地面三维激光技术在道路工程测绘中的应用

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1、地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用马利谢孔振白文斌白建军(北京市测绘设计研究院，北京100038)要］为解决传统测量方式数据采集信息单一、效率低、占用大量人力、体力劳动强度高、道路业风险大等缺点，本文探讨了近年来在测绘、考古等领域幵始应用的一种高新科技一三维激光扫描本文重点介绍了三维激光扫描技术在国内的应用现状，并与传统数据采集方式进行了比较，结合应用实三维激光扫描技术应用于道路工程测量，运用这项技术进行外业数据采集.并通过点云处理，进行平面虚量、DEM建模、等高线、纵横断面等模型生成的过程,，在京通高速公路大修测绘工程中，与传统全站仪数集进行了精度比

2、较，精度完全能够达到道路设计要求“结果表明了三维激光扫描技术方案能够克服传统方式缺点，保证测绘数据质量，能够提高作业效率。同时在文章结尾，也指出了现阶段将三维激光扫描技面应用于生产单位所存在的现实性问题。咲键词］道路工程测量；地面三维激光扫描；点云；建模；纵横断面［中图分类号］P258及献标识码］B及章编号］1007・3000(2011)02近年来，随着我国经济水平及测绘技术的提高，地面三维激光扫描作为一•种现代高科技逐渐在测绘等领域得到研究与应用，相比较于传统测绘手段的数据采集与处理方式，地面三维激光扫描技术具有很多无可替代的优点，本文将研究这项技术在道路工

3、程测绘中的应用。1市政道路工程的分类及对测绘内容的要求市政道路工程主要分为道路新建及道路大修两大类。新建道路设计阶段需要测绘部门测绘设计线路的1/500或1/1000大比例尺地形图供设计单位使用。施工中线确定后要测绘对应设计中线各桩点的横断面数据及中线纵断面数据。大比例尺地形图不仅作为设计选线依据，还要反映道路施工范围内的地物、地形、地貌，供拆迁单位统计拆迁量及拆迁赔偿使用。道路大修工程是指原有道路因路面开裂、破损、出现车辙以及公交车站及港湾、交通标志需重新规划等情况需耍重新加铺改造的工程，这种工程除了需测绘大比例尺现状地形图机总横断面测量以外，还有一个特点就

4、是对地面上所有交通设施，例如各类交通标志牌、红绿灯、公交车站、道路上所有护栏，甚至要求对行车道上的分道线、车辙、隔离带上铺装范围及种类、各类管线检查井盖位置、尺寸及高程都要准确地在地形图中表示出來。为准确确定加铺量，设计人对图面高程密度要求很高，需要每10米测一组高程•路［收稿日期］2011-03-10［作者简介］马利(1961-).男，汉族，北京人.主耍从事工程测虽项目和技术管理工作。口往往需要测量5米高程方格网。利用传统的野外地形数据采集于•段，测作屋会很大，太多的地物点容易丢漏，给设來问题，另外由于道路上车辆较多，作业员风险很大。那么有没有其它的测量手段

5、来传统的作业方式呢？2三维激光扫描技术简介2.1三维激光扫描技术发展概况三维激光扫描技术是近些年发展起來测绘技术比较发达的国家已经得到了比较用，国内一些专家学者或测绘单位也已经做关的研究及尝试，并取得了许多研究成果内在文物考古、文物保护、水坝变形测量等所应用。三维激光扫描技术的出现是以三维激(3Dlayserscanner)的诞生为代表,目前许厂商己经生产出不同类型的三维激光扫描按照扫描的空间位置或系统运行平台以分为机载型三维激光扫描仪、地面型三维仪、手持型三维激光扫描仪三种类型，常用程测量的扫描仪为地面三维激光扫描仪。2.2与传统测量技术的区别传统测量数据采

6、集是利用GPSRTK与经合，每次获取单点目标信息。虽然操作简单方手，但因为测显速度慢、采点密度不够、易丢在一些要求精度高、对地物地貌要求高的工程中就显得力不从心。而地面三维激光扫描则是利用激光测距原理，水平、垂直的全口动高精度布进式扫描测量，从而得到完整的、连续的、全面的、关联的全景点的三维坐标[1],能在较短的时间内.高速、精确地记录、获取景象的三维空间位置，这些扫描数据通过电缆传入电脑，高密度的扫描数据点有序地排列于三维的虚拟空间中，成为带有坐标的影像图，即"点云"O3三维激光扫描作业流程三维激光扫描作业流程主要分为外业数据采集和内业数据处理两大部分。31

7、外业数据采集外业数据采集包插标靶及控制点布设与测量和数据全景扫描两部分工作，控制测量包括平面控制测量和高程控制测量，数据扫描包押i三维激光扫描和标靶三维坐标测量。311标靶与控制点布设及测量在外业数据采集时，由于三维激光扫描仪的测程是有限的，同时扫描仪与被扫描冃标所形成的夹角不同的情况下的空间分辨率是不一样的，夹角越小，分辨率越低；对于不同的扫描距离，点的精度也不同；另外还存在有障碍物不能通视的情况，因此通常一条道路的测量工作需要在很多测站來完成。那么不同测站的测量数据拼接到一起,就需耍标靶來完成，因此根据扫描仪测程,需要在各相邻测站重合的位总布设3个以上形成

8、不规则图形的标靶.以供点云拼接需要。控