三维激光扫描技术在新疆地区的发展及应用现状分析

张 静（新疆交通职业技术学院,831401）



三维激光扫描技术在新疆地区的发展及应用现状分析

张 静
（新疆交通职业技术学院,831401）

摘要：三维激光扫描技术是近年来国际上测绘行业快速发展起来的一项高新技术，其原理是通过激光测距原理 （包括脉冲激光和相位激光）快速的扫描被测物体，整个过程不需要反射棱镜便可以直接获得高精度的扫描点云数据，即时快速的测出目标物体的三维空间坐标值。本文主要针对目前新疆地区该项技术的发展及应用现状展开分析，以期该技术可以在更多领域发挥其作用。

关键词：三维激光扫描;发展;应用

0 引言

做为一项目前最为先进的移动测量技术之一，三维激光移动扫描系统慢慢的被很多行业领域认知并广泛应用，该系统的工作原理是通过将测量设备安装在飞行器、陆地及水上等交通工具上，方便快捷的实现空间信息的采集和实时影像的生成，然后根据采集信息结合分析软件进行内业处理，该技术可以加载于多种载体上，形成不同的移动测量系统，满足不同的测量需求。

1 三维激光扫描技术在新疆的发展现状

1.1 国外发展情况

国外的此项技术发展比较早，技术水平相对来说比较成熟，发展速度最快的区域主要包括美国、欧洲国家及澳大利亚，美国是于1994年开始起步于该项技术的研究，最先是研究小组利用三角原理的激光扫描仪和高分辨率的色彩图像获取并重建的雕塑品开始提出了该技术的研究。1997年加拿大实现了将激光扫描仪和照相机固定在小车上，得到了数据采集系统，并于1998年在原有系统的基础上实现了第一个室内场景的三维建模系统，直到2002年实现了完整的系统，到目前为止，该技术已发展的比较成熟，应用领域相对来说比较广泛，涉及到了多个行业的多项技术实践上。

1.2 我国发展情况

国内的三维激光扫描技术虽然起步较晚，但是也在某些技术要点上取得了突破，近年来的发展也不亚于国外发达国家，某些领域的技术应用水平已接近于国际领先水平，初步具备了规模化、工程化应用的技术实力。主要面向的领域包括测量领域中的地面景观、复杂工业设备的测量与建模，另外在建筑和文物保护反面、森林和农业资源调查方面、医学方面等。但是就目前我国的发展情况来看，三维激光扫描技术的潜力还没有得到最好的发挥，而且由于地域发展的不平衡性，该项技术的推广应用也出现了不少的问题。具相关消息报道，近几年，尤其是在仪器设备的研发制造方面，我国开始急速的落后于其他发达国家，原因主要在于对于该项技术我们缺乏了持续性的支持，所以现在国内相关行业领域所使用的仪器设备基本上都是进口而来的。

1.3 新疆地区的发展现状

新疆维吾尔自治区位于我国西部边陲，地区的发展及生产技术的发展水平不仅落后于国内的发展水平，更落后于国外的其他国家，三维激光扫描技术目前在新疆还没有全面推广应用，最近几年只有很少量的勘察设计单位在逐渐使用此项技术，但是涉及领域还非常狭窄，主要针对的不外乎国土资源的地籍测量及测绘方面，其他行业领域鲜有使用，所以，在科学技术发展如此迅速的当前，新技术的推广应用就显得尤为重要。

2 新疆地区三维激光扫描技术的应用前景分析

新疆地域面积覆盖广泛，各种地形地貌都有分布，矿产资源储量丰富，在国家相关政策的支持下，新疆经济的发展也在快速的前进，城市化进程也在飞快发展，许多行业的发展都可以涉及到三维激光扫面技术的应用。

2.1 地形测量

目前，新疆的地形测量工作主要还是依靠常规测量设备来进行，新疆地区覆盖区域极大，如果单纯靠常规测量设备完成测量工作，要花费巨大的人力物力，工作难度也大，例如，测区如果是半荒漠化地貌、视野开阔、植被稀疏的情况下，就特备适合通过车载移动三维激光扫描技术来完成测量工作，在绘制地形图方面，效率是常规测量设备的数倍。

2.2 农村地籍调查

地籍调查工作在新疆已经全面展开，但是在很多地区还是用GPS测量，还要进行入户调查，由于部分村民的不配合，调查工作进展非常缓慢，使用移动三维激光扫描仪可以很好的解决这个问题，通过获取的三维点云数据，大大提高了地籍测量的工作效率。以南疆地区的轮台县为例，整个县城区域的地籍测量，外业采集时间为5个小时，工作人员4人，扫描方式为360度扫描，内业处理数据为3个小时，与传统的测量方式相比，效率不可同日而语。因此，尤其在新疆地域面积大的特点下，通过移动三维激光扫描技术来进行地籍调查测量的优势就特别明显。

2.3 其他方面应用展望

2.3.1数字城市建设

目前，三维建模工程十分火爆，但是建模技术的发展还是存在有很多的瓶颈，很多公司三维建模技术都是通过外业照片 + 3ds max + ps = 模型库 。这种方式需要大量的人力和物力来完成，而运用三维激光扫描技术就可以良好高效地解决此类问题。例如对于数字城市建设中的城市道路部件的提取工作，利用移动三维激光扫描技术，就可以将道路标志标牌、路灯、信号灯、井盖、绿化等情况进行准确的影像采集，方便于加快数字化城市建设的步伐。

2.3.2矿山测量

新疆的矿产资源非常丰富，矿产分布区域也比较广泛，如何快速高效地完成矿区的地形、地貌、水文、采矿等数据就需要借助于先进的测量设备，三维激光扫描技术就可以胜任此项任务，可用于开采方量计算、开采设计、回填方案制定、稳定性分析等安全生产的多个方面，如果可以考虑结合探地雷达，在进行地形地貌数据采集的同时，将探地雷达技术同时运用用地面以下矿产分布情况的探测，在生产技术上也算是一项突破。

2.3.3复杂工业设备、高压输电线路测量

复杂工业设备管线林立、纵横交错，对其进行规划、拆迁以及改造用传统的测量方法效率低下，而利用地面三维激光扫描技术，就可以高效精确的生产设备的三维真实模型，可以很好的保证设计质量、缩短设计周期。在电网维护、电网设计以及各类交通工程中，采用三维激光扫描技术，可以在不接触的情况下，获得准确的数据。

2.3.4三维激光扫描技术还可以应用于变形监测、文物保护、医学等领域，应用前景非常光明。

4 结语

目前，三维激光扫描技术虽然已经应用于部分行业领域，但是该技术应用的还不是很广泛，代替常规的仪器设备还需要有一段路走，但是其表现出来的优势已经非常明显，做为一项先进的测量技术，我们更期待该技术有更好的发展前景，应用于更多的领域，进而推动生产力的发展。

参考文献

[1]丁锐 牛少儒 三维激光扫描技术在工程测量中的应用前景分析 工业工程与技术 2014（4）

[2] 马晓泉 地面三维激光扫面技术及其在国内的应用现状 科技信息 2012（29）

[3] 吴闯 周正鋆 张庆轩三维激光扫描技术在在测绘中的进展及应用 科技信息 2014（5）

张静，1981年，硕士研究生，高校讲师.籍贯：河南南阳

Development and application status of 3D laser scanning technology in Xinjiang area

Zhang Jing
(Xinjiang Vocational and Technical College of Communications,831401)

Abstract：3D laser scanning technology is a new technology of Surveying and mapping industry in recent years the rapid development of the international.Operation,the principle is principle of the laser ranging (including pulse laser and laser phase) the rapid scanning of the object to be measured,the whole process does not require reflection prism can directly obtain high precision scanning point cloud data, instant measured the three-dimensional coordinate of the object value.In this paper,the development and application of the technology in Xinjiang area is analyzed,so that the technology can play its role in more areas.

Keywords：three dimensional laser scanning development application

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