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摘要：三维激光扫描技术是一种全自动、高精度的测量技术。因其具有传统测绘技术难以比拟的优势，故有广阔的应用前景。本文简要介绍了三维激光扫描技术的特点和应用领域。
关键词：三维激光扫描；应用；三维模型
三维激光扫描测量技术是近些年研究比较多的一种测量技术，它克服了传统测量技术的局限性，获取的三维数据能直观显示物体细节信息，已经在诸多行业中凸显出较大的优势，已成为空间数据获取的一种重要的技术手段。三维激光扫描技术测量速度快，精度高，以非接触式获取研究对象表面空间三维数据，其独特的空间数据采集方式使其具有多方面的技术优势，其应用领域日趋广泛。
一 三维激光扫描技术特点
1）数据采样率高。传统的测绘仪器，如全站仪、GPS等，很难采集高密度高分辨率的海量点云数据，而三维激光扫面仪的脉冲激光在数秒内可以采集上万个点，相位激光扫描仪可以采获更大的信息量，每秒可以突破数十万个点，突破了传统的单点模式，可以获得更多的物体表面和空间信息。
2）精确度高。传统的摄影测量是根据像控点的坐标来建立模型上点的坐标，因此点位测量精度受相控点精度和相控点位置的影响。激光扫描测量获得的测点精度不但高于摄影测量中解析点，而且精度分布均匀，另外，三维激光扫描还可以避免表面近似误差的问题。
3）受外界影响小。传统摄影测量在夜晚无法进行，而三维激光测量法通过自身发射的激光回波信号获取所测目标物的数据信息，因此基本不受空间和时间的影响，可以实现全天各时段测量。
4）非接触测量。三维激光测量不需要反射棱镜，扫描仪发射激光束到达目标直接反射回来，可以直接采集物体表面的三维数据。这种非接触扫描目标的测量方法能够完成危险目标和不可达目标的数据采集，这是传统测量方法无法完成的。
5）数字化采集，具有良好的兼容性。三维激光扫描仪直接采集具有全数字特征的数字信号，为后期数据处理提供了方便，经处理的数据可以与其他常用软件实现共享。
6）受约束低。传统摄影测量需在一定的角度和位置进行测量，并且需要对影响照片的数据进行预处理后再生成立体模型，采用三维激光扫描仪设站、测量都很方便，能适应复杂情况的工作环境，在完成对点云数据的拼接处理后，就可以对物体进行三维建模。
二 三维激光扫描技术的主要应用领域
三维激光扫描技术特别适合于大面积的、表面复杂的物体精细测量。目前在许多领域中已经得到了应用，下面简单介绍它的几个应用领域。
1 工程测量领域
1）地形图测量：主要针对测量人员难以到达或者有较高危险的地形测量和不规则带状地形图的测量。
2）路面测量：用于路面竣工后的质量检测，计算路面平整度，也可以为道路设计提供实地模型。
3）土木工程测量：主要包括各种土木工程施工过程中和竣工后的测量，三维激光扫描仪扫描的成果，可以作为电子资料保存，可以提供可量测模型用来指导施工，同时也可以作为检测施工质量的凭据。
4）变形监测：三维激光扫描技术与传统的测量技术相比较，其监测点精度均匀、密度大，能够发现变形体局部细微变化，便于从整体上分析和评价变形体的稳定性。在高层建筑、滑坡、矿山塌陷、大坝、桥梁工业设备等工程变形监测有广阔的应用前景。
2 历史建筑、文物保护领域
历史建筑物或文物一般都造型独特，结构复杂，难以测量。传统测量方法很难通过测量少数点来构建建筑物的立体图像，且在测量过程中容易对建筑物造成损坏，故应采用主动测量方式。随着三维激光扫描技术的发展，该技术在历史建筑、文物保护领域也开始运用。三维激光扫描技术获取高密度的点云数据来反映目标物表面的精细结构，同时构建三维模型。当建筑物或文物遭到破坏后，可以利用三维激光扫描数据准确地修复和恢复建筑物原貌。
3 应急服务
三维激光扫描技术的精确可量测性与非接触性使其在应急服务领域有很好的应用前景，如失事飞机、火车和汽车事故现场，采用拍照的方式无法确认很多几何信息，而采用三维激光扫描方式可在短时间内做详细而精确的细节测量，可以为以后的事故鉴定提供准确的空间信息。
4 大型复杂工业设备的测量与建模
在现代企业厂房内工业设备众多，管线错综复杂，通过摄影测量方法构建效果逼真的工业设备模型难度较大。利用三维激光扫描技术通过自由设站的方式可以对设备进行全方位的扫描，经过后续的处理就可以生成这些复杂设备的 3D模型，此方法大大提高了工作效率。
5地质灾害的变形监测
三维激光扫描测量技术的一个显著特点就是可以利用扫描得到的点云数据建模来反映整个面域内的情况，是一种基于面的测量方式。该技术被广泛应用于地质灾害监测中，如滑坡、边坡监测等。
三 结语
三维激光扫描技术是快速获取目标物海量点云数据的方法，是对传统测绘由于工作环境、高危险性而不能测量的补充，随着测绘技术的进步，相信未来三维激光扫描技术的应用领域将不断扩大，也定会使我们的测绘工作变的更加简单轻松。
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作者简介：
李翼龙，男，工程师，主要从事工程测绘研究。