PDF下载
三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用

邵涛

自然资源部第二大地测量队黑龙江第一测绘工程院

摘要: 近年来伴随科学技术创新行业发展迅速,三维激光扫描技术作为科学不断发展的产物,在多个领域中均有应用具有可观的商业价值,不仅测量结果精度得到提升同时准确性有所保障。基于此,文章围绕地形地质测量阶段三维激光扫描技术实际应用进行探讨。首先对三维机扫描技术具有的特征加以说明,随后从数据收集、数据处理、地形图绘制等多个方面切入,分析三维激光扫描技术实际应用,以便测量工作能够顺利开展。
关键词: 三维激光扫描技术;地形地质测量;应用
DOI:10.12721/ccn.2023.160439
基金资助:
文章地址:

科学是推动时代不断前行的主要动力,同时也是行业发展的基础。相比于以往测绘工作中采取的技术手段,三维激光扫描技术无论在精准度方面亦或是内容方面都有独特优势,正因如此自技术问世以来便受到测绘工作者高度青睐。该技术在具体应用中主要通过发射激光的方式探明地形,随后激光会自动采集经过范围内数据资料并反馈给测绘工作者,而工作人员会对这些数据进行全面分析,进而了解测试结果。

1三维激光扫描技术具有的特征

1.1扫描速度更快

若想顺利开展地形地质测量工作,细化流程中各个环节,必须借助技术具备的优势即快速扫描。和以往采取的技术手段相比,该技术测量时间更短,可以采集空间三维数据,方便工作人员掌握详细情况为后续环节落实提供便利,同时减少精力及时间投入在规定期限内完成测绘工作。

1.2非接触式测量

该技术即便不与被测对象直接接触仍旧能够掌握相关信息,操作简单便捷难度较低。大多数情况下,该技术主要用于人工无法测量区域以及危险程度较高的地带,完成工作任务同时保障测绘人员生命安全,提升数据精度使用效果显著。

1.3数据内容更丰富

相比于以往采取的测量技术,三维激光扫描技术收集的信息较为丰富,能够为工作人员提供更为全面的信息便于掌握测绘实际情况,利于工作决策落实具有积极作用。技术凭借发射的激光可有效收集空间数据,具有较高的参考价值。

1.4准确度高

三维激光扫描技术采集的数据精准程度更高,可有效规避人为失误引起的问题,对地形地质测量工作而言具有十分中重要的作用。

2地形地质测量中三维激光扫描技术实际应用

2.1数据收集

三维激光扫描技术是以传统测量技术为基础优化而成,最大的优势体现在数据收集方面,若想充分发挥技术作用需将重心放在数据采集,只有保证数据精度以及真实性,后续工作才能顺利开展,完善数据库积累更多数据信息。三维激光扫描技术应用过程中,工作人员应注意控制网设置以及测量区域扫描,这是决定技术应用效果的主要因素。故而工作正式开展之前,测绘人员需对现场进行全面勘察,掌握地形地质具有的特征,体现控制网布设合理性,以便数据采集能够正常进行。对被测区域进行扫描的过程中,必须保证控制坐标的准确性,不仅要注重采集内容更要重视数据精度,使技术价值在应用中得到充分体现,同时结合工作需求合理应用技术完成扫描工作。

2.2数据处理

运用三维激光扫描技术获取工作所需数据之后,还需选用适当方式对这些数据进行处理,这一过程同样具有非常重要的作用,通过筛选分析过滤无价值数据保证实用价值,进而减少不必要的损失。同时针对数据进行分析和处理的过程中,点云数据拼接是最常使用的方式,整合多项测试数据满足工作需求。简单来说点云数据即是空间坐标合集,经激光扫描过后的坐标均会被存储在计算机内部,而测量对象的各个点位均有对应空间立体坐标。点云数据处理阶段工作人员要注意下述几方面内容:

2.2.1消除杂音

数据收集阶段某些信息无法使用,因此要将这些数据排除使剩余数据能够用于工作当中。譬如通过该技术测量地形地质时,可能会采集一些与工作无关的信息,包括周围建筑、通行车辆等,这些数据对测量工作开展而言没有参考价值,而消除杂音主要是指将这些数据从数据合集中摘除。

2.2.2数据简化处理

以该技术收集的数据信息规模建较为庞大,但并不是所有数据可用于工作当中,故而需简化采集的数据,为后续工作开展提供帮助同时便于数据计算。数据简化并不是简单的删除数据,在操作过程中,需要遵循“不对视图重建造成负面影响”的基本原则,也需要在不影响数据准确性的条件下进行。一般来说,数据简化工作可以通过这两个方式完成:平均精简和按距离精简。平均精简就是要将收集到的点云数据进行分组,再从不同的小组中抽取有价值的信息;按距离精简指的就是事先规定距离,删除距离范围以外的点,让点与点之间的距离保持在合理的范围之内。

2.2.3多视图三维重建

在利用三维激光扫描技术获取到了被测单位的相关数据后,要利用计算机软件复原地形地质的真实面目,此环节是建立在简化数据的基础之上的,在完成数据简化工作后,需要将有价值的数据进行重复利用,获得重建后的视图,在这个过程中要遵循重建原则,不可具有较强的随意性。

2.3地形图测绘

三维激光扫描技术在地形地质测量中的实际应用,最终会通过地形图测绘表现出来,而在绘制地形图的过程中,就需要利用到前期收集和处理的有价值数据,充分发挥坐标数据的作用,确保在项目建设过程中发挥参考作用,三维激光扫描技术的优越性就体现出来,能够最大程度上避免人为测量所产生的各种误差,对落实地形图测绘工作有重要促进作用。在绘制地形图之前,需要转换坐标数据,确保点云数据坐标能够顺利转换,工作人员尤其要注意平面以及高程坐标的转换。除此之外,为了尽可能体现地形图的实际价值,需要安排专业人员,根据实际情况合理应用等高线这一参考数值,确保地形图的合理性。总的来说地形图测绘主要包括以下几个方面:扫描:在对地形扫描的过程中,要首先对地形进行全面考察,分析地势和地形特点,根据实际情况合理布置三维扫描仪的站点,根据扫描仪和被测单位的远近,调解好分辨率,同时控制扫描的合理范围,确定各个扫描仪的地理坐标;将输出拼接转换到地理坐标中;构建TIN网络,要充分发挥计算机软件的功能性,剔除其中无价值的信息数据,在形成TIM网络后,对该网络进行优化;在TIN网络上构建等高线。

2.4研究地质露头

在地质露头中应用三维激光扫描技术,能够获取关于露头的相关数据,再通过计算机建立数据模型,不管是在地震研究还是预防地质灾害中都有着良好表现。三维激光扫描技术能够全面掌握影响地质情况的数据,为后续各项工作提供可参考的信息,通过计算机软件能够获取被测单位的全面信息,包括点、线、面、体等,大大减少数据采集的时间,节约了时间成本。

3结语

由上述内容可以看出,作为科学技术发展创新的成果,三维激光扫描技术对地形地质测量工作而言十分重要,不仅能够提升测量结果精度同时可减少不必要的时间及精力投入,提高测量效率同时保证工作质量。为合理应用该技术体现其使用价值,工作人员应按照既定规章制度进行测量,加强各个环节把控力度对测量行为加以规范,进一步提升数据精度与真实性。

参考文献

[1]许潜金.三维激光扫描技术在地形地质测量中的应用[J].中国金属通报,2021.

[2]冯志强.三维激光扫描技术在地形地质测量中的运用分析[J].2021.

[3]马星艳.三维激光扫描技术在地质测绘和工程测量中的综合应用探讨[J].中国房地产业,2020,000(011):289.