城建工程師談工程測量中地面三維激光掃描技術的應用

地面三維激光掃描技術的精確程度更高,測量的範圍更廣,同時有著更高的測量效率和安全性,因此在工程測量行業之中得到了廣泛的應用。在本文之中,首先對三維激光掃描技術的技術優勢與劣勢進行了深入的分析和探討,然後結合工程測量的實際情況,提出地面三維激光掃描技術在工程測量中的具體應用要點,希望能對工程測量行業的從業人員起到一定的啟發作用。

城建工程師談工程測量中地面三維激光掃描技術的應用


一、三維激光掃描技術的優勢與劣勢分析

(一)三維激光掃描技術的優勢

在工程測量之中應用三維激光掃描技術,有著精確度較高, 掃描範圍大,信息獲取較為迅速和安全等多種優勢。首先,地面三維激光掃描技術與傳統的工程測量技術相比,有著精確度高的技術優勢,傳統的測量方法往往會受到人為因素的影響導致數據讀取和計算時存在著相應的誤差,而這種誤差往往是不可避免的。而地面三維激光掃描技術在應用時,只需要對準測量的區域,設備就會自動開始讀取數據,並按照規定的程序對讀取的數據信息加以計算,確保整個過程不會受到人為因素的不良影響,提升數據獲取的準確性。同時,三維激光掃描技術也能夠通過相應的數據校正軟件來提升獲得數據信息的準確性;另外,在地面三維激光掃描技術應用時,有著掃描範圍較大的優勢,在傳統測量技術之中,數據點較少,而通過地面三維激光掃描技術的應用,能夠快速的測的大量的數據點,並上傳到掃描技術的後臺處理中心, 從而得到整個區域的地形情況,也可以建立相應的三維模型,整個工程測量過程更加簡單與方便;最後,在傳統測量技術的應用之中,往往需要大量的人力資源進行實地測量來獲取工程的測量數據。而很多工程較為偏僻,工程測量又是整個工程建設的初期階段,很多基礎設施都不夠完善,因此需要開展大量的野外作業。這些作業往往會消耗過多的人力資源和物力資源,同時作業過程之中還存在著較大的安全隱患。而通過地面三維激光掃描技術的應用,只需要幾個測量人員就能夠完成測量作業,同時測量的效率和準確性也有所保障,在測量過程之中也不會存在著相應的安全風險。同時,地面三維激光掃描技術也能夠對獲取的數據進行自動保存,能夠避免數據丟失的問題,因此地面三維激光掃描技術能夠更加迅速和安全的獲取工程測量數據 。

(二)三維激光掃描技術的劣勢分析

地面三維激光掃描技術雖然有著較為顯著的技術優勢,然而相對來說,企業存在著一定的應用劣勢。首先,地面三維激光掃描技術的設備軟件需要花費大量的資金購買,有著較高的設備成本,同時,技術應用過程對軟件有著較高的依賴程度,很多功能都需要通過軟件來實現,一旦應用的軟件出現了相應的問題就會導致一連串問題的出現,使測量作業無法順利進行。而這也就要求了我們在工程測量之中應用地面三維激光掃描技術時,能夠明確技術應用的缺陷與不足,規避其劣勢,發揚其優勢,從而使三維激光掃描技術能夠更好的服務於工程測量,對於其存在的劣勢, 也要在應用過程之中不斷的探索改進的方法,使三維激光掃描技術能夠更加完善和優化 。

城建工程師談工程測量中地面三維激光掃描技術的應用


二、地面三維激光掃描技術在工程測量中的具體應用

(一)地形圖的測量與繪製

在實際的工程項目之中,工程測量是較為重要的工作之一, 而隨著時代的發展,科技的進步,越來越多的先進科學技術被應用到工程測量之中,提升了工程測量工作開展的質量與效率。在地形圖的測量與繪製之中,地面往往不是平地形式,為工程測量帶來了一定的困難,比如說懸崖和斷面等。而傳統的工程測量技術往往無法完成相應的測量任務。通過地面三維激光掃描技術的應用,能夠使地形圖測量與繪製工作更具有精準度和時效性,在實際技術應用時,可以不必和具體的測量物體加以接觸,只需要通過三維點雲數據的就可以完成地形圖的測量與繪製。在地形圖繪製之前,應該先用地面三維激光掃描技術對實景地形開展掃描, 從而使實景地形之中的鮮明特點或者標誌性建築得到體現。將這些標誌性建築和特徵點以編輯的方式導入到地圖編輯器之中,數據之中還要有其他周圍事物的相對位置分析和數據特徵,從而使實景能夠得到全面的復原,進而為下一步地形圖的繪製工作奠定堅實的基礎。

通過地面三維激光掃描技術對獲取的數據進行處理後,還要進行等高線的形成,在這道工序之中,應該採用人工手段和技術手段相結合的方法。首先,技術人員應該根據實際情況,將非地形點數據進行刪除處理,同時,測量人員應該通過反覆平均法對相應的數據開展計算,得出平均面,然後對所有的數據進行整理, 對於最後沒有計算的數據進行反覆的測算,在多次測算之下,就能夠得到具體的地形數據。然後將點雲數據輸入到大比例尺的地形圖繪製與案件之中就可以形成等高線了。與傳統的技術手段相比,地面三維激光掃描技術形成的等高線精確程度更高。在經過以上的工作流程之後,就可以開始進行地形圖的繪製了,首先應該進行雲點數據的去除環節,在這個過程之中,容易產生等高線缺失或者不清楚的情況,需要測量人員對等高線以及地形圖的相關要素進行補充和加工,並在圖上添加相應的標註,從而提升地形圖的完整性。對地面三維激光掃描技術的應用來說,雖然能夠減少野外作業的困難程度,提升測量數據的精準性,然而從當前的技術應用情況來看,尚且沒有研發出能夠集收集數據與加工數據以及成圖功能為一體的三維激光掃描技術,再加上目前測量技術之中點雲數據的處理能力較差,這也使這種測量方式成圖與傳統成圖方式相比並不存在著明顯的優勢 。

(二)土方量的計算

在工程測量之中,土方量的計算較為重要。土方量計算的精準度能夠對工程能否順利開展產生直接的影響,因此在進行土方量計算時,相應的計算人員要對土方量計算加以認真的對待。在具體工作的進行之中,應該通過三維雲數據對基準面加以計算, 同時要能夠將不需要的數據加以刪除,最後根據專業的計算方法加以深入的計算。比如說一些工程之中,需要對道路的縱橫斷信息加以判斷,才能對土方量進行計算,在這種情況之下,就應該明確計算步驟,首先進行數據的收集,包括道路橫縱斷、紅線以及邊坡等多方面的數據信息,然後對模型加以構建,以收集到的數據信息為技術進行模型的完善。最後採用三維激光掃描技術建立相應的地面模型,並對實地座標加以轉換,通過曲面模型和地面模型的相應比例來核算土方量。

(三)道路高程測量

地面三維激光掃描技術的要點在於對道路高程的測量。在技術應用的過程之中,首先要讓系統進行初步的掃面,篩選出相應的地物信息,空間距離和角度等數據參數,然後通過繪圖軟件之中雲數據的導入,使道路的實景得到模擬,接下來將篩選出來的數據導入到測算軟件之中,得到初步的高程數據,再根據模擬圖的對比與結合,就能夠得到更加精準的道路圖 。

城建工程師談工程測量中地面三維激光掃描技術的應用


三、結束語:

在當前的工程建設之中,工程測量是最基本也是最重要的組成部分。而隨著時代的發展,人們對於工程測量的準確度要求也越來越高。在傳統的工程測量技術之中,往往只能對單點進行測量,這也導致傳統測量技術無法滿足工程測量的實際需求。而通過地面三維激光掃描技術的應用,能夠快速的對測量對象加以測量,同時也能夠對測量對象進行三維建模,進而提升工程測量的精確度與效率,使其能夠更好的滿足工程建設的實際需求。



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