三维扫描仪在地形测量中的应用

2016-10-12

地形测量是一项传统的,耗时耗力的基础性工作,测量设备的发展也经历了数代的更新,从最原始的平板测图,经纬仪,测距仪到全站仪,RTK,人为干预越来越少,工作效率也得到了很大的提高,近年来,三维激光扫描仪的普及,使得我们的测量模式也发生了质的变化,相比RTK和全站仪的单点测量的模式,三维激光扫描仪测量速度更快,数据更全面。三维激光扫描以格网扫描方式,高精度、高密度、高速度和免棱镜地测量地表点,具有高时间分辨率、高空间分辨率和测量精度均匀等特点。

一、三维激光扫描仪优点

对比传统测量设备,三维激光扫描仪主要有以下几个优点:

1、非接触式测量:三维激光扫描技术采用非接触扫描目标的方式进行测量,无需反射棱镜,对扫描目标物体不需进行任何表面处理,直接采集物体表面的三维数据,所采集的数据完全真实可靠。实现危险目标或不可达目标的测量。

2、测量速度快:三维激光扫描仪的测量速度达到976000/秒,可在短时间内获取到可视范围内空间目标的三维信息和色彩信息,无需过多人工干预。

3、数据信息量大:内置7000万像素数码相机,在采集点位坐标的同时能获取空间目标的三维色彩信息。

4、精度高:FARO三维激光扫描仪为相位式三维激光扫描仪,精度高达2mm,模型精度更是高达0.1mm左右,数据采样率高,25m处点间距可达0.5mm左右。

5、设备兼容性好:三维激光扫描仪能够很好的与全站仪或者RTK进行联测,将扫描仪测得的数据简单的转换为大地坐标系,方便的生成DEM,DLM,等高线等。

二、地形测量作业流程

1、仪器准备:需要准备的仪器包括FARO三维激光扫描仪,拼接标靶球,全站仪或者RTK,三维数据处理软件。

2、测区整体控制测量:为了保证整体精度,需对整个测区进行控制测量,用全站仪或者RTK,保证在一定的距离范围内有数量足够的控制点以供后期坐标转换使用。






3、使用FARO三维激光扫描仪进行外业测量:在外业测量过程中,扫描仪测站间的距离不能太远,控制在标靶球的可视范围之内(具体距离远近可视标靶球大小来调整),每一测站布设棋盘板靶标,在扫描的同时,通过全站仪或RTK记录棋盘板靶标的大地坐标值,留作后期坐标转换的基准。

4、数据后处理:主要包括三维扫描数据的拼接,去噪,转换输出,坐标转换等工作。数据拼接主要通过标靶球,而坐标转换则通过测量过程中布设的靶标。

5、成果输出:利用三维激光扫描仪测得的全面的数据,可以方便的绘制DEMDLM,地形图,等高线客户所需要的数据。