以地面三维激光扫描为基础的精细地形测绘分析

摘要：中国地域非常广阔，许多危险的地方都要着手展开精细地形测绘，并且很多常规的测绘方法对险峻、陡峭的地形发挥不了原本的效果，并且在实际工作过程中也存在较大的危险，这就会使得很多精细的测绘工作完成不了。要想使得这些问题得到很好的处理，就可以运用三维激光扫描技术。鉴于此，本文针对以地面三维激光扫描为基础的精细地形绘测进行分析，以期为相关研究及工作提供借鉴及参考。

关键词：地面三维激光扫描；精细地形测绘；分析

通常来说，地形类型运用相对传统的测量方式及工具就能够实现测绘地形的任务，但是在自然环境绘测工作的实际开展过程中，有非常多的复杂并且危险的自然地形，因为这些地形在实际测量过程中存在较大的危险，并且测量难度相对较大，就使得人工接触测量测绘的方式难以开展，而使用地面三维激光扫描技术就能够很好地解决这个问题，而这项技术也成为了测绘技术领域中的一项重大突破性技术，能够运用不接触式的测量绘测方式有效完成复杂危险地形的绘测任务。 1三维激光扫描仪的工作原理

在三维激光扫描仪扫描工作开展的过程中，扫描系统的构成包括：扫描仪、处理器、电源。扫描器原本就具备独立的扫描系统及激光测距系统，并且其中还具备控制及校正系统、集成CCD。倘若仪器正常运行，那么就能够借助镜子及测量水平角度出色地完成测量任务，沿着激光脉冲的有序轮换镜天顶距按照一定顺序扫过面积水平角及相对域，各个激光脉冲的空间测量距离及扫描激光脉冲天顶距，之后借助科学的计算方式，获得对应测量区域的三维坐标。中国疆域广阔，很多危险的地方要展开精细的地形测绘，其中就包括了陡峭的山脉、河流、悬崖等，运用常规的方式并不能精确地测量绘测这些地方，并且技术人员的安全得不到保障，最终影响绘测任务的实现。而三维激光扫描技术就能够很好地解决上述问题，在1995的时候，激光运用程序激光扫描技术就已经获得了突破性的成就。可是目前在基于地面三维激光扫描所进行的精细地形绘测技术仍然有很多的弊端及不足，因此在实际运用过程中应该不断总结经验，不断改进这项技术，真正促进我国地形绘测领域的发展。

2通过地面三维激光扫描来实现地形测绘 2.1外业数据采集

在采集外业数据及信息之前，首先应该深入分析附近的环境，还应该确定扫描仪与标靶的具体位置。进而使得扫描站能够得到最佳的数据量，并且使得数据及被测地区的实际情况之间不存在矛盾。此外，还应该最大限度减少测站数量与原始数据量，在扫描工作实际开展时，应该针对被测量地区的特殊地形、地貌拍照，这样就能够使得后期数据处理时更加便捷，使得地形图形编辑以及修改工作能够更加容易。倘若测站扫描工作全部结束，就应该仔细扫描标靶，借助精确扫描的方法使得标靶扫描水平得到提升。在扫描的时候，应该确定控制标靶区域内部点，还要把这些点当作是重要的标识。之后还应该运用精细化扫描的方法，精确地扫描区域内部控制标靶中心点，并且采取无反射全站仪的方法，准确地针对标靶中心点进行测定，相关技术人员能够在项目施工坐标系下三维坐标测量的过程中运用这项技术，并且在之后多占数据配准的过程中还可以继续使用这项技术。标靶分布状况，其实就是基于测站坐标的实际配准精度状况来明确的，进而有效避免狭长形状的形成。倘若要设置3个标靶，就能够把标靶的形状设置成正三角

形，那么就会使得测定的效果得到强化。另外，标靶及扫描仪应该包括适中的距离，进而使得中心辨识的精确性得到保障。 2.2点云数据配准

地面三维激光扫描仪在实际扫描过程中，一次仅能得到一小部分的数据及信息，因此为了能够获得精确性较高并且相对完整的三维数据及信息，相关技术人员就要由不同位置开始出发，并且不断展开扫描，还要把每次扫描获得的数据以原点的方式在坐标体系中确定下来。技术人员能够在扫描范围内布设部分发挥控制效果的标靶，有效控制这些标靶，进而使得相邻扫描点能够具备不同的标靶名称。借助标靶使得各个扫描点得到很好的控制，把扫描点更好地融入到相同坐标系中，这也是所谓的云数据配准。

现今配准方式主要包括相对方式及绝对方式。而相对方式其实就是把某扫描站坐标当成是一个基础，而其他的坐标系统均应该进行转化，然后到此基础坐标系统下，方可以用使得工作的正常进行得到保障。运用在这种方法完成扫描任务，技术人员能够在各个站的标靶之间，实现坐标统一的目标，这种形式并不用进行测定靶标绝对坐标。只需要针对统一坐标系统下的坐标完成处理工作即可，倘若连续传递站点非常多，运用这种方法出现传递误差的几率相对较大。

绝对方法其实就是把扫描仪和常规测量联用起来的一种方法，全部的站标靶坐标均能够借助全站仪或是其他的设置使得测定的精确性得到提升，还能够得到标靶绝对坐标。在配准的时候，全部测站均应该进行转换，进而到绝对坐标系内，运用这种方法，并不会形成坐标转换传递误差，因此具备相对较好的精确性，并且均匀性相对较高。现今地形测绘大部分是运用绝对方式完成的，并且能够联用各种方式，在范围相对较小的空间之中，运用相对方式能够完成配准工作，在其满足特定范围之后，借助绝对方式能够把其定到绝对坐标系中。 2.3地物提取及绘制

地物的特征点提取在整个绘测过程中尤为重要。在己经点云数据已经配制妥善时，借助手工提取的方法能够完成各种数据的提取，例如房屋角点与电线杆中心点等各个阶段的问题。此外，能够借助地面三维激光扫描等方法，完成后续软件提取的相关问题，例如现今相对常见的Leica与Cyclone软件等。相关技术人员能够在云视图中，运用手动的形式完成相应物品的提取操作，进而确定物品的特性，并且将其整理成固定格式发送到文本当中。 2.4获取地貌数据

由于三维激光扫描技术能够高效地扫描被测空间信息及数据，并且其中涉及了多个层面上的数据及信息。这其中不但涵盖了地表树木数据及信息，还包括等高线，因此在实际形成等高线前，应该先将云数据删除。此外，还可以运用Trimble的RealWorks Survey软件或Leica的Cyclone软件完成非地貌点云数据的人工剔除过程。 3结束语

地面三维激光扫描测量系统可以高速地得到实体表层的“点云”信息及数据，还能够高速、精确地在计算机中构建以“点云”表达的详细地形场景模型，并且在“点云”地形场景模型中能够完成绘测地形的任务，运用这种技术能够使得在很多特殊地形中的绘测工作更安全、有效、精确地开展，极大地促进了我国地形绘测领域的建设及发展。 参考文献

[1]吴桥军,李永超.基于地面三维激光扫描的精细地形测绘研究[J].资源信息与

工程,2016,31(06):103-104.

[2]刘伟.地面三维激光扫描工作原理及其在精细地形测绘中的应用[J].绿色环保建材,2016(09):102.

[3]刘春伟.基于地面三维激光扫描的精细地形测绘研究[J].信息化建设,2015(11):392. 作者简介

吕晓磊（1984-09-23），女，汉族，籍贯：河北省承德市围场满族蒙古族自治县，当前职务：技术员，当前职称：无，学历：专科，研究方向：测绘。