基于地面三维激光扫描技术的路面测量与数据处理

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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随着科技的不断发展,地面三维激光扫描技术在工程测量领域中的应用也越来越广泛。

这项技术利用激光扫描仪将地面进行高速、高精度的扫描,获取大量点云数据,并通过数据处理和分析得到真实的地面信息。

地面三维激光扫描技术不仅具有高精度、高效率、无接触测量等优点,还能够大大提高工程测量的准确性和效率。

本文将详细介绍地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用,以及其在工程测量领域中的优势和发展前景。

一、地面三维激光扫描技术原理及特点地面三维激光扫描技术利用激光扫描仪发射激光束,然后接收地面反射回来的激光信号,通过测量被测物体上每一个点的坐标,最终形成三维点云数据。

激光扫描仪的测量精度一般可达到毫米级,扫描速度快,可以在较短的时间内完成对大面积地面的扫描、测量。

地面三维激光扫描技术无需接触被测物体,能够在复杂环境下进行测量,并且可以获取到真实表面的细节信息,能够满足对地面形貌、建筑结构、工程设施等不同对象的精确测量需求。

二、地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用1. 地形测量与地质勘探地面三维激光扫描技术在地形测量和地质勘探领域应用广泛。

利用激光扫描仪对地面进行扫描,可以获取到地表的真实三维模型,包括地形的高程、地貌的坡度和曲率等信息。

这对于土木工程建设、地质灾害防治等方面具有重要意义。

在道路规划设计中,利用地面三维激光扫描技术可以对路线的地形进行精确测量,为道路的设计和施工提供重要数据支持。

2. 建筑测量与文物保护地面三维激光扫描技术在建筑测量和文物保护领域也有广泛的应用。

通过激光扫描仪对建筑物进行扫描,可以获取建筑物真实的三维模型,包括建筑物的立面、结构和细部构件等信息。

这对于建筑物的保护修缮、文物的数字化保护等有重要意义。

地面三维激光扫描技术也可以用于建筑物的变形监测和结构健康评估,提高建筑物的安全性和可靠性。

地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用

地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用

地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用摘要:随着科技的不断进步,三维激光扫描技术逐渐发展成熟,其改变了传统测绘技术的诸多不足之处。

由于这项技术实现了从点测量到面测量的跨越,因此它的测绘精度较高,工作人员只需在测绘点上放置一定数量的标靶,就可以用激光扫描仪来自动测量道路的各种图件,基于上述优点,使它成为公路工程施工、验收过程中的主要测绘技术。

关键词:地面三维激光扫描技术;道路工程;工程测绘引言随着社会经济的不断发展,对道路工程的要求越来越高。

传统的测绘技术在道路工程测量中存在诸多不足,无法保证测量结果的准确性。

利用地面三维激光扫描技术进行道路测量,不仅可以提高测量精度,而且可以降低测量成本。

分析了地面三维激光扫描技术在公路工程测绘中的应用,阐述了其工作原理和使用方法,以期对提高公路施工质量有所帮助。

1地面三维激光扫面技术的测绘方式三维激光扫描技术按其测量方式可分为活动式和固定式两种。

固定三维激光扫描制图原理与全站仪基本相同。

扫描仪是由计算机系统控制的。

拍完照片后,相关人员要妥善处理。

3D激光扫描技术不能扫描工程项目中的单个点,只能扫描特定的区域,所获得的数据大多是点数据。

固定三维激光扫描技术最显著的优点是成图结果可靠,而且成图范围广泛。

3D激光扫描技术的主要工作原理是利用激光测距,也就是简单地测量工程范围内不同地点之间的距离,对这些测绘数据在设备运行期间进行有效的采集和整理,以获得最终结果。

配对之后,相关人员将绘制相应的三维模型。

激光扫描测绘技术主要分为两种方法,一种是固定式测绘方法,这种方法原理类似于全站仪,都是通过计算机系统控制扫描装置,对公路工程测绘图像进行拍摄,然后进行处理。

该技术扫描面积大,扫描区域可形成多个测点,扫描精度高,测图范围广。

二是移动扫描技术,与固定扫描技术相同,只是扫描系统可以安装在移动设备上,移动设备可以用来确定图纸位置的导航和定位。

2道路工程测绘的具体要求根据完成情况,道路工程可分为新建道路和修缮道路两类。

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【摘要】地面三维激光扫描技术是一种先进的工程测量方法,其原理和技术特点使其在工程测量领域具有广泛的应用前景。

数据采集与处理的过程中,地面三维激光扫描技术能够快速且精准地获取大量数据,并实现三维模型的生成。

应用案例显示,该技术在城市规划、建筑监测和文物保护等领域展示了强大的实用性和效果。

在精度与效率比较方面,地面三维激光扫描技术较传统测量方法更具优势。

该技术仍存在局限性,如受天气和环境因素的影响。

未来,随着技术的不断进步,地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用前景将变得更加广阔。

该技术为工程测量领域带来了革命性的改变,展望未来其在各个领域的应用将继续扩大。

【关键词】地面三维激光扫描技术、工程测量、原理、技术特点、数据采集、数据处理、应用案例、精度、效率比较、优势、局限性、未来发展、总结、展望1. 引言1.1 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近年来在工程领域中得到广泛应用的一种先进测量技术。

通过利用激光雷达仪器对地面物体进行远程扫描和测量,可以快速获取大范围的三维地表点云数据。

这种技术具有快速高效、无接触、高精度等特点,为工程领域的测量工作带来了革命性的变化。

在工程测量中,地面三维激光扫描技术被广泛应用于建筑物的测绘、道路和桥梁的监测、矿山的测量等领域。

通过对地面进行高精度的三维扫描,可以快速获取各种工程结构的形状和尺寸信息,为工程设计、施工和监测提供可靠的数据支持。

地面三维激光扫描技术还可以帮助工程人员进行精准的变形监测和体积测量,对工程的质量和安全起到关键作用。

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用前景广阔,将会成为未来工程测量领域的重要发展方向。

通过不断提升技术的精度和效率,地面三维激光扫描技术将会为工程测量带来更多的创新和便利,推动工程领域的发展和进步。

2. 正文2.1 原理及技术特点地面三维激光扫描技术是一种利用激光雷达设备对地面进行快速、准确三维扫描的技术。

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用随着城市化进程的加速,道路建设和维护成为城市发展的重要组成部分。

而道路工程测量作为道路建设的先导和基础,对保证道路工程质量和安全具有重要作用。

传统的道路工程测量方法往往需要大量人力物力,而且效率低下,不利于现代化建设的需要。

近年来,随着三维激光扫描技术的发展和完善,其在道路工程测量中的应用越来越广泛。

本文将介绍三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用及其优势。

三维激光扫描技术是在借助于高精度激光测距仪的原理基础上,采用三角测量法进行测量,能够非常精确快速地获取三维点云数据,具有高精度、高效率、非接触和非破坏性的特点。

在道路工程测量中,三维激光扫描技术主要有以下应用:1.道路路面数据采集。

三维激光扫描技术可以快速、准确地获取道路路面的三维点云数据,包括道路的轮廓、坡度、平整度等信息,可用于道路设计和施工的各个阶段。

2.道路地下管线的探测。

传统的地下管线探测的方法需要进行挖掘和探测,费时费力,容易造成地下管线损坏。

而三维激光扫描技术则可以直接获取地下管线的三维点云数据,有效避免了损坏地下管线的风险。

3.道路隧道外形数据的获取。

传统的道路隧道测量需要使用人工和传统工具,费时费力,而且存在一定的安全隐患。

而三维激光扫描技术则可以快速、精确地获取道路隧道的三维点云数据,可以有效提高测量效率和安全性。

2.测量效率高。

传统的道路测量方法需要大量的人力物力,而且效率低下,而三维激光扫描技术则可以快速、非接触地获取道路的三维信息,极大地提高了测量效率。

3.非接触性和非破坏性。

三维激光扫描技术不需要物理接触,不会对道路的结构和性质造成破坏,能够减少对道路的影响和损伤,同时也可以保护道路的结构和性质。

4.数据处理和分析方便。

在三维激光扫描后,可以利用相关软件对获取的数据进行处理和分析,包括三维重建、平面化、等高线提取等操作,方便了数据的使用和分析。

总之,三维激光扫描技术在道路工程测量中具有广泛的应用前景和重要的优势,它不仅可以提高测量的精度和效率,而且可以很好地解决传统测量方法存在的一些难点和问题。

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新兴的测量技术,它可以快速、高精度地获取地面形态的三维信息。

它采用激光扫描仪将地面表面的点云数据采集下来,然后通过后处理技术生成三维模型。

随着科学技术的不断发展,这种技术被广泛应用于工程测量领域。

一、工程测量中的应用1. 建筑测量地面三维激光扫描技术在建筑测量中具有广泛应用。

它可以精确地获取建筑物表面的三维坐标信息,包括建筑物的外形、内部结构、构造和材料等多种信息。

这种技术可以用于设计、监测和维护建筑物,如在建筑物设计中协助建筑师完成建筑物内部结构的测量,在施工中监测施工过程的质量,在维护中提供建筑物结构检测等。

2. 道路测量在道路测量中,地面三维激光扫描技术可以用于道路线形、路面高程、路面坡度和横断面等信息的获取。

这些信息对于道路设计、改造和施工等工作具有重要意义。

此外,这种技术还可以用于交通流量监测和路面结构分析,为交通规划和管理提供支持。

3. 矿山测量4. 管网测量地面三维激光扫描技术还可以用于城市地下管网的测量。

城市地下管网由于位置难以标识,管理难度大,因此该技术可以大大提高管网管理的效率和准确性。

它可以用于检测管道的敷设情况、管道的位置和倾斜度等信息的获取,为城市供水、供气和供电等工作提供支持。

二、优点和局限1. 优点a. 高精度:地面三维激光扫描技术可以达到亚毫米级的精度,比传统的测量方法更加准确。

b. 高效性:该技术的数据采集速度快,可以在短时间内获取大量的数据。

c. 安全性:该技术可以在无需人员进入危险区域的情况下获取数据,降低了人员的伤害风险。

2. 局限a. 受到环境影响:地面三维激光扫描技术对于强光和强反射表面的物体测量时会受到影响。

b. 成本较高:该技术设备的采购成本较高,维护、更新、升级等费用也比较高。

c. 数据处理难度较大:该技术采集的点云数据量较大,处理难度较大,需要使用先进的计算机软件进行处理。

三、结语地面三维激光扫描技术在工程测量中具有广泛的应用前景,它可以用于建筑、道路、矿山和管网等多领域的测量工作,为工程测量提供了一种新的方法。

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用
随着城市化的不断发展和交通事业的迅速发展,道路工程测量越来越成为现代社会中不可或缺的重要工作,而三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用则是解决道路工程测量中难题的一个有效途径。

三维激光扫描技术是一种先进的测量技术,通过激光器发射的激光束在目标上扫描,记录回波所需要的时间、波形状况、反射强度以及颜色等信息,经过处理后可生成点云数据,并构建出目标的三维模型。

与传统测量技术相比,三维激光扫描技术具有数据量大、精度高、速度快、无接触等特点,同时能够全面、快速、详细地获取并处理道路工程的实际情况。

一、路面几何参数的测量
道路的路面几何参数对车辆行驶的平稳性、安全性起着重要的作用,因此对路面几何参数的测量是道路工程测量中不可或缺的一项工作。

利用三维激光扫描技术可以对路面的高程、横向坡度、纵向坡度、曲率等参数进行快速、准确、全面的测量,并且可以生成高密度的路面模型,提高了测量精度和测量效率。

二、路面缺陷的检测
道路的缺陷是影响道路使用寿命和行车安全的主要因素之一。

主要缺陷类型包括路面龟裂、坑洼、砖移、沉降等。

传统的道路缺陷检测方法通常需要人工勘查,操作复杂、速度慢、精度低。

而利用三维激光扫描技术可以快速、准确地检测出道路缺陷,并生成高精度的缺陷图像,提高了检测效率和检测精度。

三、道路设施物的测量
道路工程中的道路设施物主要包括路灯、隧道、收费站、标志标线等。

进行道路设施物测量可以快速、高精度地获取其位置、大小、形状等信息,为设施物维护管理和规划设计提供了有效数据支撑。

综上所述,三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用能够提高测量精度、测量效率和准确性,具有较高的实用性和推广价值。

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用随着城市化进程的加快和交通网络的不断完善,道路工程的建设和维护也变得越来越重要。

传统的道路工程测量方法需要大量的人力和时间,而且测量精度有限。

近年来,三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用越来越广泛。

本文将介绍三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用,包括道路形态测量、路面平整度测量以及道路病害检测等方面。

一、道路形态测量道路形态测量是道路工程中最常见的一种测量任务。

通过三维激光扫描技术,可以快速、准确地获取道路的三维形态数据。

激光扫描仪可以快速扫描道路表面,记录下大量的点云数据。

通过对点云数据的处理,可以生成道路的三维模型,包括道路的线型、曲率、高度等信息。

这些信息对道路工程的设计、施工和维护都有重要的参考价值。

二、路面平整度测量道路的平整度对行车安全和驾驶舒适性具有重要影响。

传统的路面平整度测量方法需要人工铺设测量线或使用测跳仪等设备,在实际操作过程中效率较低且测量结果不准确。

而三维激光扫描技术可以快速获取大量的点云数据,通过对点云数据的处理,可以准确计算出道路的平整度指标,如均方差、切平指数等。

这些指标可以客观反映道路的平整度,对道路工程的设计和施工都具有重要的指导意义。

三、道路病害检测道路病害是道路工程中常见的问题之一,如裂缝、坑洞、起伏等。

传统的道路病害检测方法需要人工巡视道路并进行标记,效率低且容易出现漏检和误检。

而三维激光扫描技术可以快速获取大量的点云数据,并通过图像处理技术将道路病害自动提取出来。

这样不仅可以提高检测的准确性和效率,还可以降低人力成本和安全风险。

三维激光扫描技术还可以记录下道路病害的详细信息,如病害的位置、形状、尺寸等,为道路的维护和修复提供重要的数据支持。

四、施工进度监控道路工程的施工进度是工程管理中一个非常重要的任务。

传统的施工进度监控方法主要依靠人工巡视和报告,这样容易出现漏检、误检等问题。

而三维激光扫描技术可以快速获取道路的三维模型,通过比较不同时间点的模型,可以直观地反映出道路施工的进度情况。

基于地面三维激光扫描技术的工程测量探究

基于地面三维激光扫描技术的工程测量探究

基于地面三维激光扫描技术的工程测量探究摘要:我国科技水平不断提高,更多工程测量工作开展中,引进多种先进技术,提高工程测量精度,满足工程施工建设要求。

其中,地面三维激光扫描技术具有精度高、数据获取范畴广、处理效率高等优点,在工程测量中被广泛应用,获得显著的应用成效。

基于此,本文主要阐述了地面三维激光扫描技术的概念和特点,分析其应用步骤,并提出合理的技术应用措施,旨在提高工程测量工作效果。

关键词:地面三维激光扫描技术;工程测量;应用常规的工程测量方法在实际应用过程中,受到工艺条件、复杂环境等多项因素的影响,存在较多工作问题,阻碍了我国工程建设和测绘工作的发展。

而地面三维激光扫描技术在工程测量中具有显著的应用优势,该技术逐渐成为有效提高工程测量的主要措施和一个重要研究方向。

一、地面三维激光扫描技术概述㈠概念地面三维激光扫描技术是基于激光技术迅速发展起来的新技术,突破了传统单一测控方式的局限性,呈现出高精度、高效率的应用优势。

该技术在工程测量中应用,借助三维激光扫描仪,获取被测目标的3D云信息,并对其进行分析和处理,获得目标的特定信息数据,进而获得高精度、高分辨率的地貌模型。

㈡特点1.高精度。

地面三维激光扫描技术和传统工程测量方式相比,具有较高的测量精度。

传统工程测量方法在实际应用中,经常受到人为因素的干扰,造成数据获取和计算中存在不足,从而对工程测量结果产生不良影响。

而地面三维激光扫描技术的应用,能够结合测量区域的实际情况,借助先进设备获得各类信息数据,并严格按照相应流程进行准确计算,最大限度减少人物因素的影响,同时在多种先进软件设备的辅助下,矫正信息数据,测量精度高、效果好[1]。

2.高效率。

地面三维激光扫描技术在工程测量中应用,能够有效扩大扫描范畴,获得更加准确、全面的信息数据,充分发挥扫描设备的应用优势,迅速获得多种点云数据,并在后台设备的支持下自动处理信息数据,获取整个测量区的地形图,创建三维虚拟模型,操作简单,效率高。

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用随着道路工程的发展和建设规模的不断扩大,对道路工程测量技术的要求也越来越高。

传统的测量方法往往需要大量的人力和时间,而且测量结果的精度和准确性也无法满足工程建设的要求。

越来越多的道路工程项目开始采用三维激光扫描技术进行测量。

三维激光扫描技术是一种通过激光测量仪器获取物体三维空间点云数据,并对数据进行处理和分析的一种先进的测量技术。

该技术可以快速、准确地获取道路工程区域的地形、形貌和尺寸等信息,为后续的建设和设计提供重要的参考依据。

三维激光扫描技术可以用于道路工程建设前的地形测量。

通过扫描整个工程区域,可以快速获取地面的高程、坡度、曲率等信息,从而了解地形的特征和变化趋势。

这对于工程设计师来说非常重要,可以帮助他们更好地了解工程区域的地貌特点,并对设计方案进行优化和调整。

在一些复杂和多变的地形条件下,三维激光扫描技术可以提供更准确和全面的地形数据,为工程建设提供更可靠的依据。

三维激光扫描技术还可以应用于道路工程施工过程中的变形监测。

在道路工程施工过程中,地基的变形情况对整个工程的稳定性和安全性有着重要的影响。

传统的变形监测方法通常需要手动设置测点和进行数据采集,不仅费时费力,而且监测结果的准确性也无法得到保证。

而采用三维激光扫描技术可以实现对工程区域的全面扫描和数据采集,可以准确测量和分析地基的变形情况,为及时采取相应的补救措施提供依据,从而保证工程的顺利进行。

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用具有很大的潜力和优势。

它可以快速、准确地获取道路工程区域的地形和变形信息,为工程设计和施工提供重要的参考依据。

它还可以应用于道路工程质量检测,提高工作效率和质量水平。

随着技术的不断进步和发展,相信三维激光扫描技术在道路工程测量领域的应用会越来越广泛,并为道路工程的发展和建设带来更多的机遇和挑战。

使用激光扫描仪进行地形测量的操作方法和数据处理步骤

使用激光扫描仪进行地形测量的操作方法和数据处理步骤

使用激光扫描仪进行地形测量的操作方法和数据处理步骤激光扫描仪是一种常用的地形测量仪器,它通过激光束的反射来获取地面的高程和形状信息。

本文将介绍使用激光扫描仪进行地形测量的操作方法和数据处理步骤。

一、激光扫描仪操作方法1. 硬件准备:首先,需要确保激光扫描仪和相关配件的正确连接与工作状态。

检查扫描仪的电源供应和电缆连接是否正常,以及扫描仪的平衡和稳定性。

2. 设置测量范围:根据需要测量的地形范围,调整激光扫描仪的扫描角度和扫描密度。

较大的扫描角度可覆盖更宽的地面范围,但精确度可能降低。

较高的扫描密度可提供更详细的地形信息,但测量时间会增加。

3. 测量点布置:根据测量需求,在测区内选择适当的测量点布置。

合理的点布置可以有效提高测量效果。

通常,点的密度与地形复杂性成正比。

4. 开始扫描:确认准备工作完成后,可以开始激光扫描。

通过操作控制软件,选择合适的扫描模式和参数。

扫描过程中,扫描仪会自动旋转,并通过激光束扫描地面,记录反射时间和强度。

5. 数据记录:扫描仪会将扫描过程中获得的数据实时记录下来。

这些数据包括每个扫描点的三维坐标和反射强度。

同时,还可以记录GPS定位数据和时间信息。

二、数据处理步骤1. 数据导入:将扫描仪记录下来的原始数据导入计算机中。

通常,数据以点云的形式存储,每个点具有坐标和反射强度的信息。

可以使用专业地形测量软件进行数据导入和处理。

2. 数据过滤:由于各种原因(如测量误差、噪声等),原始数据中可能存在一些无效点。

通过数据过滤算法,可以去除这些无效点,提高数据的质量和精确度。

常用的数据过滤方法包括离群点去除、模型拟合和数据平滑等。

3. 数据配准:当地形测量区域较大时,可能需要多次扫描并记录不同区域的数据。

在数据处理过程中,需要将这些数据配准到同一坐标系下。

通过标定地面参考物和GPS定位数据,可以将不同数据集之间的坐标进行匹配和配准。

4. 建模和分析:将配准后的数据进行建模和分析,可以获得更详细的地形信息。

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【摘要】地面三维激光扫描技术是一种先进的工程测量技术,通过激光束在地面上扫描获取地形数据,广泛应用于道路测量、建筑测量和水利工程。

本文首先介绍了激光扫描技术的原理,然后详细介绍了地面三维激光扫描仪器及其工作原理。

接着分析了该技术在道路测量中的应用,包括道路设计、施工和维护等方面。

随后探讨了地面三维激光扫描技术在建筑测量中的应用,如建筑设计、变形监测等。

最后讨论了该技术在水利工程中的应用,包括水文测量、水资源调查等。

结论部分展望了地面三维激光扫描技术的发展前景,并对本文内容进行了总结。

地面三维激光扫描技术的不断完善和应用将为工程测量领域带来更多便利和发展机遇。

【关键词】地面三维激光扫描技术、工程测量、激光扫描技术原理、仪器、道路测量、建筑测量、水利工程、发展前景、总结1. 引言1.1 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近年来在工程测量领域得到广泛应用的一种先进技术。

通过利用激光雷达设备对地面进行快速、精确的扫描,可以获取地面的三维点云数据,从而实现对地表特征的高精度定量分析和测量。

这项技术不仅可以大幅提高工程测量的效率,还可以减少人力成本和减少测量误差,极大地推动了工程测量行业的发展。

在工程测量中,地面三维激光扫描技术被广泛应用于道路、建筑、水利工程等领域。

通过激光扫描技术,工程师们可以实现对道路路面的高精度测量和评估,对建筑物的立面、结构等进行快速的三维建模,对水利工程中的水坝、水渠等进行形态和变形监测。

这些应用不仅可以为工程设计和施工提供精准的数据支持,还可以为工程管理和维护提供重要参考依据。

地面三维激光扫描技术的应用为工程测量带来了革命性的变革,为工程行业的发展注入了新的活力。

随着技术的不断创新和完善,相信地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用将会更加广泛和深入,为工程行业的发展带来新的契机和挑战。

2. 正文2.1 激光扫描技术原理激光扫描技术利用激光束照射目标物体,通过测量激光束的反射或散射,来获取目标物体的三维形状和表面信息。

市政道路测量中三维激光扫描技术的应用探讨

市政道路测量中三维激光扫描技术的应用探讨

市政道路测量中三维激光扫描技术的应用探讨一、引言随着科技的快速发展,三维激光扫描技术作为一种新兴的测量技术,在市政道路测量中得到了广泛应用。

该技术以其高精度、高效率、非接触性等优点,为市政道路测量提供了新的解决方案。

本文将就三维激光扫描技术在市政道路测量中的应用进行探讨,旨在促进该技术在市政道路测量中的推广应用。

二、三维激光扫描技术概述三维激光扫描技术是一种基于激光测距原理,通过快速、高密度的获取被测物体表面的点云数据,从而建立物体三维模型的技术。

该技术具有高精度、高效率、非接触性等优点,能够快速获取被测物体的三维信息,为市政道路测量提供了新的测量手段。

三、三维激光扫描技术在市政道路测量中的应用1.道路地形测量在市政道路测量中,道路地形测量是基础工作之一。

传统的地形测量方法主要采用全站仪、水准仪等设备进行测量,测量效率较低,精度难以保证。

而三维激光扫描技术能够快速获取道路地形数据,通过点云数据处理软件,能够快速生成道路地形三维模型,提高了测量效率和精度。

2.道路断面测量道路断面测量是市政道路设计中的重要环节。

传统的方法是通过人工测量或使用水准仪进行测量,精度难以保证,且效率低下。

采用三维激光扫描技术,可以快速获取道路断面的点云数据,通过数据处理软件,能够快速计算出道路断面的各项参数,提高了测量效率和精度。

3.道路施工监测在市政道路施工过程中,需要进行施工监测以确保施工质量。

传统的施工监测方法主要采用全站仪、水准仪等进行监测,监测效率较低,精度难以保证。

而三维激光扫描技术能够快速获取道路施工过程中的点云数据,通过数据处理软件,能够实时监测道路施工过程中的各项参数,提高了监测效率和精度。

3.道路地下管线探测传统的地下管线探测方法费时费力,且容易损坏管线。

而三维激光扫描技术可以直接获取地下管线的位置和埋深,大大提高了探测效率和精度。

4.道路变形监测在道路运营过程中,利用三维激光扫描技术可以对道路的变形情况进行实时监测,预防和应对可能出现的塌陷等安全问题。

测绘技术中的激光扫描技术与数据处理方法

测绘技术中的激光扫描技术与数据处理方法

测绘技术中的激光扫描技术与数据处理方法一、引言随着科技的不断进步,激光扫描技术在测绘领域的应用越来越广泛。

激光扫描技术通过高频率的激光束扫描目标物体,并通过接收返回的反射信号来获取物体表面的几何信息。

本文将探讨激光扫描技术在测绘中的应用以及相关的数据处理方法。

二、激光扫描技术在测绘中的应用1.地形测量激光扫描技术可用于地形测量,通过扫描地面、建筑物等目标物体来获取其三维坐标信息。

利用激光扫描仪所获取的数据,可以快速高效地绘制出精确的地形图,并为城市规划、土地开发等提供可靠的数据支持。

2.建筑物立面的精确绘制激光扫描技术可以用于建筑物立面的绘制与测量。

传统的测绘方法通常需要人工进行,不仅费时费力,而且存在一定的误差。

而利用激光扫描技术,可以快速地获取建筑物立面的几何信息,保证测量结果的准确性。

3.文物保护与修复对于文物的保护与修复,精确的测量非常重要。

而传统的测量方法存在破坏性较大的缺点。

激光扫描技术可以在不接触目标物体的情况下,通过扫描获取其精确的三维模型,为文物的保护与修复提供了便利。

三、激光扫描数据的处理方法1.点云数据的处理激光扫描技术所获取的数据通常以点云的形式呈现。

点云数据包含大量的点,对于处理和分析来说是一个挑战。

处理点云数据的方法有很多,例如去噪处理、数据过滤、数据配准等。

去噪处理可以通过滑动窗口、曲面拟合等算法进行,以减少噪声的影响。

数据过滤则可以通过阈值或者统计方法进行,以排除异常值。

数据配准则是将多次扫描得到的点云数据进行对齐,以获得更完整的模型。

2.建模方法在处理完点云数据后,需要进行建模以得到更形象的目标物体。

建模方法有很多种,常见的有贝塞尔曲线和多项式拟合。

贝塞尔曲线是一种平滑的函数曲线,可以较好地表示物体的曲线形状。

多项式拟合则是通过寻找最合适的多项式函数来拟合数据点,从而得到较为准确的目标物体模型。

3.纹理贴图纹理贴图是将图像纹理精确地贴在建模后的三维模型上,使其更加逼真。

基于地面三维激光扫描技术的路面测量与数据处理

基于地面三维激光扫描技术的路面测量与数据处理
XU Jinjun,ZHANG Yi,WANG Haicheng
摘要: 针对专用软件对扫描点云数据进行数据处理的过程, 提出应用距离控制和时间控制相结合的扫描方法 。 结果表明应用激
光扫描技术进行路面测量, 可为道路的工程设计和竣工检验等提供详尽的几何信息, 能够极大地提高工作质量和效率。
关键词: 激光扫描; 路面测量; 点云数据处理; 点云密度控制
纵、 横断面线, 对三角网模型进行表面填充获得实 体模型等, 如图 5 所示。
图5
路面局部细节与路面纵断面图( 10 cm 间隔)
五、 结束语
地面三维激光扫描仪的测量数据以其高精度 、 高密度和多信息的特点, 能详细描述道路的细节, 为道路复制和设计提供了详细可靠的资料 。 针对 路面扫描的特点, 笔者设计了路面扫描测量的分块 控制方法以控制扫描密度, 节省了外业时间。 最终 处理成果表明其能够满足设计要求 。 依照类似的原理, 三维激光扫描仪还可以应用 于路面如道路、 机场跑道的平整度检验、 路面局部 变形等的质量控制中。 为了保证更高的工作效率, 获得均匀的精度和 密度, 应尽可能高架仪器 ( 如安置在房顶, 或者工程 车的悬臂平台上等 ) , 以有效减少扫描线与测量面 之间的夹角。
2011 年
第 11 期
徐进军, 等: 基于地面三维激光扫描技术的路面测量与数据处理
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面的详细数字地面模型, 对于道路复制、 道路检查、 道路验收以及道路变形等实际工作, 具有非常重要 的意义。本次试验进行了 100 m 长的道路测量。 数 据采集所用的仪器是 Trimble 公司的 MENSI GS200 4 次重复 激光扫描仪。标称精度为 ± 3 mm /100 m, 测量精度可达到 ± 1 mm, 最高角度分辨率为 6″, 扫 测程为 2 ~ 350 m。 描速度为 5 000 点 / s,

基于三维激光扫描技术的道路工程测量实践探讨

基于三维激光扫描技术的道路工程测量实践探讨

基于三维激光扫描技术的道路工程测量实践探讨第一篇范文基于三维激光扫描技术的道路工程测量实践探讨随着科技的不断发展,三维激光扫描技术在道路工程测量领域中的应用日益广泛。

相较于传统的测量方法,三维激光扫描技术具有更高的精度和效率,为道路工程测量带来了革命性的变革。

本文将对基于三维激光扫描技术的道路工程测量实践进行探讨,以期为我国道路工程测量领域的发展提供参考。

一、三维激光扫描技术概述三维激光扫描技术是一种高效、精确的测量方法,通过激光扫描仪获取被测对象表面的点云数据,再通过数据处理软件生成三维模型。

相较于传统的测量方法,三维激光扫描技术具有以下优势:1. 高效性:一次性扫描大量数据,大大缩短了测量时间。

2. 精确性:测量精度高,可达毫米级别。

3. 非接触性:无需与被测对象接触,降低了测量风险。

4. 适应性:适用于各种复杂环境和工作条件。

二、三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用1. 道路设计:基于三维激光扫描技术,可精确获取道路沿线地形、地貌、建筑物等数据,为道路设计提供准确的基础数据。

2. 道路施工:利用三维激光扫描技术,可实时监测道路施工进度和质量,确保施工符合设计要求。

3. 道路养护:通过三维激光扫描技术,定期对道路进行检测,评估道路状况,为道路养护提供科学依据。

4. 交通事故分析:三维激光扫描技术可精确测量事故现场,为交通事故分析提供有力支持。

三、三维激光扫描技术在道路工程测量中的挑战与对策1. 数据处理:三维激光扫描产生的数据量大,数据处理和分析需要强大的计算能力和专业软件支持。

对策:引进高性能计算设备和专业软件,提高数据处理能力。

2. 天气因素:恶劣天气条件会影响三维激光扫描的准确性。

对策:选择合适的测量时机,加强户外测量设备的防护。

3. 人员素质:三维激光扫描技术要求操作人员具备较高的专业素质。

对策:加强人员培训,提高操作人员的技能水平。

四、结论基于三维激光扫描技术的道路工程测量实践,以其高效、精确的优势,为我国道路工程测量领域带来了革命性的变革。

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用

三维激光扫描技术在道路工程测量中的应用
道路工程测量是道路建设中非常重要的一环,传统的测量方法包括全站仪测量和手工测量,这些方法测量速度慢,精度低,并且容易受到环境因素的干扰。

而三维激光扫描技术的出现,为道路工程测量带来了革命性的改变。

三维激光扫描技术是利用激光扫描仪将激光束照射到目标物上,通过接收反射回来的光信号来获取物体的三维点云数据。

相比传统测量方法,三维激光扫描技术具有测量速度快、测量精度高、非接触等优势。

1. 道路面形状测量:利用三维激光扫描技术可以快速获取道路表面的点云数据,从而实现道路面形状的准确测量。

可以通过对点云数据进行处理,得到道路线型、坡度等信息,为道路设计和施工提供重要的参考依据。

三维激光扫描技术在道路工程测量中具有广泛的应用前景。

它能够提高测量速度和精度,减少人力成本和测量误差,并且能够实现非接触测量,适用于复杂环境和危险区域的测量。

随着技术的不断发展和应用的不断深化,三维激光扫描技术将在道路工程测量中发挥越来越重要的作用。

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在工程测量中的应用地面三维激光扫描技术是近年来在工程测量领域中广泛应用的一种先进技术。

它利用激光扫描仪通过向目标区域发射激光束并记录激光反射的时间和空间信息,从而获取目标区域的三维点云数据。

这种技术具有高精度、高效率和非接触测量等优点,已经被广泛应用于建筑、道路、桥梁、地质勘探、文物保护等领域。

本文将着重介绍地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用。

一、城市建设领域在城市建设领域,地面三维激光扫描技术被广泛应用于建筑物的立面测量、道路的坡度测量、城市规划的地形地貌测绘等方面。

通过激光扫描仪快速获取建筑物的立面数据,可以实现建筑物的三维重建和立面分析,为城市规划和建筑设计提供精准的数据支持。

通过对道路坡度和高程的测量,可以实现道路设计和施工的精准控制,提高工程质量和安全性。

二、桥梁工程领域在桥梁工程领域,地面三维激光扫描技术可以实现桥梁结构的三维重建和变形监测。

通过对桥梁结构的激光扫描,可以获取其三维点云数据,进而进行结构变形的监测和分析。

也可以利用激光扫描技术获取桥梁周围环境的地形地貌数据,为桥梁设计和施工提供精准的地理信息支持。

三、地质勘探领域在地质勘探领域,地面三维激光扫描技术被广泛应用于地质灾害的监测和预警、煤矿的开采和安全管理等方面。

通过激光扫描仪对地质灾害隐患区域进行扫描,可以实现地质灾害隐患区域的三维重建和变形监测,为地质灾害的监测和预警提供精准的数据支持。

也可以利用激光扫描技术对煤矿开采区域进行三维地质建模,为煤矿的开采和安全管理提供精准的地质信息支持。

四、文物保护领域在文物保护领域,地面三维激光扫描技术可以实现文物的三维数字化保护和重建。

通过激光扫描仪对文物进行快速扫描,可以获取其三维点云数据,进而进行文物的三维重建和数字化保护。

这种技术可以帮助文物保护工作者对文物进行精准的数据采集和保护措施制定,提高文物保护的水平和效率。

地面三维激光扫描技术在工程测量领域的应用已经成为一种不可或缺的先进技术。

分析地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

分析地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

分析地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用摘要:工程测量的复杂性不言而喻,传统的技术手段并不能保证测量结果的准确度和测量工作的高效率,为了解决这一问题,技术人员不断探索更先进的技术手段用于工程测量,地面三维激光扫描技术正是在这种情况下应运而生。

本文根据实际工作经验,在简单介绍地面三维激光扫描技术的基础上,对地面三维激光扫描技术在建筑体形变监测、城市规划、道路竣工测量、地形图测绘等方面的应用要点进行了深入研究。

关键词:地面三维激光扫描技术;工程测量;应用引言随着科学技术水平不断发展,我国工程师研发出地面三维激光扫描技术,在传统测量技术基础之上加以优化,精准利用三维软件对测量对象进行扫描作业,重构测量对象的三维模型,提高工程测量的精准度.但是,由于各种各样的原因,目前地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用还不够完善。

下文将对地面三维激光扫描技术在工程测量中出现的相关问题进行一定的阐述,希望能够为工程测量技术人员提供参考.1地面三维激光扫描技术概述地面三维激光扫描技术具有一定的先进性,从实际应用情况来看,它具有以下几方面应用优势:①测量误差小[1]。

和过去的测量技术比较而言,地面三维激光扫描技术完全依靠自动化系统进行控制,摆脱了人为操作存在误差的可能性,在设备调试、区域划定结束后,其可以自动完成测量任务,误差率非常低。

②扫描范围大。

在过去的测量模式下,工作人员需要不断调整测量仪器的参数和位置,才能得到测量结果,但是这影响了测量的范围和覆盖面,能够得到的数据十分有限,而地面三维激光扫描技术不需要人工干预、测量覆盖面非常大,能够为工作人员提供准确的、大量的测量数据,这对于提升工程测量质量有一定的积极作用。

③数据采集过程安全可靠。

在一些复杂地区的工程测量工作中,地面三维激光扫描技术具有更可观的应用价值,它能够避免工作人员需要亲身深入测量位置的问题,只需要提前设定三维激光扫描程序,即可快速安全地获得测量结果[2]。

地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用

地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用

地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用摘要:本文探讨了地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用,分析了其优势、挑战及未来发展。

研究表明,该技术通过高效率和精确的地形数据采集,显著提升了测绘工作的质量和效率。

然而,高昂的设备成本、复杂的点云数据处理以及缺乏统一的技术标准成为推广该技术的障碍。

未来研究应聚焦于成本降低、数据处理优化和技术规范化,以促进该技术在道路工程测绘中的广泛应用和发展。

关键词:地面三维激光扫描技术;原理;道路工程测绘;应用;案例分析;发展趋势与展望引言:一、地面三维激光扫描技术原理1. 激光扫描测量原理激光扫描测量是基于激光测距原理,通过激光器发射激光束,照射到被测物体表面,并测量激光束的反射时间或相位变化来计算距离。

激光扫描系统通常包含激光发射器、接收器、时间计数器、马达控制的可旋转滤光镜、控制电路板、微电脑、CCD相机以及软件等组成。

激光束在物体表面的反射点会被记录下来,通过扫描系统的旋转或移动,可以获取物体表面的三维坐标信息。

2. 三维坐标系统建立在地面三维激光扫描中,需要建立一个三维坐标系统,以便准确地将扫描得到的点云数据映射到实际的空间中。

这通常涉及到以下几个步骤:(1)选择合适的坐标原点,通常是在扫描区域的中心或某个明显的特征点。

(2)确定坐标轴的方向,通常使用地理坐标系或工程坐标系。

(3)通过标定过程,确定扫描仪的内部参数,如激光束的发散角、接收器的灵敏度等,以及外部参数,如扫描仪的位置和姿态。

3. 点云数据获取与处理地面三维激光扫描仪在扫描过程中会发射激光束,并记录下激光束与物体表面接触点的位置信息,这些信息构成了点云数据。

点云数据是大量的三维坐标点的集合,它们反映了被测物体的表面特征。

获取点云数据后,通常需要进行以下处理:(1)数据预处理:包括去除噪声点、压缩数据、数据平滑等,以提高数据质量。

(2)数据校正:根据扫描环境和设备特性,对点云数据进行校正,以提高精度。

地面三维激光扫描技术在市政工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在市政工程测量中的应用

地面三维激光扫描技术在市政工程测量中的应用摘要:地面三维激光扫描技术是一种先进的高精度测量技术,其在市政工程测量领域得到广泛应用。

本文将详细介绍地面三维激光扫描技术的原理及应用场景,以期为相关从业人员提供参考。

关键词:地面三维激光扫描技术;市政工程测量;应用价值地面三维激光扫描技术是一种利用激光测距原理,通过高速旋转镜片反射激光束,获取物体表面点的三维坐标信息,进而实现物体表面三维重建的测量技术。

与传统的测量方法相比,地面三维激光扫描技术具有高精度、高密度、快速高效等优点,因此在市政工程测量领域具有很大的应用前景。

一、应用背景及优势市政工程测量作为城市规划和建设中的重要环节,不仅涉及到城市道路、桥梁、隧道、建筑等基础设施的测量,还需满足城市管理、规划、施工等多方面要求。

在这些领域中,传统测量方法如全站仪、GPS等虽然能够提供较高精度的测量结果,但在某些复杂场景下可能受到限制。

因此,地面三维激光扫描技术的出现为市政工程测量提供了新的解决方案。

与传统测量方法相比,地面三维激光扫描技术具有以下优点:高精度:地面三维激光扫描技术能够获取高精度的点云数据,每个点的坐标精度可达毫米级甚至更高,从而保证了测量结果的可靠性。

相比传统测量方法,如全站仪、GPS等,其精度更高,能够更好地满足市政工程测量对于高精度数据的需求。

高密度:地面三维激光扫描技术可以获取高密度的点云数据,能够在短时间内获取大量数据,为细节测量提供了可能。

相比传统测量方法,地面三维激光扫描技术可以在短时间内获取大量的数据,从而能够更好地捕捉测量对象的细节特征。

高效性:地面三维激光扫描技术采用非接触测量方式,能够快速获取测量对象的三维坐标信息,大幅提高了测量效率。

传统测量方法需要进行人工操作,需要大量的人力和时间,而且需要进行数据处理和计算。

而使用地面三维激光扫描技术,可以快速获取点云数据,并自动进行数据处理和计算,大幅提高了测量效率。

适用性强:地面三维激光扫描技术可以在不同的天气和光照条件下进行测量,适用于各种复杂场景的测量工作。

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2011 年
第 11 期
徐进军, 等: 基于地面三维激光扫描技术的路面测量与数据处理
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面的详细数字地面模型, 对于道路复制、 道路检查、 道路验收以及道路变形等实际工作, 具有非常重要 的意义。本次试验进行了 100 m 长的道路测量。 数 据采集所用的仪器是 Trimble 公司的 MENSI GS200 4 次重复 激光扫描仪。标称精度为 ± 3 mm /100 m, 测量精度可达到 ± 1 mm, 最高角度分辨率为 6″, 扫 测程为 2 ~ 350 m。 描速度为 5 000 点 / s,
Road Surface SurveD TLS
XU Jinjun,ZHANG Yi,WANG Haicheng
摘要: 针对专用软件对扫描点云数据进行数据处理的过程, 提出应用距离控制和时间控制相结合的扫描方法 。 结果表明应用激
光扫描技术进行路面测量, 可为道路的工程设计和竣工检验等提供详尽的几何信息, 能够极大地提高工作质量和效率。
二、 地面三维激光扫描仪测量原理
在地面三维激光扫描仪系统内部, 有一个固定 的空间直角坐标系统 OXYZ , 通过 XOY 平面上的一 个反射镜和与之相垂直的另一个反射镜快速同步 引导激光脉冲发射体发出的窄束激 而有序地旋转, 光脉冲依次扫过被测区域, 如图 1 所示。 系统同时
1022 收稿日期: 2010作者简介: 徐进军( 1966 —) , 男, 湖北天门人, 教授, 主要研究方向为精密工程测量与灾害监测。
纵、 横断面线, 对三角网模型进行表面填充获得实 体模型等, 如图 5 所示。
图5
路面局部细节与路面纵断面图( 10 cm 间隔)
五、 结束语
地面三维激光扫描仪的测量数据以其高精度 、 高密度和多信息的特点, 能详细描述道路的细节, 为道路复制和设计提供了详细可靠的资料 。 针对 路面扫描的特点, 笔者设计了路面扫描测量的分块 控制方法以控制扫描密度, 节省了外业时间。 最终 处理成果表明其能够满足设计要求 。 依照类似的原理, 三维激光扫描仪还可以应用 于路面如道路、 机场跑道的平整度检验、 路面局部 变形等的质量控制中。 为了保证更高的工作效率, 获得均匀的精度和 密度, 应尽可能高架仪器 ( 如安置在房顶, 或者工程 车的悬臂平台上等 ) , 以有效减少扫描线与测量面 之间的夹角。
第 11 期
出扫描需要的时间 T。如果 t 明显大于 T, 则调整扫 描窗口, 直至稍大于 T 时即可。 4. 连接测量 一个扫描测站往往是不能扫描整条道路的 , 需 要沿路多次架设扫描仪, 最后将所有扫描数据拼接 成一个整体。为了保证测站间有足够的拼接精度, 应该在两站尽可能大的范围内放置 4 ~ 5 个的专门 — —配准球, 配制的高反射率球— 并形成立体构型。 以最高扫描精度和扫描密度对球进行扫描 。 通过 来实现扫描测站间空间坐标系的 拟合的球心坐标, 转换。 为了转换到工程坐标系中, 还需应用全站仪测 量道路两端放置的配准球的坐标 。
34 0911 ( 2011 ) 11003403 文章编号: 0494-




2011 年
第 11 期
中图分类号: P234. 4
文献标识码: B
基于地面三维激光扫描技术的路面测量与数据处理
1 徐进军 ,张 1 1, 2 毅 ,王海成
( 1. 武汉大学 测绘学院, 湖北 武汉 430079 ; 2. 河北水利水电勘察设计研究院, 天津 300250 )
关键词: 激光扫描; 路面测量; 点云数据处理; 点云密度控制
一、 引

测量每个激光脉冲的空间距离、 水平角和天顶距, ( 1 ) 并按式 的空间极坐标原理计算每个被测物体表 面上的激光脚点的三维坐标, 同时记录反射强度和 颜色信息。
在道路的施工验收、 竣工验收和复制中, 常常 需要道路的详细信息, 如局部路面平整度、 重要路 、 。 段的路面起伏状况 坑洼点等 这都需要密集的路 面点来构成详细的实地地面模型来表现 。 传统路面测量方法主要是采用全站仪和水准 仪测量路面特征点和特征线的三维坐标或者测量 但 规则划分的格网点坐标来表现路面的几何形状 , 在路面现场, 仅凭肉眼难以发现特征线, 而 事实上, 格网划分容易漏掉特征信息。 这种方法不仅效率 低下, 而且受路面车辆影响较大, 更重要的是容易 遗漏一些特征点和特征线。 地面三维激光扫描仪可以很好地完成上述任 务。它采用非接触式的测量方式, 能在现场对被测 物体进行高精度、 高密度的快速扫描测量, 直接获 得激光点所接触的物体表面的三维坐标 、 色彩信息 — —点云数据, 和反射强度— 在经过计算机处理后, 可快速重构出被测物体的三维模型及线 、 面、 体、 空 间等各种数据。 本文介绍将 MENSI GS200 应用到 道路路面扫描测量中的测量过程、 相关技术问题以 及解决方法。
图4
仪器扫描间隔的确定
( 2 ) 时间控制法 当选定了扫描区域和确定了水平扫描间隔和 垂直扫描间隔以后, 软件就会根据仪器的平均扫描 速度自动计算完成该区域扫描的预计需要时间 t。 同时, 也可以根据该区域的大小、 设计的扫描间隔 计算 计算的扫描总点数以及仪器的实际扫描速度 ,
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2011 年
四、 扫描数据处理
扫描的点云数据处理是在配套软件 RealWorks 下进行的。 该软件提供了点云分割、 采样、 自动配 准与手动配准、 绝对坐标转换、 不规则三角网生成、 等高线生成、 纵横断面生成、 体积计算、 面积计算、 绘剖面图等诸多功能, 能满足建模要求。 1. 点云的预处理 外业测 量 的 点 云 中, 各站坐标系是相对独立 , 的 而且含有许多非地面点。 点云的预处理就是删 去无效数据、 数据配准、 绝对坐标转换和滤波等, 以 满足建模要求。 对每一站的点云数据, 通过点云分割, 裁去明 树、 路面汽车干扰等 ) , 显的非建模数据( 如路边缘、 同时采用法向量为特征的方式进行滤波处理 , 获得 每站的路面点云数据; 利用两站之间的反射球进行 自动和手动的配准, 统一所有点云的坐标, 实际配 准中误差在 ± 1 mm 左右; 最后利用全站仪测量的道 路两端配 准 球 坐 标, 将点云数据转换到工程坐标 系中。 利用扫 描 面 积 除 以 该 面 积 内 的 总 点 数, 得到 2 4. 3 点 / cm , 平均点距 2. 1 cm, 满足了规定要求。 2. 路面建模 由于路面面积较大, 而且点的密度大, 使得整 个模型的数据量相当庞大。 在计算机中同时对整 条路面处理几乎无法进行。 为此, 须将整条道路切 割成若干段, 先对每段路面进行处理, 最后拼接成 一个整体。 对每段路面的处理主要包括: 建立路面不规则 三角网模型,在路面模型上根据要求的间隔绘制出
参考文献:
[ 1] 范海英. 三维激光扫描系统的应用研究[J] . 辽宁科 2009 , 11 ( 2 ) : 3435. 技学院学报, [ 2] 郑 德 华, 雷 伟 刚. 地 面 三 维 激 光 影 像 扫 描 测 量 技 J] . 铁路航测, 2003 ( 2 ) : 2628. 术[ [ 3] 左小清. 李清泉. 唐炉亮. 公路三维模型建立与数据组 . 武 汉 大 学 学 报: 信 息 科 学 版,2004 , 29 ( 2 ) : 织[J] 179182. [ 4] 郑德华. 沈云中. 刘春. 三维激光扫描仪及其测量误差 J] . 测绘工程, 2005 , 14 ( 2 ) : 3234. 影响因素分析[ [ 5] 周俊召, 郑书民, 胡松, 等. 地面三维激光扫描在石窟 . 测 绘 通 报, 2008 石刻文 物 保 护 测 绘 中 的 应 用[J] ( 11 ) : 6869. [ 6] KERN F,LSUNGEN F D. 3DLaserscanning Bei Der Gebudedokumentation[C]∥ 14th International Conference on Engineering Surveying. Zürich: [ s. n. ] , 2004.
规律可循, 是很好的参照标志。 为了不影响交通, 便于架设、 转站和测量分块, 仪器一般安置在主道 路两侧的人行路上或者路边花坛中 , 如图 3 所示。
三、 路面的数据采集
1. 道路扫描的问题 为高效建立高精度的数字地面模型, 必须保证 表面扫描点具有必要的精度和较均匀的密度 。 由 于地 面 扫 描 仪 架 设 在 地 面 上 ( 一 般 高 度 为 1. 6 ~ 2. 0 m左右 ) , 待测路面与激光束不能保持垂直关 系。而仪器测量采用的极坐标方式类似中心投影 , 理论上讲, 对于固定的水平步进和垂直步进, 当测 量面近似垂直于激光束时可以得到如图 2 ( a ) 所示 的较规则扫描格网; 当测量面与激光束斜交时, 同 样的设置则得到如图 2 ( b ) 所示的变形了的扫描格 对于路面扫描而言它会造成如下问题 。 网。因此, 1 ) 点密度不均匀: 距离仪器越近, 扫描点就越 ; 。 , 密 反之就越稀 而且随着距离变化 密度相差会 很大。 2 ) 增加外业时间: 因为脉冲式扫描速度较慢 ( 如 MENSI GS200 为 5 000 点 / s, 实际工作时受外部 环境影响还会更慢 ) , 如果近处和远处的一起扫描, 势必使远处和近处的点密度差别极大 。 过密的点 对几何参数的提取毫无必要, 而且大大延长了测量 时间。
图1
三维激光扫描仪测量原理及过程
X = Ssin θsin α Y = Ssin θcos α Z = Scos θ
}
( 1)
扫描过程为: 将扫描仪安全地架设好, 连接好 扫描仪、 计算机和电源; 在随机软件 PointScape 的控 制下, 扫描仪内置的 CCD 相机的影像可传递到电脑 屏幕上; 在电脑屏幕上选定扫描范围, 确定水平扫 描间隔、 垂直扫描间隔和扫描距离; 软件会根据这 3 个参数计算水平旋转镜步进角度 ΔH 和垂直旋转镜 步进角度 ΔV , 然后以该固定的步进角度在框选的 范围内进行扫描; 扫描数据通过串口线传入到计算 机中保存, 屏幕上也可以看到点采集过程。 将地面三维激光扫描仪用于道路测量, 建立路
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