃描技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展過程中也有著十分廣闊的發(fā)展前景，通過將三維激光掃描技術(shù)與其他技術(shù)的不斷融合，能夠使其為各行各業(yè)帶來(lái)更多的便利，并有效推動(dòng)各行各業(yè)發(fā)生一次又一次的變革。

4結(jié)束語(yǔ)

由上可