利用地面三维激光扫描技术进行地形测绘

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三维激光扫描测绘技术在地质勘探中的应用案例

三维激光扫描测绘技术在地质勘探中的应用案例

三维激光扫描测绘技术在地质勘探中的应用案例近年来,随着科技的持续进步和创新,三维激光扫描测绘技术逐渐在各个领域得到广泛应用。

其中,在地质勘探领域,三维激光扫描测绘技术发挥了重要的作用。

本文将通过介绍一些实际案例,来探讨三维激光扫描测绘技术在地质勘探中的应用及其优点。

首先,三维激光扫描测绘技术在岩层勘探中的应用案例非常广泛。

通过将激光扫描技术与地质数据融合,可以实现对岩层的高精度测量和分析。

例如,在一处矿山开采勘探项目中,使用三维激光扫描仪对岩层进行扫描测量,得到了岩层的精准形状和大小等信息。

这些数据对于岩层的结构分析和开采规划都有着重要的指导意义。

其次,在地质灾害勘测方面,三维激光扫描测绘技术也展现出了巨大的潜力。

例如,在山体滑坡灾害勘测中,激光扫描仪可以快速获取地形数据,对滑坡发生前后的地形进行对比分析,从而揭示滑坡的成因和发展趋势。

这对于地质灾害的预防和防治具有重要的意义。

此外,三维激光扫描测绘技术在地下空洞勘测中也发挥了重要的作用。

以地下矿井为例,通过激光扫描技术可以快速获取矿井的几何形状和空间布局信息。

这对于矿井的规划、安全评估和开采效益分析都有着重要的意义。

类似地,激光扫描技术还可以应用于地下隧道勘测,为隧道的设计和施工提供准确的数据支持。

此外,三维激光扫描测绘技术还可以用于地质资源勘测。

在油田勘探中,通过激光扫描技术可以快速获取油田地层的信息,并进行地质建模和资源评估。

这对于油田的优化开发和生产管理有着重要的意义。

同样,激光扫描技术还可以应用于地下矿床的勘测,提高勘探效率和资源利用率。

总体来说,三维激光扫描测绘技术在地质勘探中具有广泛的应用前景和巨大的潜力。

通过提供高精度的地质数据和详细的地形信息,它为地质勘探提供了准确的基础数据支持,且具有快速、高效的特点。

然而,需要注意的是,三维激光扫描测绘技术的应用也面临一些挑战,如设备成本高、数据处理复杂以及对专业人员的要求等。

因此,未来需要不断加强对激光扫描技术的研究和创新,进一步完善其在地质勘探中的应用和推广。

激光扫描测绘技术在地形测量中的应用

激光扫描测绘技术在地形测量中的应用

激光扫描测绘技术在地形测量中的应用激光扫描测绘技术是一种高效、精确的地形测量方法,近年来得到了广泛应用。

它利用激光传感器将激光束发射到地面上,然后接收反射回来的激光信号,通过测量激光束的飞行时间和强度,可以获取地表和地物的准确三维坐标信息。

本文将从技术原理、应用领域和发展前景三个方面,介绍激光扫描测绘技术在地形测量中的应用。

一、技术原理激光扫描测绘技术的核心是激光雷达。

激光雷达是一种通过发射脉冲激光并接收反射信号来测量目标物距离和位置的设备。

它的工作原理是利用激光束在空间中的传播速度恒定这一特性,通过测量激光从发射到接收的时间差,可以计算出目标物距离。

同时,激光雷达还可以通过测量反射激光的强度,获取目标物的表面特征和材质信息。

二、应用领域1. 地形测绘激光扫描测绘技术在地形测量中有着广泛的应用。

传统的地形测量方法比较耗时且需要大量人力物力,而激光扫描测绘技术可以实现快速高效的测量。

它能够精确测量出地表的高程和形状,生成数字高程模型(DEM)和数字地面模型(DTM)。

这些模型不仅可以为土地规划和工程设计提供准确基础数据,还可以用于地质灾害预警和水文模拟等各个领域。

2. 建筑工程激光扫描测绘技术在建筑工程中也有重要应用。

它可以实时采集建筑物的三维数据,并生成精确的建筑模型。

这对于建筑设计和工程施工非常有帮助。

激光扫描测绘技术可以帮助建筑师和设计师更好地理解和分析现有建筑结构,为改造、修复和改进提供科学依据。

同时,施工人员可以根据激光扫描的数据制定施工方案和施工进度,提高工程质量和安全性。

3. 环境监测激光扫描测绘技术在环境监测领域也有着广泛的应用。

它可以实时捕捉和监测环境中的各种物体和变化。

例如,激光扫描测绘技术可以检测出水库的水位和水体变化,对水资源的利用和管理有重要意义。

此外,还可以用于监测森林火灾、地质灾害和冰川变化等自然环境的变化,提供科学依据和预警信息。

三、发展前景随着激光扫描测绘技术的不断发展,其应用领域和应用范围将进一步拓展。

使用激光扫描仪进行地形测绘的步骤详解

使用激光扫描仪进行地形测绘的步骤详解

使用激光扫描仪进行地形测绘的步骤详解一、引言地形测绘是现代建设和规划的基础工作之一,准确获取地面地形信息对于道路、桥梁、建筑等工程项目的设计和施工至关重要。

激光扫描仪作为一种非接触式测绘设备,具有高精度、高效率等优点,被广泛应用于地形测绘领域。

本文将详细介绍使用激光扫描仪进行地形测绘的步骤。

二、设备准备在进行激光扫描测绘之前,我们首先需要准备相应的设备。

一般来说,激光扫描仪主要包括激光发射器、接收器、扫描系统以及数据处理软件等部分。

此外,我们还需要配备三脚架、稳定器等辅助设备,以保证测量的准确性和稳定性。

三、测量准备1. 现场勘测:在实施测量前,我们需要对测量区域进行现场勘测。

通过实地考察,了解地形特征和周围环境,为后续的测量工作提供准确的参考。

2. 控制点设置:控制点是地形测绘中的基准点,用于标定激光扫描仪的坐标系统。

根据测绘精度需求,合理布置一定数量的控制点,并使用全球卫星定位系统(GPS)等设备进行精确定位。

四、扫描测量1. 设定参数:在开始扫描测量之前,我们需要设置激光扫描仪的扫描参数。

包括扫描密度、扫描范围、扫描角度等参数。

根据实际情况,调整参数以满足测量的需求。

2. 扫描操作:将激光扫描仪安装在三脚架上,并根据需要进行稳定固定。

启动设备,在操作终端上设置扫描范围和扫描密度等参数。

然后,将扫描仪从一个位置移动至另一个位置,确保扫描仪能够扫描整个测量区域。

3. 数据采集:激光扫描仪在进行扫描的同时,会不断获取地面物体的三维坐标数据。

通过接收器将这些数据传输到计算机中进行保存。

五、数据处理1. 数据拼接:在扫描完成后,我们需要将多个扫描点云数据拼接成完整的地形三维模型。

通过数据处理软件,将这些离散的点云数据进行融合和配准,形成连续的地形表面。

2. 数据清理:在数据融合后,可能会存在一些无效、重叠或者噪声点。

我们需要通过数据处理软件对这些点进行清理和过滤,提取出地形表面的关键信息。

3. 数据提取:通过数据处理软件,我们可以对地形数据进行提取和分析。

三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用

三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用

223管理及其他M anagement and other三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用许潜金(湖南省地质调查院,湖南 长沙 410000)摘 要:三维激光扫描技术测量精度高,并且数据信息获取方式快速便捷,已被推广应用于地形地质测量中,可实现智能化地形地质测量。

对此,本文首先对三维激光扫描技术原理进行介绍,然后对三维激光扫描系统特征进行分析,并对其在地形地质测量中的应用方式进行详细探究,以期为实际工程提供借鉴。

关键词:地形地质测量;三维激光扫描技术中图分类号:P623 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2021)02-0223-2收稿日期:2021-01作者简介:许潜金,男,生于1989年,湖南湘乡人,硕士研究生,工程师,研究方向:测绘地理信息。

三维激光扫描技术是在GPS 技术基础上的重大突破,通过应用激光扫描方式进行大面积扫描,即可获得测量对象三维坐标数据。

在地质地形测量中,常用测量技术类型包括GPS-RTK 技术、数字摄影技术等,工作量较大,有些勘测区域地形条件比较复杂,因此适用性比较低。

通过应用三维激光扫描技术,即可对地标店进行高精度、高密度测量,进而缩短外业工作所需时间,提高测量效率。

因此,对三维激光扫描技术在地质地形测量中的应用方式进行深入研究意义重大。

1 三维激光扫描技术原理三维激光扫描仪是由反射棱镜、测光测速仪所组成的,其中,激光发射端可应用激光测距仪,在发出激光后,通过发射棱镜进行反射,再利用测距仪测量扫描点位斜距,在此基础上加入扫描点水平方向角度、垂直方向角度,将其作为运算参数,即可对扫描点、测量点坐标参数进行准确计算,同时还可获得测量对象三维坐标。

在利用三维激光扫描仪获得测量数据后,即可利用扫描平台对地形参数进行计算。

在地形地质测量中应用三维激光扫描技术,可采用地面型激光扫描系统,其是由摄像设备、激光发射设备、电源以及软件系统所组成的,通过发射激光,可对被测目标距离进行测量,再获得测量数据后,利用相关软件进行计算,将计算结果与摄像设备所得图像进行有效结合,即可保证计算结果准确性,最后,通过应用制图软件完成图像处理,即可获得准确的坐标参数。

三维激光扫描技术的应用进展

三维激光扫描技术的应用进展

三维激光扫描技术的应用进展一、三维激光扫描技术的基本原理三维激光扫描技术是利用激光束在目标表面上进行扫描,通过测量激光在目标表面的反射,来获取目标表面的空间坐标信息。

其基本原理是利用激光雷达发射激光束,然后通过光电子探测器接收激光束反射回来的信息,进而计算出目标表面的三维坐标。

三维激光扫描技术的主要设备包括激光雷达、光电子探测器和计算机。

激光雷达发射的激光具有很高的方向性和一定的能量,能够准确地照射到目标表面上。

光电子探测器能够精确地接收激光束反射回来的信息,并将其转化为电信号。

计算机则用来处理接收到的信号,并根据激光的探测时间和角度等数据来计算出目标表面的三维坐标信息。

1. 地形测绘在地形测绘领域,三维激光扫描技术已经成为了一种常用的测绘手段。

通过激光雷达对地表进行扫描,可以快速、精确地获取地表的高程和地形信息。

这对于城市规划、自然灾害预警等领域具有重要意义。

三维激光扫描技术还可以应用于水文测量、土壤勘测等方面,为地质勘探和资源评估提供了重要的数据支持。

2. 建筑设计在建筑设计领域,三维激光扫描技术可以帮助设计师快速获取建筑物的三维模型,为设计和规划提供了直观、全面的数据支持。

三维激光扫描技术还可以用于建筑物的结构检测和变形监测,帮助准确定位和研究建筑物的结构状况。

3. 工业制造在工业制造领域,三维激光扫描技术被广泛应用于零件检测、工件加工、产品质量控制等方面。

通过激光扫描可以快速获取零部件的三维尺寸和表面形貌,从而实现零件的快速检测和尺寸测量。

三维激光扫描技术还可以帮助优化工艺流程,提高产品质量和生产效率。

4. 文物保护在文物保护领域,三维激光扫描技术可以帮助文物保护人员对文物进行精确、非接触式的测量和记录。

通过激光扫描可以获取文物的三维模型,为文物的保护、修复和展览提供了重要的数据支持。

三维激光扫描技术还可以用于文物的虚拟展示和数字化存档,为文物的传承和展示提供了新的可能。

随着科技的不断进步,三维激光扫描技术也在不断地得到改进和完善。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用
地面三维激光扫描技术是一种高精度、高效率的测量技术,在工程测量中得到了广泛的应用。

它利用激光测距仪和高分辨率数码相机对现场实体进行三维测量和数据采集,能够快速准确地获取物体表面的三维坐标和颜色信息,可广泛应用于土木、建筑、工业、地质等领域。

一、地形测绘和制图:地面三维激光扫描技术在地形测绘和制图领域中应用广泛,可实现地形模型的高精度测量和绘制,包括地形高程、坡度、地形起伏等信息,并可通过三维可视化实现对地形的动态展示。

二、建筑物测绘:地面三维激光扫描技术可用于建筑物的三维测量和建模,不仅能够实现建筑物的尺寸、形状、体积等的测量,还能获取建筑物内部空间结构和构造的精确信息,可用于建筑物的改造、维修和监测。

三、工业测量:地面三维激光扫描技术也广泛应用于工业领域中,可实现工厂和工作设施的三维建模和测量,包括设备的位置、大小、形状等信息,可用于设备调整、安装和维护。

四、地质勘探:地面三维激光扫描技术还可应用于地质勘探领域,例如在山体地质灾害预警中,通过对山体三维模型的建立和监测,可实现对地质灾害的预测和预警。

总之,地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用范围广泛,具有高效率、高精度、非接触式等优点,能够大大提高测量效率和精度,为工程建设提供有力支撑。

如何利用激光扫描进行地面测绘

如何利用激光扫描进行地面测绘

如何利用激光扫描进行地面测绘激光扫描技术为地面测绘提供了一种快速、精确、高效的方法。

通过激光扫描仪,可以获取地面地貌、建筑物、道路等各种数据信息。

本文将从激光扫描原理、仪器设备、数据处理和应用等方面,探讨如何利用激光扫描进行地面测绘。

一、激光扫描原理激光扫描原理基于激光器发射出的激光束对目标物体进行扫描,并接收目标物体反射的激光信号。

激光扫描仪通过测量激光束的往返时间和角度,可以确定目标物体的位置和形状。

激光扫描具有高精度、高效率和非接触等特点,适用于大范围地面测绘。

二、仪器设备激光扫描仪是进行地面测绘的核心设备,它包括激光器、接收器、转台和控制系统等部分。

激光器产生激光束,接收器接收激光信号,并测量其往返时间和角度。

转台使激光扫描仪能够全方位扫描目标物体。

控制系统用于控制激光扫描仪的运行和数据采集。

三、数据处理在激光扫描过程中,激光扫描仪会采集大量的点云数据,即由三维坐标和强度值组成的数据点集。

为了提取有用信息,需要对点云数据进行处理。

首先,对点云数据进行去噪处理,去除无效或重叠点。

然后,进行配准处理,将多次扫描的数据进行精确对齐。

最后,进行特征提取和模型生成,生成地形、建筑物的三维模型。

数据处理是利用激光扫描进行地面测绘的关键环节。

四、应用激光扫描在地面测绘中有广泛的应用。

首先,激光扫描可以快速获取地貌信息,包括地表起伏、沟壑、悬崖等地形特征。

这对于地质勘探、土地利用规划等领域具有重要意义。

其次,激光扫描可以用于建筑物的立体建模。

通过对建筑物进行扫描,可以获取其精确的三维模型,为建筑设计、维护和保护提供参考。

此外,激光扫描还可以应用于道路、桥梁等交通设施的监测和评估。

通过对交通设施进行扫描,可以及时发现结构变形和破损等问题,为维护和改造提供支持。

五、发展趋势激光扫描技术在地面测绘领域发展迅速,不断涌现出新的应用和设备。

首先,激光扫描仪的体积和重量不断减小,方便携带和操作。

其次,激光扫描仪的扫描速度和分辨率不断提高,数据获取更加快速和精确。

三维激光扫描技术在地质调查中的应用

三维激光扫描技术在地质调查中的应用

三维激光扫描技术在地质调查中的应用三维激光扫描技术(3D LIDAR)是一种通过激光束测量物体表面距离和反射回波强度,并根据测量结果生成具有空间结构的高精度三维点云数据的技术。

在地质调查中,三维激光扫描技术发挥着重要作用,可用于地貌测量、构造调查、地质灾害识别等方面。

本文将重点介绍三维激光扫描技术在地质调查中的应用。

首先,三维激光扫描技术可用于地貌测量。

地貌是地球表面形状和特征的总称,地貌测量是地质调查的基础工作之一。

传统的地貌测量方法一般以几何测量为主,操作繁琐,无法准确捕捉地形表面的细节。

而三维激光扫描技术可以在较短的时间内高密度地采集地形点云数据,包括地表、地形特征、地下水等,从而生成详细的地形模型。

利用三维地形模型,地质调查人员可以直观地了解地貌特征,快速识别地形异常,为地质研究提供有力的数据支撑。

其次,三维激光扫描技术在构造调查中也具有广泛的应用。

地质构造是描述地壳中地球物理和地球化学变化的总和,是地质调查的核心内容。

传统的构造调查方法主要依靠人工压实样本和地质剖面的观测,工作量大且效率低。

而三维激光扫描技术可以精确测量地表和地下的构造特征,生成真实的地质模型。

通过三维地质模型,地质调查人员可以直接观察地壳中的断裂、褶皱等构造特征,并对地质历史和构造演化进行详细研究。

最后,三维激光扫描技术还可以应用于地质灾害的识别与评估。

地质灾害是指在地质过程中或由地质因素引起的对人类活动和生命财产造成重大危害的现象。

传统的地质灾害调查主要依靠人工勘察和遥感影像解译,存在灾害类型判定难、精度不高等问题。

而三维激光扫描技术可以高精度获取地形和地物信息,能够准确识别地质灾害类型,如滑坡、崩塌、泥石流等,以及其发生的空间分布和规模。

通过对地质灾害的识别与评估,可以为灾害预防和治理提供科学依据。

综上所述,三维激光扫描技术在地质调查中的应用具有重大意义。

它可以提供高精度、直观的地质数据,加快地质调查速度,提高工作效率,大大增强地质研究和地质灾害预防的能力。

三维激光扫描技术在测绘领域的创新与发展

三维激光扫描技术在测绘领域的创新与发展

三维激光扫描技术在测绘领域的创新与发展近年来,随着科技的不断进步和发展,三维激光扫描技术在测绘领域中得到了广泛的应用。

这项技术通过高精度的激光测距仪,能够快速、准确地获取物体表面的三维数据,为测绘工作提供了强有力的支持。

本文将从三维激光扫描技术的原理、应用和未来发展等方面,对其在测绘领域的创新与发展进行探讨。

一、三维激光扫描技术的原理三维激光扫描技术是利用激光束对目标进行扫描,并通过接收器接收反射回来的激光信号,以计算出物体的位置和形状。

激光扫描仪首先发射一束激光束,并记录下从发射到接收激光返回所经历的时间。

通过测量时间和速度,可以计算出物体的距离。

在扫描过程中,激光束通过旋转或者移动扫描仪来扫描整个目标,从而获取目标的三维数据。

二、三维激光扫描技术的应用1. 地形测量和地理信息系统(GIS)三维激光扫描技术在地形测量和GIS领域中具有重要的应用价值。

通过激光扫描技术可以获取大范围地表的高精度三维数据,从而对地形进行高精度的测量和分析。

这对于城市规划、交通规划和环境保护等方面的决策具有重要的意义。

同时,通过将激光扫描数据与卫星影像和地理信息系统相结合,可以建立高精度的地理空间数据库,为地理信息系统提供更加准确和全面的数据支持。

2. 建筑工程和文化遗产保护在建筑工程和文化遗产保护方面,三维激光扫描技术也发挥着重要的作用。

通过激光扫描技术可以对建筑物进行快速、准确的三维建模,从而在设计、施工和维护过程中提高效率和精度。

此外,对于文化遗产的保护和修复来说,三维激光扫描技术可以提供宝贵的数据,辅助专家进行分析和研究。

3. 矿山测量和资源调查三维激光扫描技术在矿山测量和资源调查中也具有广泛的应用前景。

通过使用激光扫描技术,可以对矿山进行高精度的测量和分析,从而为矿山设计和管理提供重要的科学依据。

同时,通过对矿山地质和水文环境进行三维建模,可以更好地了解矿山的状况和资源储量,帮助做出决策。

三、三维激光扫描技术的未来发展随着科技的不断进步,三维激光扫描技术在未来将持续创新和发展。

三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的综合应用

三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的综合应用

摘要随着测绘技术的发展,三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中得到了广泛的应用。

本文介绍了三维激光扫描技术的原理和优点,并阐述了其在地质测绘和工程测量中的应用。

此外,本文还提出了三维激光扫描技术在未来的发展趋势。

关键词:三维激光扫描技术、地质测绘、工程测量、应用、发展趋势正文1. 三维激光扫描技术的原理和优点三维激光扫描技术是一种基于三角测量原理和光学扫描技术的高精度、高速、非接触式测量方法。

它利用激光束来扫描物体表面,并在扫描过程中记录下每个点的位置和颜色信息,从而生成一个三维模型。

三维激光扫描技术具有以下优点:1) 高精度:相比传统的测量方法,三维激光扫描技术具有更高的精度和可重复性。

2) 高速度:三维激光扫描技术可以在短时间内完成大量数据的采集和处理,大大提高了测量效率。

3) 非接触式测量:三维激光扫描技术不需要物体表面与测量仪表之间接触,避免了物体表面损伤和测量误差。

4) 全方位测量:三维激光扫描技术可以实现全方位测量,包括物体的内部和外部。

2. 三维激光扫描技术在地质测绘中的应用地质测绘是研究地质结构、地形地貌和地球物理现象的一门学科。

三维激光扫描技术可以被广泛地应用于地质测绘中,如下所述:2.1 地形测绘三维激光扫描技术可以用于地形测绘,包括建筑物、道路、桥梁等建筑物的测量。

通过采集建筑物的三维数据,可以生成高精度的建筑物模型和地形模型,这对城市规划和建筑设计都非常有用。

2.2 地质构造测量三维激光扫描技术可以用于地质构造测量,如断层和岩石结构的测量。

通过采集地质构造的三维数据,可以生成高精度的地质结构模型,这对地质研究和勘探有很大的意义。

2.3 卫星图像配准三维激光扫描技术可以用于卫星图像配准。

通过采集地面的三维数据和高分辨率的卫星图像,可以将卫星图像精确地与地面实际情况进行配准,从而提高卫星图像在地质测绘中的应用价值。

3. 三维激光扫描技术在工程测量中的应用工程测量是工程建设的重要环节,三维激光扫描技术可以被广泛地应用于工程测量中,如下所述:3.1 建筑设计和施工三维激光扫描技术可以用于建筑设计和施工。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

J IAN SHE YAN JIU技术应用164地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用Di mian san wei ji guang sao miao ji shuzai gong cheng ce liang zhong de ying yong冯培本文对当前应用的地面三维激光扫描技术进行介绍,并阐明了其基本原理。

我们在工程勘测的实际生产中提出了固定地面三维激光扫描技术的技术流程,并系统地讨论了如何将该技术应用于地形和制图、土方计算。

它总结了该技术相对于传统测绘方法的优缺点,以及其在精细三维建模和复杂工业设备建模方面的成就。

基于移动地面三维激光扫描技术的测试结果,我们提出了可用于道路测绘的结论。

讨论地面三维激光扫描技术的未来应用方向和前景。

三维激光扫描技术使用激光通过扫描镜和伺服电机测量距离,以及目标表面上每个点的三维坐标和纹理,具体取决于定义的扫描范围和点组密度。

它是一种获取信息的技术,是以再现三维场景。

随着科学技术的发展,人们对工程测量精度的要求越来越高,但是传统的测量技术往往只是单点测量,不能满足目前的精度要求,地面上的三维激光扫描技术只能解决此问题。

通过使用可以快速扫描要测量的对象并使用三维技术准确地重建要测量的对象的三维模型,从而提高工程测量的准确性。

一、基于地面三维激光技术的概述三维激光扫描仪主要用于三维激光扫描仪技术,这是源自海外的新时代开发产品。

三维激光扫描仪的应用原理主要是通过设备和仪器对测量区域进行扫描。

该测量基于激光距离测量的原理。

同时,它使用扫描镜和伺服电机设备进行扫描,收集扫描结果,然后根据过程进行收集。

扫描区域的三维坐标和纹理信息提供了扫描区域的直观三维图像。

三维激光扫描技术有些系统化,扫描过程也有些复杂。

扫描过程要求首先扫描和定位,然后执行特定的测量,记录测量结果,最后执行计算。

计算结果将被上传,整个扫描过程将完成。

同时,在扫描过程中,根据空间的不同,可以将三维激光扫描技术分为两种类型。

利用地面三维激光扫描技术进行地形测绘

利用地面三维激光扫描技术进行地形测绘

利用地面三维激光扫描技术进行地形测绘对于陡崖、峡谷等复杂地形极具危险性,正常的地形测绘手段很难完成,而三维激光扫描技术的数字化、精准化、高速、无接触的特征刚好能够处理这个问题,本文简要介绍了三维激光扫描技术的基本工作原理,而后通过实际测绘为例,具体的表述了地面三维激光扫描技术对险峻地形精准测绘的方式及程序,同时总结出该技术在实际地形测绘中运用是所要解决的问题。

标签:地面测绘;三维激光扫描技术引言:在面对具有危险性的险峻地势的精细地形测绘时,正常的测绘手段基本上是无法完成的,因此,无接触的测量方式在这种情况下是非常适用的。

当下运用最多的是方式是采用近景摄影测量,但这种方法在运用过程中一定要按照规定合理分布一定数量的像控点,而像控点的布设对于危险性较高的地区来说难度还是很大的,而地面三维激光扫描技术是在真正意义上可以达到无接触测量的一种方式。

地面三维激光扫描技术诞生于20世纪90年代的中期,是当时激光应用上的一项重要突破,被称为是GPS技术之后在测量领域的有一次技术革新。

它与原始的单点测量方式的区别在于,地面三维激光扫描技术集高精准度、全数字化、测量形式灵活等优势,可以更快、更精确、无接触的对危险地形进行精细的测量。

当前这项技术主要应用在三维立体建模、变形监测、地形测绘、虚拟现实等多个方面。

本文以三维激光扫描测量技术的基本原理为基础,具体的介绍了这种方法在应用过程中的步骤并以测量实例进一步说明。

1.地面三维激光扫面技术的基本原理如图一所示,三维激光扫描测量系统是以三维激光扫描测量仪集成内置数码相机、后期处理软件、电源以及其他附属设备组成的。

其中地面三维激光扫描测量仪大体上是由激光发射器、接收器、时间计数器、由马达控制且能够转动的滤光镜、彩色CCD相机、控制电路板、微电脑和其他软件组成的。

激光脉冲发射器周期性地控制一激光二极管发射激光脉冲,由接收透镜接收目标反射信号,形成一接收信号,通过稳定运行的石英钟计算发射与接收的时间差[1],再通过微电脑的软件根据算法对原始数据进行有效的处理,从而计算出采样点空间上的距离,精确时钟控制编码器同时测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值以及纵向角度观测值。

三维激光扫描仪技术在地形测量中的应用

三维激光扫描仪技术在地形测量中的应用

三维激光扫描仪技术在地形测量中的应用摘要:随着信息技术的发展,三维激光扫描仪以其非接触、快速、大范围获取点云数据等特点在地形测量中得到了广泛的应用。

本文以三维激光扫描仪为例,介绍三维激光扫描仪在地形测量中的应用方法,实践表明,三维激光扫描仪具有扫描速度快、精度高、成本低等优点,能为测绘工作者提供实时、准确的地形信息,为高精度的数据分析提供保证。

在今后的测绘工作中,三维激光扫描仪将会被广泛应用于地形测量中,成为数字化测绘时代测量工作者得力的助手。

关键词:三维激光;扫描仪技术;地形测量;应用1 引言随着现代科技的不断进步,新的测量技术和方法不断涌现,三维激光扫描仪就是其中的一种。

三维激光扫描仪是一种非接触式、快速、大范围获取点云数据的测量仪器,其能够在远距离直接采集物体表面的三维点云数据,并且能够直接获取高精度、高分辨率的空间三维坐标。

其具有高精度、快速、非接触、大范围、非接触等优点,尤其是三维激光扫描仪的非接触性,使得其在地形测量中的应用越来越广泛。

三维激光扫描仪不仅能提供点云数据,还可以提供大量数据信息,如点云模型、点云纹理、点云球体模型等,为地形数据分析提供了丰富的信息。

2 三维激光扫描技术的工作原理2.1 测距原理三维激光扫描技术通过对激光的发射,再对其进行接收,将数据进行处理和计算,从而获得被测物体的三维坐标,实现测量目的。

通过激光测距原理可以得知,测量物体距离的过程主要有两种:一种是接收点到测量物体之间的距离,另一种是目标物体与测量物体之间的距离。

如果要对这两种距离进行准确测量,首先要对激光发射点与激光接收点之间的距离进行精确计算。

三维激光扫描仪系统在进行测距时,将被测物放置于测距机的中心位置上,通过激光发射器发射出两束激光束,再通过其反射到测距机的接收设备中,同时可以看到两个光脉冲信号分别在被测物表面反射。

其中,被测物表面的反射率是指在激光光束照射到被测物表面时,被测物表面会产生多大的反射率,而反射率又是指被测物表面能够反射激光光束的角度,因此可以通过两个激光光斑面积之比来计算被测物体与激光光斑的距离。

基于三维激光扫描数据的地形建模技术详解

基于三维激光扫描数据的地形建模技术详解

基于三维激光扫描数据的地形建模技术详解地形建模是地理信息系统(GIS)中重要的一项技术。

它不仅为城市规划、土地利用和环境保护等领域提供了重要的数据支持,也为工程设计、建筑施工等行业提供了宝贵的参考基础。

而基于三维激光扫描数据的地形建模技术,正因其高精度、高效率的特点,成为地形建模中的热门研究方向。

一、三维激光扫描技术简介三维激光扫描技术是一种以激光束为信号的非接触式测量技术,能够快速获取待测物体的三维几何信息。

激光扫描仪通过向目标物体表面发射激光脉冲,记录激光束与物体表面的反射时间,并根据测量结果得到目标物体表面的坐标信息与颜色信息。

利用三维激光扫描技术,可以获取到地形表面的高程、坡度、地势起伏等关键信息,为地形建模提供了可靠的数据来源。

二、三维激光扫描数据获取三维激光扫描数据的获取需要使用专业的激光扫描仪,这类设备通常由激光测距系统、全站仪、全球定位系统(GPS)、惯导系统和相机等组成。

在进行数据获取时,激光扫描仪通过扫描设备旋转的方式,将激光束照射到目标地面上,并同时记录反射回来的激光受到物体反射的时间。

通过测量激光束的行走时间,可以得到地面上各点的距离,从而获取三维坐标。

三、三维扫描数据处理与精度评定获取到的三维激光扫描数据需要进行处理,以便准确地反映地形信息。

主要的处理包括去除噪点、数据配准、数据过滤和数据分析等。

其中,数据去噪是最关键的一步,对于高程准确度要求较高的地形建模而言,去除离群点和噪声可以有效提高数据质量。

在精度评定方面,一般采用与GPS测量相结合的方法来进行验证。

通过将GPS测量得到的高程数据与激光扫描数据进行对比,可以判断激光扫描数据的准确度,并对其进行校正。

四、基于三维激光扫描数据的地形建模方法地形建模方法通常可以分为网格模型和TIN模型两种。

在基于三维激光扫描数据的情况下,常用的建模方法有删格法、插值法和曲面重建法等。

删格法是将地形表面分割成规则的网格,然后根据每个网格点的高程信息进行建模。

如何使用激光扫描技术进行地形建模

如何使用激光扫描技术进行地形建模

如何使用激光扫描技术进行地形建模激光扫描技术是一种现代化的地形建模方法,通过激光测量和三维扫描技术,可以快速、精确地获取地面的几何信息,并生成高精度的地形模型。

本文将探讨如何使用激光扫描技术进行地形建模,包括数据采集、处理与分析等方面。

一、激光扫描技术简介激光扫描技术,又称为激光雷达技术,是一种主动遥感技术,以激光脉冲为探测信号,通过测量激光脉冲从发射到接收的时间差和脉冲的反射强度,可以获取目标物体的距离、坐标和反射特性等信息。

在地形建模领域,激光扫描技术被广泛应用于数字地形模型(DTM)和数字高程模型(DEM)的构建。

二、数据采集激光扫描技术的数据采集主要包括激光测距仪、GPS、惯性导航系统和控制终端等设备。

其中,激光测距仪是核心设备,通过向目标发射激光脉冲并接收其反射信号,可以计算出目标物体的距离和坐标。

GPS可以提供激光测距仪的位置信息,而惯性导航系统可以记录激光测量车辆的姿态变化。

控制终端用于控制整个采集过程,并实时显示和记录数据。

在采集过程中,需要将激光测距仪安装在车辆上,通过车载系统实现对激光测量设备的定位和控制。

激光测距仪发射的激光脉冲会经过地面反射回到接收器,接收器将测量到的距离数据发送给车载系统进行记录。

同时,车载系统会通过GPS和惯性导航系统记录车辆的位置和姿态信息。

通过在不同的位置进行多次测量,可以获取更全面、准确的地形数据。

三、数据处理与分析数据采集完成后,需要对采集到的原始数据进行处理和分析,以生成地形模型。

数据处理主要包括点云数据的滤波、配准和分类等步骤。

首先,点云数据滤波是为了去除噪声和杂散点,提取出地表特征。

常用的滤波方法包括统计滤波、高斯滤波和中值滤波等,可以根据实际情况选择合适的方法进行处理。

其次,点云数据配准是将采集到的多组点云数据进行对准,使其在同一坐标系下进行融合。

配准的关键是找到不同数据集之间的共同点,并通过最小二乘法或迭代最近点算法等方法进行匹配和拟合,以实现不同数据集之间的准确拼接。

三维激光扫描仪在地形测绘中的应用

三维激光扫描仪在地形测绘中的应用

三维激光扫描仪在地形测绘中的应用作者简介:林善志(1989-),男,广东高州人,本科,助理工程师,研究方向:测绘㊂林善志1,喻㊀娇2(1.湖南省核工业地质调查院,湖南长沙410000;2.重庆市大足区房产测量所,重庆大足402360)摘㊀要:科学的发展推动了测绘技术的革新㊂三维激光扫描仪具有高精度㊁高效率,且操作灵活的优势,在地形测绘领域的应用十分广泛㊂通过将三维激光扫描仪与传统测绘技术相结合,提高了地形测量的精度,提升了地形测绘的工作效率,促进了地质行业的发展㊂本文首先介绍了三维激光扫描仪的原理和应用现状,并就其在地形测绘中的应用进行阐述,为相关工作者提供参考借鉴㊂关键词:三维激光扫描仪;地形测绘;应用中图分类号:P217文献标识码:A文章编号:2096-2339(2018)03-0124-02㊀㊀我国地势西高东低,地形地貌多样化,地形的测绘对各类工程建设十分重要㊂与此同时,传统的地形测绘技术和设备相对落伍,不仅准确性和效率都比较差,而且无法满足各行业对空间信息化的需求㊂近年来,三维激光扫描仪在各行各业的应用十分广泛,它不仅可以提供各行业对空间信息化的需求,而且数据精准高效,减少了劳动强度和野外作业时间㊂因此,研究三维激光扫描仪在地形测绘中的应用具有重要的现实意义㊂1㊀三维激光扫描仪的工作原理三维激光扫描仪的工作原理是:利用扫描仪的扫描系统,对物体P进行扫描,可以得到扫描所在站点与P之间的距离S,与此同时,还可以得到瞬间激光脉冲的横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值θ,从而获得了扫描物体P的三维坐标值(如图1)㊂P )图1㊀三维坐标示意图2㊀三维激光扫描仪在地形测绘中应用优势三维激光扫描仪改变了传统单点数据采集的模式,通过其自动获取连续密集数据的特点,进行大量的点云数据采集,大大提升了地形测绘的工作效率㊂相比于其他测绘手段,其工作特点如下:(1)快速性㊂可以快速的获得地形的立体信息,提升了数据的采集效率㊂和传统的测绘工作相比,不仅提升了工作效率,也缩短了野外作业的时间㊂(2)采样率高㊂三维激光扫描机的扫描区域广,在进行目标区域进行扫描时,单次扫描可以获得较大区域的空间和三维信息㊂(3)实时性,抗干扰能力强㊂三维激光扫描仪是通过激光信号的收发来进行相关区域的地形测绘工作,不受外界环境变化的影响,例如天气㊁温度㊁湿度等㊂可以全天不间断的进行实时的动态观测㊂(4)安全度高㊂在使用三维激光扫描仪对地形测绘时,可以远距离进行地形测绘工作,在进行测站选择时,可以选择相对安全的位置,并且得到的测绘数据精准㊂尤其是在复杂地形或者有不明危险点分布的区域,提升了地形测绘的安全性㊂(5)全数字特征㊁自动化㊂能够对获取的数据进行自动化显示输出,拥有较好的点云数据处理以及三维建模处理能力,而且可以将扫描的三维信息通过开放的软件接口,和其他软件进行兼容共享㊂3㊀三维激光扫描仪应用实践某项目需要进行1ʒ2000的地形图测绘㊂该区域地形为块状,面积约8km2,地形较为复杂,主要以山地为主,且林木等植物覆盖较少㊂采用三维激光扫描仪对该区域进行地形测绘,地形测绘一体化流程如图2所示㊂=A;2)06A;2*3图2㊀地形测绘一体化流程4213.1㊀实地勘察由于所需地形测绘区域的地形较为复杂,因此,在进行三维激光扫描仪实际工作前,首先要对所测地区的地形特征进行分析,以提高外业作业的工作效率㊂然后结合所采用的三维激光扫描仪的相关参数,例如激光的射程等,对需要进行测绘的现场进行实地考察,确定最佳的测站,需要注意要点如下:(1)所选择的测站相对具有开阔的视野,可以获得所测区域的全部数据,提升地形测绘的准确性㊂(2)在进行测站确定时,尽量选择较少的测站,以降低原始数据量㊂3.2㊀数据采集完成实地勘察和测站的选择之后,进行数据采集工作,相关步骤和注意要点如下:(1)调试相机:在进行相机调试时,为了提升所拍摄照片的清晰度,需要注意光线对相机曝光时间的影响㊂如果遇到雨雾天气,可以适当延长单张照片的拍摄时间㊂(2)三维激光扫描仪架设:在进行扫描仪架设时,需要注意地面的平整度,避免扫描仪架设不牢靠,出现倾斜等问题;在进行扫描过程中,确保扫描仪可自由旋转且不会触碰到任何物体㊂(3)数据收集:通过三维激光扫描仪进行相关区域的数据手机工作㊂(4)换站扫描:当前的测站扫描完成后,首先确认相关数据是否存在错误,确定无问题后,可以进行下一个测站的扫描工作㊂需要注意的是,换站后,无需新建项目名称,重新设定相机的相关参数㊂需要注意的是,在进行扫描时,首先对所需要扫描的区域进行参数设置,同时整个扫描过程分成两步进行:先进行区域扫描,后进行细节扫描㊂一般情况下,对每个测点进行扫描时,时间控制在12s㊂如果站点的密度较大,或者所需要扫描的地方较远,相应扫描用时也较长㊂反之,相应扫描用时也较短㊂3.3㊀内业数据处理点云数据采集完毕后,由于原始数据具有数据量庞大㊁所需要占用的硬盘空间比较大,直接进行地形测绘很难辨别等缺点,所以需要进行一定的数据处理工作㊂然后根据处理完的数据在进行数据模型的建立,提取相关地形区域的特征点和特征线,最终实现地形图绘制的目的㊂常见的点云原始数据处理要点如下:(1)平滑去噪:由于在进行地形测绘时,外部因素以及设备内部电子元件对点云数据的干扰,会造成出现噪声点的问题,所以要进行平滑去噪处理(如图3)㊂一般情况下,采用的方法有:中值法㊁平均值法或标准高斯滤波法㊂(2)匹配拼接:在进行实际工作中,点云数据是通过不同的测站获得的,需要对不同坐标的数据进行匹配拼接,统一到相同的坐标系下㊂常见的匹配拼接的方法有:坐标系基于公共标靶,坐标系基于点云,坐标系基于测站点㊂(3)点云的空洞修补:对地形进行扫描测量时,因一些外界因素的影响,部分区域无法进行扫描,造成点云数据存在缺失和遗漏,对后续的地形测绘带来不利的影响,所以要对点云空洞进行修补㊂常见的方法有:实地补测法和点云内插法㊂图3㊀剔除噪声后的点云影像图3.4㊀地形图的绘制对地物的绘制主要是提取地物的特征点㊁特征线㊂特征点的提取主要有两种方法:利用曲率提取特征点和利用点间法线变化提取特征点㊂对特征线的提取主要是基于点云模型来进行提取,特征线提取的方法主要有:基于多边形面片表示的模型特征线提取算法和基于光滑曲面表示的模型特征线提取算法㊂4㊀结语总之,三维激光扫描仪在地形测绘中的应用,不仅提升了地形测绘的工作准确度和工作效率,而且能满足相关工作对数据的不同需求,推动了地形测绘工作的现代化进程㊂但是,现阶段,三维激光扫描仪的应用还存在一些不足,例如价格昂贵,对场地条件的要求高,数据量庞大,处理技术要求高等问题,需要进行研究和改进㊂参考文献:[1]㊀杨茂伟.三维激光扫描仪在地质灾害地形测绘中的应用[J].测绘通报,2016(5):145-146.[2]㊀陈志谋.三维激光扫描仪在地质灾害地形测绘中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(18):129.[3]㊀李铁兵.三维激光扫描仪在地形测量中的应用[J].科技情报开发与经济,2007(18):144-146.521。

三维激光扫描技术在地籍测绘技术中的应用

三维激光扫描技术在地籍测绘技术中的应用

三维激光扫描技术在地籍测绘技术中的应用摘要:随着我国科学技术的全面进步,地籍测量之中多种测绘技术也有着有效的运用,而三维激光扫描技术本身有着一定的准确性,能够在复杂地形测绘上得到有效运用,这也使其在地籍测绘之中得到了较为广泛的应用。

在本文之中,我们首先对三维激光扫描技术的概要进行了分析,探寻了地籍测绘的要求以及三维激光扫描技术在地籍测绘中有效应用的方法,希望能对相关行业的从业人员起到应有的启发作用。

关键词:三维激光扫描技术;地籍测绘技术;应用一、三维激光扫描技术概要所谓的三维激光扫描技术也就是一种立体化的扫描技术,其主要是由激光发射器、电子计算机以及光路调节体系和激光控制系统共同组成的,三维激光扫描技术的工作原理在于对扫描对象的表面扫描获取相应的三维坐标数据,对三维场景进行构建,使地标信息得到有效提取,其本身有着点定位精准度较高,数字采集效率较高,软件功能较为强大,采样点速率较高以及兼容性良好的测量距离相对较远的特点。

相比于传统测绘技术,三维激光扫描技术不会受到扫描环境的影响,数据采集效率相对较高,不需要对测量过程加以直接接触,这也是三维激光扫描技术的优势所在。

正是因为这些显著的优势,三维激光扫描技术在结构测量、建筑测量、文化遗址测量等诸多领域得到了广泛的应用,而在地籍测量之中,通过三维激光扫描技术的优势,也能够使相应技术在地形测绘成图的优势得到充分发挥,改善传统的作业流程,降低测绘过程的复杂程度,进而使地籍测绘作业能够符合自动化和智能化的要求[1]。

二、地籍测绘概要(一)地籍控制测量前期的控制测量是测绘工作能够顺利开展的基础所在,而网布设的质量以及测量的精准度则会对测量成果的应用造成直接的影响。

在地籍测量之中,地籍控制测量包含了地籍图根控制和地籍首级控制两种测量机制,而在多种控制体系布设时,则应该结合整体到局部,分级布置的原则,才能确保相关工作的开展能够达到既定的目的。

地籍首级平面控制要采用国家E级以上的GPS点,通过三角收集的方式获取对应的数据信息,并在充分查验之后将其作为地籍首级平面控制点。

三维激光扫描仪技术在地形测量中的应用

三维激光扫描仪技术在地形测量中的应用

三维激光扫描仪技术在地形测量中的应用摘要:三维激光扫描仪技术对于传统的测量方式来说,有效的提高工作效率和工作质量,在地形测量中应用较广泛。

本人结合自身多年的工作经验,对三维激光扫描技术在地形测量中的应用进行研究,其主要包括数据采集、数据处理、转换坐标、等高线生成、验证精度几个方面,希望能够促进三维扫描仪技术的发展。

关键词:三维激光扫描仪;地形测量;应用引言地形测量是利用测量仪器或相关的技术,对某地的地形进行测量,并进行数据分析、处理,进而生成某地的地形图。

随着技术的不断发展,传统的测量方式工作效率、测量精度较低,应用满足当前的测量需求,三维激光扫描仪技术应运而生,其应用的领域较为广泛,大大的提高了地形测量的工作效率,本文主要对三维激光扫面议技术在地形测量中的应用进行研究。

1三维激光扫描仪及其工作原理三维激光扫描仪内部构成较复杂,主要由数码相机、电源、地面三维激光扫描仪、后期处理软件以及其他的附属设备等。

三维激光扫描仪主要是通过高速的激光扫描来完成,后期通过对数据的收集和整理分析,将收集的点云数据进行转换,进而建立具有坐标体系的地形模型。

三维激光扫描仪种类比较多,根据扫描平台的不同可以将其分为以下几大类:机载激光扫描系统、地面型激光扫描系统、便携式激光扫描系统等。

而按照有效扫描距离的不同,它又可以被分为短距离激光扫描仪、中距离激光扫描仪、长距离激光扫描仪、航空激光扫描仪等几大类。

三维激光扫描仪的工作原理是通过内部激光脉冲发射器发射激光脉冲来完成。

三维激光扫描仪向目标发射激光脉冲,通过激光脉冲对目标进行来回扫描,进而得到目标到扫描中心的距离,同时,通过对扫描模块的控制,可以测量到每个水平角度和竖直角度。

将扫描到的数据通过三维激光扫描仪内部处理软件进行处理,之后形成相对应的三维坐标,最后形成三位模型或者是三维空间位置坐标,为相关工作的开展提供参考。

2三维激光扫描仪在地形测量中的具体应用2.1数据采集数据采集是三维激光扫描仪中的第一步,通过全站仪进行控制点的布设,其测量角度控制在3分内,测量距离的精度控制在3mm左右。

地面三维激光扫描技术在农村不动产测绘中的运用

地面三维激光扫描技术在农村不动产测绘中的运用

地面三维激光扫描技术在农村不动产测绘中的运用发布时间:2022-06-06T07:11:30.113Z 来源:《城镇建设》2022年第5卷第3期第2月(上)作者:张洪涛[导读] 不动产测绘属于测绘学科的重要内容,测绘数据具备法律效力张洪涛临沂市城市建设勘察测绘院山东临沂 276000摘要:不动产测绘属于测绘学科的重要内容,测绘数据具备法律效力,当今农村不动产测绘为农村产权改革提供数据支撑,而地面三维激光扫描技术具备效率高、精度高、点云量大的优势,已经成为农村不动产测绘的主要手段。

本文从控制测量、扫描仪作业流程、1:500地形图生产、三维扫描成果精确检验等方面分析了地面三维激光扫描技术在农村不动产测绘中的应用,并提出了提高测绘技术在不动产测绘中应用效果的措施,主要包括重点控制测绘环节和技术应用流程、制定测绘工程技术应用的管理标准、做好测绘技术创新和人才培养,以此确保三维激光扫描技术运用的可行性和经济性。

关键词:扫描原理;扫描系统分类;不动产测绘农村不动产具有复杂性,建筑物、集体土地、宅基地等都属于不动产测绘的范围,而农村不动产测绘应用关系到农村产权制度、农村经济发展和农村的稳定,是涉及民生的重要事项。

测绘地理信息学会提出,2020年地理信息产值已经达到8000亿,不动产所占比例超过市场份额的50%,将三维激光扫描技术运用于农村不动产测绘,将为信息采集工作带来革命性的发展。

1.地面三维激光扫描技术在农村不动产测绘中的应用1.1控制测量为了有效了解地面三维激光扫描技术在农村不动产测绘中的功效,以某村为测量点,根据传统测绘手段绘制地形图,将其作为基准参考数值,考虑到三维扫描设备测量数据收到天然误差和系统误差的影响,为保证测量准确性,将使用天宝TX8、法如350、徕卡RTC360三款先进扫描设备进行测试,根据对比结果分析数据。

首先,利用徕卡TS300.5″级全站仪进行导线测量,测量等级属于二级导线测量,具体内容涉及测回角、2测回测角、测距交叉,上述指标符合二级导线测量的要求。

三维激光扫描技术在水利工程地形测绘中的应用

三维激光扫描技术在水利工程地形测绘中的应用

三维激光扫描技术在水利工程地形测绘中的应用摘要:随着科学技术的不断发展,越来越多的科学技术的应用给我们的日常生活带了许多便利,其中将三维激光扫描技术应用于水利工程地形测绘中能够有效提升水利工程地形测绘作业的测绘效率和测绘精度,非常值得大规模的推广和应用。

本文结合实际的水利工程建设项目,研究探讨在水利工程地形测绘中使用三维激光扫描技术进行地图测绘的方法。

关键词:三维激光扫描技术;水利工程;地形测绘;应用1三维激光扫描技术三维激光扫描技术是将拥有的单色性、高亮度、方向性等特性的激光,作为一种测距的载体的测量技术,这些特性让三维激光扫描技术拥有了超越其他测量方式的测量精度和测量效率,同时它还具有操作简易的特点。

随着时代的发展,科学技术的不断进步,在21世纪初,激光技术、计算机技术以及传感器技术三方面的技术的发展使得三维激光扫描仪的精度、效率、抗干扰以及测量距离等方面都得到非常明显的提升,而在其功能进步的同时,它的操作难度以及价格也在不断下降,使得三维激光扫描仪的实用性大幅度增加,使得它的应用范围大大增加。

常规的三维激光扫描仪根据它的测量距离可以分为三种,分别是三角式三维激光扫描仪、相位式三维激光扫描仪以及脉冲式三维激光扫描仪。

由于三角式三维激光扫描仪和相位式三维激光扫描仪的测量范围较小,测量范围为0.5m~100m,而脉冲式三维激光扫描仪的测量范围较大,为1m~6000m。

因此,在水利工程中的地形测绘工作使用的三维激光扫描仪大多数都是脉冲式三维激光扫描仪。

脉冲式三维激光扫描仪是使用非接触式高速激光来进行地图测绘工作的,然后将测量目标的物体表面几何的特征用点云的方法表现出来。

它的测量距离的方式是通过激光发生器发射级别为ClassI的激光脉冲,通过接收器接收从被测量物体表面反射回来的激光脉冲,并记录下高精度下的往返时间差,计算光速和时间差乘积,将结果除以2就得出了三维激光测距仪和被测量物体相隔的距离。

在测量被测物体与三维激光测量仪之间的距离时,可以通过内置角度测量系统来测量每一束激光打的垂直角以及水平角,从而获得每一个扫描点在三维激光扫描仪所定义坐标系内的X、Y、Z坐标值。

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第1 0卷 第 9期 2 0 1 5年 5月
中国科技论文 C H I N AS C I E N C E P A P E R
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利用地面三维激光扫描技术进行地形测绘
5 郭琳娜1, 张吉平2, 柳永全3, 李 辉3, 林永祥4, 殷耀国1,
( 宁夏大学土木与水利工程学院, 银川 7 ; 宁夏煤矿设计研究院有限责任公司, 银川 7 ; 1 . 5 0 0 2 1 2 . 5 0 0 1 1 银川科奥建设工程咨询有限公司 , 银川 ; 北京则泰盛业科技发展有限公司 , 北京 ; 3 . 7 5 0 0 0 44 . 1 0 0 1 0 7 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心, 银川 7 ) 5 . 5 0 0 2 1 摘 要: 分析了传统地形测绘技术的不足和三维激光扫描技术进行地形测绘的优势。 通过 2 个案例检测分析, 在成图比例尺为 ( 沟壑丘陵) 和1 ( 高山地) 时, 地物点点位中误差分别为± 等高线内插点高程中误差0 . 7 7 2m 和± 0 . 5 8 4m, 满足规范要求。证实了利用地面三维激光扫描技术进行大比例尺地形测绘, 在测区面积较大时, 能 为± 0 . 7 5 6m 和± 0 . 4 1 6m, 有效节约人力物力, 缩短工期, 提高工作效率和经济效益; 在复杂地形和危险测区, 能够不 够快速采集大量而精确的点云数据, 详细、 快速地进行外业数据采集, 既能保证人员和设备的安全, 又能保证成图精度, 并且同样提高工作效率。 直接接触危险目标, 关键词: 地形测绘; 三维激光扫描技术; 误差来源; 中误差 中图分类号: ; 文章编号: ( ) P 2 3 7 P 2 1 7 A 2 0 9 5 2 7 8 3 2 0 1 5 0 9 1 0 1 4 0 5 文献标志码:
( , 1 . 犉 犪 犮 狌 犾 狋 狅 犻 狏 犻 犾犈 狀 犻 狀 犲 犲 狉 犻 狀 狀 犱犠 犪 狋 犲 狉犆 狅 狀 狊 犲 狉 狏 犪 狀 犮 犖 犻 狀 狓 犻 犪犝 狀 犻 狏 犲 狉 狊 犻 狋 犢 犻 狀 犮 犺 狌 犪 狀7 5 0 0 2 1 犆 犺 犻 狀 犪; 狔 犳犆 犵 犵犪 狔, 犵 狔, , , , ; 2 . 犖 犻 狀 狓 犻 犪犆 狅 犪 犾犕 犻 狀 犲犇 犲 狊 犻 狀犪 狀 犱犚 犲 狊 犲 犪 狉 犮 犺犐 狀 狊 狋 犻 狋 狌 狋 犲犆 狅. 犔 狋 犱. 犢 犻 狀 犮 犺 狌 犪 狀7 5 0 0 1 1犆 犺 犻 狀 犪 犵 犵 , , , 3 . 犢 犻 狀 犮 犺 狌 犪 狀犓 犲 犪 狅犆 狅 狀 狊 狋 狉 狌 犮 狋 犻 狅 狀犈 狀 犻 狀 犲 犲 狉 犻 狀 狅 狀 狊 狌 犾 狋 犻 狀 狅. 犔 狋 犱. 犢 犻 狀 犮 犺 狌 犪 狀7 5 0 0 0 4 犆 犺 犻 狀 犪; 犵 犵犆 犵犆 , , , 4 . 犅 犲 犻 犻 狀 犲 狋 犪 犻 狊 犺 犲 狀 犲 犐 狀 犱 狌 狊 狋 狉 犮 犻 犲 狀 犮 犲犪 狀 犱犜 犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犲 狏 犲 犾 狅 犿 犲 狀 狋犆 狅. 犔 狋 犱. 犅 犲 犻 犻 狀 0 0 1 0 7 犆 犺 犻 狀 犪; 犼 犵犣 犵 狔 狔犛 犵 狔犇 狆 犼 犵1 5 . 犈 狀 犻 狀 犲 犲 狉 犻 狀 犲 狊 犲 犪 狉 犮 犺犆 犲 狀 狋 犲 狉 狅 犻 狀 犻 狊 狋 狉 犱 狌 犮 犪 狋 犻 狅 狀犳 狅 狉犈 犻 犮 犻 犲 狀 狋犝 狋 犻 犾 犻 狕 犪 狋 犻 狅 狀狅 狅 犱 犲 狉 狀犃 狉 犻 犮 狌 犾 狋 狌 狉 犲 犵 犵犚 犳犕 狔狅 犳犈 犳 犳 犳犕 犵 , 犠 犪 狋 犲 狉犚 犲 狊 狅 狌 狉 犮 犲 狊 犻 狀犃 狉 犻 犱, 犢 犻 狀 犮 犺 狌 犪 狀7 5 0 0 2 1 犆 犺 犻 狀 犪) : 犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋 T h e s h o r t c o m i n so f t r a d i t i o n a l t o o r a h i cs u r v e i n n dt h ea d v a n t a e so f3 Dl a s e rs c a n n i n e c h n o l o o rt o o g p g p y ga g gt g yf p , : : r a h i cm a i n a s a n a l z e d . T w o c a s e s o f d e t e c t i o n a n d a n a l s i sw e r e c a r r i e d o u t w h e r e t h em a i n s c a l ew a s 1 2 0 0 0 a n d 1 g p p p gw y y p p g , 10 0 0 f o r a l i c a t i o n s i nag u l l n dh i l l e i o na n da na l i n er e i o nr e s e c t i v e l .M a e s t i n n d i c a t e dt h a t t h er o o tm e a n p p ya yr g p g p y pt gi , , s u a r ee r r o r o f t h e t e s t i n o i n t sw a s± 0 . 7 7 2ma n d±0 . 5 8 4mf o r t h e t w o c a s e s r e s e c t i v e l a n d t h e r o o tm e a n s u a r e e r r o r q gp p y q o f c o n t o u r i n t e r o l a t i o np o i n t sw a s± 0 . 7 5 6ma n d±0 . 4 1 6m, r e s e c t i v e l . T h e t e s t r e s u l t s s h o wt h a t 3 Dl a s e r s c a n n i n t e c h p p y g , r e s u l t s a l s o c o n f i r mt h a t i t c a nb e u s e d i n l a r e s c a l e t o o r a h i cm a i n n o l o e e t s t h e s e c i f i c a t i o n r e u i r e m e n t s . M o r e o v e r g p g p p p g g ym p q , , o f s u r v e r e a sw i t h c o m l e x t e r r a i n e s e c i a l l i n t h o s e a r e a s t h a t a r e f a u l t f o l d i n w i t hah i hd e r e e o f b r o k e n t e r r a i n a n du n ya p p y g g g , k n o w nd i s t r i b u t i o no f d a n e r o u sp o i n t s . D e t a i l e dp o i n t c l o u dd a t a c a nb e c o l l e c t e dw i t h o u t d i r e c t c o n t a c tw i t ho b e c t t a r e t s a n d g j g d a t ap r o c e s s i n n d t o o r a h i cm a i n a nb ed o n e r e m o t e l . T h i s t e c h n o l o o t o n l n s u r e s t h ea c c u r a c fm a sb u t a l s o ga p g p p p gc y g yn ye yo p i m r o v e s t h e e f f i c i e n c f f i e l dw o r k . p yo : ; ; ; 犓 犲 狅 狉 犱 狊 t o o r a h i cm a i n 3 Dl a s e r s c a n n i n t e c h n o l o e r r o r s o u r c e r o o tm e a ns u a r e e r r o r p g p p p g g g y q 狔狑
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1, 2, 3, 3, 4, 15 G u oL i n n a Z h a n i i n L i uY o n u a n L iH u i L i nY o n x i a n Y i nY a o u o gJ p g g q g g g ,
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