三維激光掃描技術在道路工程測繪中的應用

（江蘇省南京工程高等職業學校，江蘇 南京 211135）

[摘 要] 隨著道路工程的逐漸增多，測繪工作的重要性越發突出，在傳統測繪工作中存在工作量大、測繪結果準確率較低等多種問題，相關測繪團隊應加大對測繪現代化技術的重視，三維激光掃描技術是其中的典型代表，與傳統測繪技術相比，具備測繪信息量大等多種優點，基于此重點探討該技術在測繪工作中的應用方式。

[關 鍵 詞] 三維激光掃描技術；道路工程；測繪工作

[中圖分類號] U412 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）30-0048-01

三維激光掃描技術以激光為基礎，屬于當前應用得較多的測繪技術，其能夠適應復雜多變的外界環境，并進行深入的地質掃描，從而全面采集相關物體的準確三維數據，工作人員通過對數據的收集、整理、分析，創建實用的三維建模，有利于更為可靠地研究道路工程項目。道路測繪工作的有效性直接影響著工程質量，因此相關道路工程測繪單位應加大對測繪技術的重視程度，合理運用三維激光掃描技術，提升測繪工作的準確性與準確性。

一、三維激光掃描技術概況

按照不同的測繪方式，三維激光掃描技術能夠分為移動式與固定性兩種類型，固定式三維激光掃描技術的測繪原理與全站儀的相同，通過專業的電腦系統控制掃描儀，并拍攝好完整的圖像后，再由工作人員處理好圖像。該種掃描技術不能掃描工程項目的某個單點，只能掃描某個范圍，形成的數據大多為點位數據。運用固定式三維激光掃描技術，具有測繪結果可靠性高、測繪范圍廣等多種優點。

三維激光掃描技術的工作原理為運用激光測距，通過激光測量工程區域中不同地方的距離，在設備運行過程中，就是不斷采集、整理測繪數據，進而得出最終結果，工作人員在進行強度匹配后，繪制出對應的三維模型，其基本原理圖如下圖所示。

上圖中，Xs=Scosθcosα；Ys=Scosθsinα；Zs=Ssinθ，求出P的坐標后，則可得出對應測繪數據。當前，三維激光掃描技術應用得較為廣泛的類型為固定式，因移動式須以固定式為基礎，并放置在對應的移動設備上，進而通過測繪位置，并借助GPS技術進行定位，整個操作過程較為復雜。

將三維激光掃描技術應用在道路工程的測繪工作中，其掃描設備中自帶的二極管會將激光信號發射出來，并借助棱鏡射向既定測繪目標，在接收已經返回的激光信號后，利用返還時間與信號發射的時間差，測量出被測物體和發射點的對應距離，在變換位置與角度之后，得出立體坐標，進而分析道路工程不同施工區域的測繪數據。

二、道路工程對測繪工作的要求

針對新修道路，測繪團隊在施工前應為施工團隊提供區域中的地形圖（大比例尺），保障設計施工人員能夠根據大比例尺地形圖中標識好的地物、地貌，科學選擇路線，同時測繪結果還需全面提供縱斷面與橫斷面數據。針對維修道路，與新修道路工程相比，維修道路還需重新規劃道路兩旁的建筑物、公交站點，因此，在提供新修道路所需數據外，測繪團隊還需測量道路中原有基礎設施。通過三維激光掃描技術進行測繪工作，不僅能夠有效提升測繪工作效率，還可確保測繪結果的可靠性與真實性。

三、道路工程測繪工作中應用三維激光掃描技術的流程

（一）采集道路外業數據

采集道路外業數據時，測繪工作人員應仔細觀察測量區域，結合測量范圍的大小布置合理的測繪點。進行道路項目工程平面測繪工作時，應借助GPS定位系統定位測繪點位置，計算出空間坐標，并進行針對性激光掃描，得出每個測繪點的高程。完成每個測繪點的測量工作后，應標注地理坐標與點位，由于在外業數據采集工作后，須進行內業數據的分析處理，為確保數據的精度，工作人員應把握好不同測繪點的點位距離，防止距離過大而出現的測量真空區問題，但也不能過小，避免出現數據過于龐大的問題。

（二）處理道路內業數據

處理道路內業數據，須遵循以下三個步驟：（1）處理道路外業點云數據，收集好外業數據后，工作人員應將其進行處理，放置在同一坐標系中，并繪制出道路測量區域的三維坐標點，操作過程中應避免出現過大誤差；（2）抽隙與進行數據濾波，受到多種內外部因素的作用，點云數據會出現噪點，進而降低坐標系整體繪制精度，因此工作人員必須做好數據濾波與抽隙工作；（3）創建橫縱線平面圖，為方便計算土方量，應繪制道路橫縱線平面圖，確保數據準確性。

綜上所述，將三維激光掃描技術應用在道路工程項目測繪工作中，具備密度高、精度高等多種優點，且能夠在沒有接觸地物的前提下準確繪制三維模型，與傳統測繪技術相比，其測繪工作的效率與質量更高，在實際應用過程中測繪團隊應合理運用三維激光掃描技術，結合工程區域地質情況，保障測繪的準確性。

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