論三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)測繪中的應(yīng)用

薛 懋，王 霄

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司緊水灘水力發(fā)電廠，浙江 麗水 323000）

傳統(tǒng)的地質(zhì)測繪技術(shù)不但需要大量地人力，而且工程任務(wù)量繁重，也不能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度[1]。在這樣的形式下，一種新型技術(shù)，三維激光掃描技術(shù)被應(yīng)用于地質(zhì)測繪中，不僅可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速收集，還保證了其準(zhǔn)確性。能夠?qū)⒌刭|(zhì)測繪中的問題有效解決，使我國地質(zhì)測繪的工作效率有所提升。

1 作業(yè)流程

1.1 數(shù)據(jù)采集

在地質(zhì)測繪工作中，運用三維激光掃描技術(shù)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，其目的是對勘測區(qū)的真實狀況信息有一定掌握，比如說掃描儀的相關(guān)數(shù)據(jù)與標(biāo)靶方位等信息。為了讓采集到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性能夠有所保證，通常選取的勘測區(qū)站點都相對較少。這樣就能夠避免處理原始數(shù)據(jù)的過程，減少麻煩的產(chǎn)生[2]。為了能夠有效匹配后面的數(shù)據(jù)，可以借助于點云數(shù)據(jù)的作用，獲得相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，同時對數(shù)據(jù)進行處理。在選取采樣標(biāo)準(zhǔn)的時候，一定要嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的比例尺規(guī)格進行。

1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

在預(yù)處理數(shù)據(jù)線的過程中，能夠?qū)⒓す饫走_(dá)點云數(shù)據(jù)運用其中，利用消除和分隔噪聲、變換坐標(biāo)、匹配圖像以及點石匹配的方式進行處置。嚴(yán)加匹配來自不同站點的數(shù)據(jù)信息，同時對這些信息進行處理，將其統(tǒng)一到一個坐標(biāo)系之中。另外，還要做好定量分析與目標(biāo)構(gòu)模的工作。其中匹配方式是在定位系統(tǒng)的作用下，從不同的掃描點獲取詳細(xì)地數(shù)據(jù)信息，把點云數(shù)據(jù)信息放置其中[1]，進行相應(yīng)地匹配，從而獲取詳細(xì)的地質(zhì)信息。同時分析處理遙感數(shù)據(jù)信息，在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)下，運用地形采樣來消除噪音。

1.3 地面物體的提取與繪制

可以提取地面的物體，匹配相應(yīng)的點云數(shù)據(jù)。也能夠利用激光掃描的方式，收集與處理掃描結(jié)果，同時通過對有關(guān)軟件的利用，將地質(zhì)特點繪制出來。將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)格式，存儲起來，同時導(dǎo)進相應(yīng)地軟件執(zhí)行繪圖工作[3]。

1.4 生成等高線

由于三維掃描技術(shù)無法獲得具體的地面信息，同時由于三維掃描技術(shù)有相對較大的掃描密度，在測繪地形的時候，會因為點位密度過大造成不均勻分布的情況。如果運用這種技術(shù)掃描等值線，會造成等高線對信息的獲取變得混亂。所以，在對這種技術(shù)進行運用的時候，需要將地形相關(guān)干擾因素排除，結(jié)合測繪技術(shù)的相應(yīng)精度標(biāo)準(zhǔn)做出一定改動，利用處理之后的信息數(shù)據(jù)，運用相應(yīng)地軟件將等高線生成，從而實現(xiàn)地質(zhì)的測繪。

1.5 編輯地形圖

在編輯地形圖的時候，能夠?qū)⒌孛嫖矬w圖形與等高線圖形進行匹配，這樣有利于編輯動作的開展。但是由于刪除其中一些地形圖數(shù)據(jù)后，會導(dǎo)致等高線出現(xiàn)缺失的情況，這樣會對編輯工作造成一定影響。如果出現(xiàn)編輯工作不夠完整的狀況，就需要通過手動的方式進行修改，結(jié)合相關(guān)資料進行考慮，加進部分反饋的真實數(shù)據(jù)，編輯相關(guān)地形圖。同時可以運用一些軟件，進行相關(guān)的地形圖編輯工作，并對其進行完善，這樣能夠使地形圖的完整與準(zhǔn)確得到保障，完善了相應(yīng)的測繪工作[4]。

2 三維激光掃描技術(shù)在地質(zhì)測繪中的應(yīng)用

2.1 車載激光掃描系統(tǒng)

在地質(zhì)測繪中，車載激光掃描系統(tǒng)具有十分重要地作用。在當(dāng)前的地質(zhì)測繪工作中，能夠?qū)⑷S激光掃描系統(tǒng)和車載移動測量系統(tǒng)聯(lián)合使用，這樣可以讓它們的功能更加強大，使地質(zhì)測繪工作效率得到很大程度提升。為了可以更快地將數(shù)據(jù)信息收集起來，人們在車載移動設(shè)施內(nèi)加入精確地數(shù)據(jù)信息，這種設(shè)施具有很好地掃描效果，并且得到了大家的一致認(rèn)可。

通常情況下，越野車是車載系統(tǒng)的前身車型[2]，將激光掃描設(shè)備與攝像系統(tǒng)安裝在上面，就構(gòu)成了全新的掃描系統(tǒng)。因為選取的地點不同，其實際高度也會不一樣。因此，在準(zhǔn)備測量的時候，需要將掃描設(shè)施的實際高度進行調(diào)整。利用固定的升降裝備對掃描設(shè)施的高度進行調(diào)整，為了使測量準(zhǔn)確度得到保證，需要將一些檢查點設(shè)立在掃描點的附近。通過對車輛自身定位系統(tǒng)的利用，將其地理坐標(biāo)確立下來，通過這樣的方式，可以很大程度地減少工作時間。在現(xiàn)實運用中，因為測量車輛具有很大的體積，這就造成了在進行信息收集的時候，產(chǎn)生測量盲區(qū)，基于這種情形，需要對其距離進行相應(yīng)設(shè)定。在采集數(shù)據(jù)的時候，能夠運用數(shù)碼照片同步的技術(shù)，對照片的透明度進行調(diào)節(jié)，對模型的構(gòu)建進行約束[5]。在進行實際測量的時候，需要通過人為的方式使測量的精確程度得到保障。在部分?jǐn)?shù)據(jù)比較集中的區(qū)域，可以運用系統(tǒng)自動處理的方式。如果測量中出現(xiàn)了一些誤差，就需要研究人員對其掃描，將結(jié)果同自動處理的數(shù)據(jù)比較，最終將精確數(shù)據(jù)確立下來。

2.2 3D激光掃描儀

3D掃描儀具有激光測量距離的功能，由于掃描棱鏡是其內(nèi)部設(shè)施，所以不需要反射棱鏡就可以實現(xiàn)對掃描點三維坐標(biāo)的精確測量，而且它還具有非常高的掃描速度[6]。3D激光掃描儀的特點是具有很高的分辨率、具有很快的數(shù)據(jù)采集速度以及能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸的測量方式，這樣的特點使其能夠全方位并且精確地獲取數(shù)據(jù)信息。

2.3 獲取海量數(shù)據(jù)

在測繪領(lǐng)域中，三維激光掃描技術(shù)是一種全新的技術(shù)，它能夠快速且全面地將三維數(shù)據(jù)信息獲取。通過自身信息處理系統(tǒng)的優(yōu)勢，能夠獲得精確地數(shù)據(jù)信息，和普通掃描儀比較，三維激光掃描儀的優(yōu)點十分顯著，不但獲取數(shù)據(jù)的精度高，而且具有很快的數(shù)據(jù)處理速度，同時掃描環(huán)境對其的影響也比較小。將三維激光掃描技術(shù)運用于地質(zhì)測繪工作中，能夠采集很多地數(shù)據(jù)信息，將現(xiàn)實的地理方位和一些其它信息真正地反映出來。當(dāng)前來看，在測繪領(lǐng)域中，三維激光掃描技術(shù)是最準(zhǔn)確的一種技術(shù)，并且具有龐大地信息系統(tǒng)[7]。

3 結(jié)語

在國內(nèi)，三維激光掃描技術(shù)已經(jīng)被普遍地應(yīng)用，在三維建模、城市測繪方面都起到了比較主要地作用，方便了人們的生產(chǎn)及生活活動。這種技術(shù)不但可以節(jié)約勞動力，還能夠保證數(shù)據(jù)的精確程度。在今后，我們要更加廣泛應(yīng)用這種技術(shù)，讓其更好地在地質(zhì)測繪工作中發(fā)揮應(yīng)有的作用。