摘要:在現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)的支持下，對(duì)道路工程測繪當(dāng)中應(yīng)用激光掃描的技術(shù)對(duì)測繪的準(zhǔn)確性具有重要的作用。因此，在此次論述當(dāng)中，從介紹地面三維激光掃描技術(shù)著手，闡述了道路工程項(xiàng)目測繪中的具體要求，并按照技術(shù)的特點(diǎn)對(duì)應(yīng)用流程予以論述，最后，通過實(shí)際案例來明確該種技術(shù)具體應(yīng)用方式，此次研究的主要目的在于促進(jìn)地面三維激光掃描技術(shù)在道路工程項(xiàng)目測繪中的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:三維激光;掃描技術(shù);道路工程測繪;技術(shù)應(yīng)用

前言

先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，提高了社會(huì)中各個(gè)行業(yè)的實(shí)際工作效率。道路項(xiàng)目工程測繪當(dāng)中，采用新型的測繪技術(shù)能輔助道路和交通的建設(shè)，在很大程度上的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測繪形式存在的缺點(diǎn)。其中地面三維的激光掃描技術(shù)能實(shí)現(xiàn)深度掃描，并且能夠全方位的掃描對(duì)象，可根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行三維建模，通過對(duì)測繪項(xiàng)目的綜合分析，進(jìn)而得到相應(yīng)的信息。地面三維激光掃描技術(shù)是一種有效的方法測繪。在研發(fā)后受到業(yè)內(nèi)眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。基于這樣的發(fā)展?fàn)顩r，在此次研究中本文從以下幾個(gè)方面展開詳細(xì)的論述。

一、地面三維式激光掃描技術(shù)簡介

(一)掃描技術(shù)分類

地面三維式激光掃描科學(xué)技術(shù)從測繪的角度進(jìn)行劃分可分為兩種:一是固定的形式。這種形式的激光掃描儀和全站儀測繪的形式相似，在電腦軟件的輔助下，對(duì)參與掃描的設(shè)備進(jìn)行調(diào)控，對(duì)測繪的對(duì)象進(jìn)行拍攝，最后對(duì)得到的資料圖進(jìn)行整理。這樣的掃描方式屬于范圍性形式的掃描，通過合理的運(yùn)用這樣的掃描方式，能為檢測單位獲取海量的數(shù)據(jù)。固定形式的激光掃描獲得的測量結(jié)果相對(duì)精準(zhǔn)，測繪的范圍相對(duì)較廣。二是移動(dòng)形式的激光掃描。該種激光掃描主要是以上述掃描形式為基礎(chǔ)，搭載到移動(dòng)電子設(shè)備中，便能實(shí)現(xiàn)測繪位置的GPS的定位［1］。

(二)掃描技術(shù)測繪原理

地面三維式激光掃描科學(xué)技術(shù)的測繪原理實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容是采用激光測量被檢測對(duì)象不同的路段長度，在實(shí)際測量的過程中，主要是對(duì)路段當(dāng)中各項(xiàng)信息和環(huán)境設(shè)置的相應(yīng)資料進(jìn)行采集和收納，最后得到的想要的測量和繪制結(jié)果。對(duì)于獲得的結(jié)果進(jìn)行配比，以此來畫出較為全面的三維模型。在使用該種新型的掃描測繪技術(shù)的過程中，相關(guān)設(shè)備的二極管在作業(yè)時(shí)能向外發(fā)射出大量的信號(hào)，并在棱鏡的輔助下，射向測繪的檢測對(duì)象，同時(shí)還能的接收到反饋回來的信號(hào)，通過對(duì)期使用具體時(shí)間的計(jì)算，得到實(shí)際的距離值。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，利用角度和位置不斷變化的形式，來得到實(shí)際檢測對(duì)象在空間上的具體位置，運(yùn)用該種方式能實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測路段的全方位分析。由于在光線教暗的環(huán)境下同樣能作業(yè)，這樣的優(yōu)勢使得道路測繪方面的作業(yè)更具有便捷性，對(duì)路段建設(shè)和修整提供了重要的保障。

二、道路工程項(xiàng)目測繪中的具體要求

交通方面工程的施工主要有兩種形式:一是新路段的建設(shè)。例如，地鐵路線的建設(shè)、高鐵路段的建設(shè)以及山區(qū)公路的建設(shè)。二是既有線的修整。例如對(duì)破損嚴(yán)重路段的維修、對(duì)地理環(huán)境特殊的路段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)等。不論在何種路段進(jìn)行施工，施工的前期要對(duì)路況和周邊的環(huán)境進(jìn)行全面的了解，這樣才能制定出相對(duì)完整的施工計(jì)劃。這就要求測繪部門對(duì)比例圖和截面圖進(jìn)行測繪，其精準(zhǔn)性的要求較高。在實(shí)際測繪后，為道路項(xiàng)目部提供施工標(biāo)具體的地形圖，這對(duì)項(xiàng)目施工具有重要的作用。尤其在對(duì)既有線進(jìn)行施工的過程中，由于原有的交通設(shè)施對(duì)交通安全具有深遠(yuǎn)的影響，基于這樣的狀況道路工程中的各個(gè)項(xiàng)目的交通設(shè)施進(jìn)行測繪，完成上述的工作需要的測量人員耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。為了保障在實(shí)際作業(yè)的過程中測量人員的安全性，對(duì)部分地點(diǎn)的測量應(yīng)采用先進(jìn)的測繪技術(shù)。其中采用地面三維式激光掃描科學(xué)技術(shù)，對(duì)道路工程項(xiàng)目的測繪工作提供了相對(duì)便利的條件，并在很大程度上提高測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，為道路項(xiàng)目的施工和維修提供了重要的信息和數(shù)據(jù)的保障［2］。

三、具體應(yīng)用流程

(一)道路工程項(xiàng)目作業(yè)數(shù)據(jù)采集

在開展外業(yè)數(shù)據(jù)整理歸納的工作時(shí)，要對(duì)測繪路段進(jìn)行全面的分析，完成對(duì)路段的觀察之后，的才能對(duì)將要作業(yè)的測繪地點(diǎn)和位置進(jìn)行設(shè)定。開展平面測繪工作時(shí)，使用GPS技術(shù)對(duì)測繪對(duì)象實(shí)際測量點(diǎn)予以定位，能在一定程度上提升該坐標(biāo)點(diǎn)的準(zhǔn)確性。之后開展對(duì)測繪地點(diǎn)的全面掃描，能得到每個(gè)地點(diǎn)的高程。在進(jìn)行外業(yè)測量的工作時(shí)，要在全部測繪地點(diǎn)完成測量之后，在對(duì)點(diǎn)位和實(shí)際地理空間坐標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臉?biāo)注。這是由于在完成外業(yè)方面信息和環(huán)境資料的采集之后，需要對(duì)得到的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。為了更好的保障對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)測量和處理的精密度，應(yīng)對(duì)測繪點(diǎn)位之間的距離進(jìn)行合理的測繪，各個(gè)點(diǎn)位之間實(shí)際的距離設(shè)定應(yīng)在合理的范圍之內(nèi)，以此來保障信息和數(shù)據(jù)采集的完整性。與此同時(shí)，在實(shí)際工作中，應(yīng)保障各個(gè)測量點(diǎn)之間的距離具有相應(yīng)距離，避免點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離過近，增加后續(xù)數(shù)據(jù)資料處理的難度。但是，在實(shí)際操作中，可以存在小量數(shù)據(jù)信息重疊的部分，為采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供重要的保障。

（二）道路工程項(xiàng)目作業(yè)數(shù)據(jù)處理

在對(duì)道路項(xiàng)目工程開展內(nèi)業(yè)處理的過程中，要保障信息和數(shù)據(jù)處理的全面性和系統(tǒng)性。在該階段，應(yīng)從以下三個(gè)方面來進(jìn)行。1．外業(yè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理在開展道路外業(yè)信息數(shù)據(jù)采集后，得到的數(shù)據(jù)相對(duì)零散，對(duì)于海量分散性的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，需要對(duì)外業(yè)采集的信息進(jìn)行整理，并將各個(gè)數(shù)據(jù)資料合理的放置在相對(duì)統(tǒng)一的坐標(biāo)系中，并在這樣的基礎(chǔ)之上繪制出相對(duì)完整的三維坐標(biāo)系。把存在重疊部分的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理，以此來杜絕大量點(diǎn)位數(shù)據(jù)在信息傳輸過程中影響數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。此外，本次研究中的先進(jìn)測繪技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)地理坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化，能將初期標(biāo)注的信息和實(shí)際的測量空間的信息融合到一起，以此形成同一點(diǎn)位上詳細(xì)的坐標(biāo)系統(tǒng)的建立。這對(duì)掌握道路各個(gè)路段的信息提供了重要的信息［3］。2．?dāng)?shù)據(jù)濾波與抽隙在開展的外業(yè)數(shù)據(jù)信息采集時(shí)，由于道路中各個(gè)路段的地形相對(duì)復(fù)雜，在加之外借影響因素較多，獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)很容易的產(chǎn)生噪點(diǎn)，其會(huì)嚴(yán)重的影響坐標(biāo)系的精準(zhǔn)度。為了有效的避免出現(xiàn)這樣的問題，在工作中應(yīng)對(duì)其中產(chǎn)生的噪點(diǎn)予以控制，這一過程屬于數(shù)據(jù)濾波方面的工作。在實(shí)際操作中，將三維式激光掃描設(shè)備與電腦連接到一起，利用軟件進(jìn)行手動(dòng)去除，如若該方面的數(shù)據(jù)過于密集，要進(jìn)行的抽隙處理方式，以此來保障定位之間的距離在規(guī)定的范圍之內(nèi)，便于對(duì)數(shù)據(jù)的處理。3．建立橫縱線平面圖在完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理之后，形成了不規(guī)則的空間數(shù)據(jù)，這就需要對(duì)采集和處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，按照測繪獲得的等高線繪制出的橫縱線平面圖，并在繪制好的橫縱線的平面圖當(dāng)中，對(duì)道路工程項(xiàng)目的中線位置予以確定，通過這樣的方式，能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際道路工程項(xiàng)目土方量的計(jì)算，以便后續(xù)對(duì)道路工程項(xiàng)目的建設(shè)和修整提供可供參考的數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)施工方案設(shè)計(jì)起到的輔助性的作用。

四、實(shí)例應(yīng)用分析

A段高速公路由于投放使用的時(shí)間久遠(yuǎn)，路面出現(xiàn)大范圍凹凸不平的現(xiàn)象，為了保障路段通行的安全性，需要進(jìn)行大規(guī)模的休整。在開展休整以及施工的過程中，為了的讓道路測繪能真實(shí)的反應(yīng)出的該路段開裂的狀況，需要道路測繪部門提供每隔10m的橫縱道路斷面圖。該路段的高速公路處于正常通車的狀況，為了不影響路段通車，傳統(tǒng)測繪方式難以滿足實(shí)際測繪的需要。因此，采用的地面三維式掃描的形式進(jìn)行測繪。實(shí)際操作中，在高速公路護(hù)欄外設(shè)置路況測繪點(diǎn)，對(duì)出現(xiàn)凹凸不平部分的路段進(jìn)行激光掃描，采用三維軟件對(duì)掃描得到的信息和數(shù)據(jù)予以拼接。其中點(diǎn)位拼接過程中的精準(zhǔn)度應(yīng)控制在7mm之內(nèi)，整個(gè)點(diǎn)云的拼接在9mm之內(nèi)，在數(shù)據(jù)處理結(jié)束之后，生成三維模型，并將高速公路中的隔離帶和緊急車道繪制到該圖中。另外，對(duì)三維模型開平面測量，最終繪制出需要得到的平面圖。最后，將采集到的數(shù)據(jù)按照上文數(shù)據(jù)處理的流程進(jìn)行處理，導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中，使用軟件工具繪制出具體的橫縱斷面圖，為A路段的休整提供數(shù)據(jù)依據(jù)。采用傳統(tǒng)方式對(duì)A段高速公路的高程進(jìn)行測量，與新技術(shù)相比測量的誤差＜0．1mm。這樣的數(shù)據(jù)充分的表明了:地面三維式掃描技術(shù)具有較高的精準(zhǔn)性和便捷性。結(jié)論:地面三維式激光掃描科學(xué)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)道路地物無接觸和高精度的測量，通過外業(yè)數(shù)據(jù)的采集和處理，能對(duì)標(biāo)的路段三維模型進(jìn)行準(zhǔn)確繪制，這有效的提高了測繪的效率。通過本文的論述得知，地面三維式激光掃描科學(xué)技術(shù)的測繪原理實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容是采用激光測量的道路工程項(xiàng)目各個(gè)方面的距離，而整個(gè)測繪的過程是對(duì)相應(yīng)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行不間斷的采集和處理，最終獲得道路工程項(xiàng)目的測繪結(jié)果。三維掃描技術(shù)測量道路路段點(diǎn)位的主要流程主要分為兩部分:道路工程項(xiàng)目外業(yè)數(shù)據(jù)采集道路工程項(xiàng)目內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。為了更好的研究地面三維掃描技術(shù)在道路工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，通過實(shí)例分析的形式進(jìn)行闡述，望此次研究的內(nèi)容和結(jié)果，為該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用起到促進(jìn)性的作用。

參考文獻(xiàn)

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