地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用分析

何思昂

摘要：近年来，科学技术水平的不断提高使得各个行业领域的生产工作效率得到了显著提高，对于道路工程测绘工作来说，新型的测绘技术能够发挥更为显著的优势，可以辅助道路与交通建设， 改善以往测绘工作中存在的不足。地面三维激光扫描技术的应用可以实现全面扫描，根据收集的数据信息实现三维建模，之后根据测绘项目的综合分析，得出所需要的信息资源。因此地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用能够发挥关键作用，目前也得到了广泛的应用与推广。本文主要围绕道路工程测绘工作展开论述，探讨了地面三维激光扫描技术的应用策略。

关键词：地面三维激光扫描技术；道路工程；工程测绘

引言：地面三维扫描技术是先进的新型测绘技术手段，相比于传统技术来说具有更强的适用能力，可以在各种复杂的条件下进行扫描，对目标的三维数据进行全面采集，再结合所采集的数据进行三维建模，对测绘目标进行深入分析。地面三维激光扫描技术在工程测绘工作中的运用较为普遍，而道路工程测绘工作存在测绘效率低下、测绘工作强度大、测绘风险性高等不足，地面三维激光扫描技术的应用则可以起到显著的优化效果，能够解决传统道路工程测绘工作中存在的问题，对此针对地面三维激光扫描技术进行研究具有现实意义。

一、道路工程外业数据的采集

在采集道路工程外业数据方面，需要针对整个目标地区进行全面分析，重点需要把握好测量范围以及测绘点的布设工作。在道路工程平面测绘方面，通过GPS技术进行测绘点的准确定位，找到测绘点的空间坐标，之后可以对测绘点进行激光扫描，得到测绘点的高程。在采集外业数据方面，需要在点位测量结束后对地理坐标与点位关系进行准确标识，外业数据完成采集后则需要进行内业数据处理，为了确保数据处理的准确性，需要科学把控测绘点位间距，各个点位间距若过大可能会导致测量真空期，而若是点位间距较小则可能出现点云数据较大等问题，提高数据处理压力。点位设计过程中需要尽量确保各点位具有较小的测量重叠，多道路工程测绘地区通视不足，则可以提高扫描站的数量，确保道路工程测绘工作能够顺利开展^[1]。

二、道路工程内业数据的处理

由于道路工程现场三维点云数据量较大，所以会存在具有价值的数据，也会有很多不必要数据，如车辆数量等，这类不需要的数据便是噪声数据。在数据处理之前需要处理好数据点云，由电晕至测量及制图结果的实现，包含点云的拼接、数据过滤、数据过滤以及水平截面图的制作等。受车辆数量等噪声数据影响，数据收集工作会存在大量的无用数据，这些无用数据需要进行删除，删除便是数据的过滤。噪声数据和有价值数据点云最主要的差异便是噪声数据为不规则且理解困难的数据，而且连续性不足，数据过滤能够有效处理这些无用的噪声数据。若收集的点云数据或本地数据较为密集，那么可以将重复的数据进行删除操作。

在点云拼接过程中，可以利用拟合设置在测量站重叠位置的不规则目标，将各种测量站获取的点云数据进行拼接，这一操作便是点云拼接，利用已放置或已测量的方式对三维坐标进行管理，并且合并点云，生成平面正交坐标系。

在平面虚拟测量中，点云数据一般具有很多三维信息点，所以需要将这些三维信息点和CCD相机拍下的图像资源进行结合，以此来确保表面数据模型，图像数据为边缘及拐角结合使用，从而描述模型纹理的具体数据，Comber信息信息精确且可靠，利用自动软件平台来获得点云数据，通过摄像设备获得图像资源，包括一些线缆、交通站点、建筑等需要显示的信息。之后将需要的地形数据以及原有的测量地形图图表、对应比例密度高程点信息、特征点高程信息等进行结合应用，生成地形图。

最后建立DEM模型，生成横纵断面图。经处理的点云数据通过三维离散网格构成，空间点可以用软件平台来建立连续但不规则的三角剖分，建立轮廓线，结合具体要求设计轮廓间距。在固定坐标系中将文件数量插入不规则三角剖分模型，按照中心线间的间距等关系设计不同结构的宽度，最后生成需要的垂直与水平部分^[2]。

三、外业数据采集点云数据的处理

道路工程测绘工作中，在完成外业数据采集工作后，所获取的数据信息较为混乱，针对数量大、分散性明显的数据来说，若想实现高效处理便需要先进行数据整合，将不同数据资料存放在一个坐标系中，之后绘制出有关的三维坐标系。将重叠的数据进行删除等操作，避免点位数据量较大而导致数据传输精确性受到影响。部分先进的测绘技术能够做到地理坐标系的转化，可以把初期标注的信息与测量空间信息进行结合，建立相同点位的坐标系统，更有助于测绘人员了解不同路段的多方位信息。

四、数据滤波及抽隙

外业数据信息采集过程中，也会受到道路环境的影响，不同路段的地形结构都会具有一定差异，并且还有其他外部因素影响，因此获取到的点云数据容易出现噪声数据，会对坐标系建立过程带来不利影响。为进一步改善这类问题，在测绘公祖欧中需要重点控制噪声数据，这一过程便是数据滤波。在数据滤波过程中，三维激光扫描技术的应用能够将有关设备和计算机连接，通过计算机软件来实现手动处理，若噪声数据比较密集则需要进行抽隙处理，确保定位的间距能够符合工程测绘工作要求，提高数据处理效率

^[3]。

五、构建横纵线平面图

云数据处理完成后会产生一个不规则空间数据，所以需要针对这一数据进行处理方面的优化，根据测绘获取的等高线生成横纵线平面图，在绘制完成的平面图中确定工程中线的位置，利用这一手段可以准确计算出道路工程的整体土方量，为之后道路工程的建设与方案调整提供可靠的依据，对施工设计规划来说具有着一定的参考价值。

结束语：在道路工程测绘工作中，地面三维激光扫描技术是传统技术手段的创新，能够为测绘工作带来更加稳定可靠的技术支持。地面三维激光扫描技术也有效解决了传统手段存在的不足，提高作业效率的同时也加强了数据处理的精确性，降低人力物力需求，也不会受工作环境影响，所以地面三维激光扫描技术的合理运用对于道路工程来说起到了关键的促进作用。

参考文献：

[1]罗维扬.地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用[J].居舍,2020(26):80-81.

[2]熊德峰.谈地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用[J].四川水泥,2016(01):269.

[3]郭东东.地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用[J].经纬天地,2016(06):73-76.