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第卷第期黄河水利职业技术学院学报..
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三维激光扫描技术在水利工程建设中的应用
纪勇,李孝雁
黄河水利职业技术学院,河南开封
摘要:三维激光扫描技术突破了传统的单点测量方法,具有高效率、高精度的独特优势。应用于
水利建设,该技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据,因此用于获取高精度高分辨率的数字
地形模型,并将其与近景摄影测量作了简要的对比。
关键词:地形测量;三维激光;扫描技术;点云数据处理;高精度分辨;数字地型
中图分类号:.; 文献标识码: 文章编号:———
引言机载或星载激光扫描系统、地面型激光扫描系统
三维激光扫描技术和便携式激光扫描系统。地面型三维激光扫描系统
是一种全自动高精度立体扫描技术。它一般由三维激光扫描仪、数码相机、扫描仪旋转平
可直接从实物中进行快速的逆向三维数据采集及模台、软件控制平台、电源及其他附件组成。其工作原
型重构,从而完整地、高精度地重建扫描实物及快速理见图为:三维激光扫描仪发射器发出一个激
获得原始测绘数据。三维激光扫描技术目前在水利光脉冲信号,经物体表面漫反射后,沿几乎相同的路
工程建设的斜坡稳定性研究、高陡边坡地质调查、水径反向传回到接收器,然后,根据激光脉冲往返时问
利枢纽的地形地貌三维数据采集,输水、送电线路的间隔计算目标点与扫描仪的距离,计算式为
选择,以及设计与动画制作、虚拟技术的逆向/
建模、交通、医疗、古建筑修复和保护工程等方面的式中:为距离,;为光速,/;￡为时间间
众多领域得到了广泛应用⋯。隔,。
在水利工程中,由于边坡体地形起伏覆盖范围目标点精密时钟控制编码器同步测量每个
相对较大,用传统的手段获取地形数据工作耗时、费激光脉冲横向扫描角度观测值/和纵向扫描角度
力,且对于高陡地段难以获取高精度的数据,同时还观测值。三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标
存在测量人员的人身安全问题【。三维激光扫描技系见图,经公式计算获得的坐标。
术,具有采样速率快、精度和分辨率高、无接触测量
等优势。进行现场数据采集时,只需要将不同位置、
不同视角的扫描点云数据在三维坐标系下进行精确
拼接,通过消除现场施工器械、植被等遮挡物,就可利用三维激光扫描仪可直接将各种大型、复杂、
以获取坡体的三维数据。鉴于三维激光扫描技术的不规则、标准或非标准等实体或实景的三维数据完
应用前景以及国内应用相对滞后的现状,为使该项整地采集到电脑中,从而快速重构出目标的三维模
技术今后能够有效地服务于我国的国民经济建设, 型,获得三维空间的线、面、体等各种制图数据。同
进行三维激光扫描数据处理的应用研究具有卜分重时,它所采集的三维激光点云数据还可进行如测绘、
要的科研价值和现实意义。计量、分析、仿真、模拟、展示、监测、虚拟现实等多种
三维激光扫描原理及其与近景摄影测量后处理工作。
的区别. 激光扫描与近景摄影测量的区别
. 三维激光扫描原理虽然三维激光扫描系统和近景摄影测量有许多
三维激光扫描仪按照扫描平台的不同可以分为的相似之处,但由于其基本工作原理的不同,实际应
收稿日期:——
作者简介:纪勇一,男,河南安阳人,副教授,从事高校测绘二程专业教学与数字测技术的研究