三維激光掃描技術(shù)在新疆地區(qū)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀分析

張 靜（新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,831401）

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三維激光掃描技術(shù)在新疆地區(qū)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀分析

張 靜
（新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,831401）

摘要：三維激光掃描技術(shù)是近年來國際上測繪行業(yè)快速發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，其原理是通過激光測距原理 （包括脈沖激光和相位激光）快速的掃描被測物體，整個過程不需要反射棱鏡便可以直接獲得高精度的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)，即時快速的測出目標(biāo)物體的三維空間坐標(biāo)值。本文主要針對目前新疆地區(qū)該項技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀展開分析，以期該技術(shù)可以在更多領(lǐng)域發(fā)揮其作用。

關(guān)鍵詞：三維激光掃描;發(fā)展;應(yīng)用

0 引言

做為一項目前最為先進(jìn)的移動測量技術(shù)之一，三維激光移動掃描系統(tǒng)慢慢的被很多行業(yè)領(lǐng)域認(rèn)知并廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)的工作原理是通過將測量設(shè)備安裝在飛行器、陸地及水上等交通工具上，方便快捷的實(shí)現(xiàn)空間信息的采集和實(shí)時影像的生成，然后根據(jù)采集信息結(jié)合分析軟件進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理，該技術(shù)可以加載于多種載體上，形成不同的移動測量系統(tǒng)，滿足不同的測量需求。

1 三維激光掃描技術(shù)在新疆的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外發(fā)展情況

國外的此項技術(shù)發(fā)展比較早，技術(shù)水平相對來說比較成熟，發(fā)展速度最快的區(qū)域主要包括美國、歐洲國家及澳大利亞，美國是于1994年開始起步于該項技術(shù)的研究，最先是研究小組利用三角原理的激光掃描儀和高分辨率的色彩圖像獲取并重建的雕塑品開始提出了該技術(shù)的研究。1997年加拿大實(shí)現(xiàn)了將激光掃描儀和照相機(jī)固定在小車上，得到了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并于1998年在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了第一個室內(nèi)場景的三維建模系統(tǒng)，直到2002年實(shí)現(xiàn)了完整的系統(tǒng)，到目前為止，該技術(shù)已發(fā)展的比較成熟，應(yīng)用領(lǐng)域相對來說比較廣泛，涉及到了多個行業(yè)的多項技術(shù)實(shí)踐上。

1.2 我國發(fā)展情況

國內(nèi)的三維激光掃描技術(shù)雖然起步較晚，但是也在某些技術(shù)要點(diǎn)上取得了突破，近年來的發(fā)展也不亞于國外發(fā)達(dá)國家，某些領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用水平已接近于國際領(lǐng)先水平，初步具備了規(guī)?；⒐こ袒瘧?yīng)用的技術(shù)實(shí)力。主要面向的領(lǐng)域包括測量領(lǐng)域中的地面景觀、復(fù)雜工業(yè)設(shè)備的測量與建模，另外在建筑和文物保護(hù)反面、森林和農(nóng)業(yè)資源調(diào)查方面、醫(yī)學(xué)方面等。但是就目前我國的發(fā)展情況來看，三維激光掃描技術(shù)的潛力還沒有得到最好的發(fā)揮，而且由于地域發(fā)展的不平衡性，該項技術(shù)的推廣應(yīng)用也出現(xiàn)了不少的問題。具相關(guān)消息報道，近幾年，尤其是在儀器設(shè)備的研發(fā)制造方面，我國開始急速的落后于其他發(fā)達(dá)國家，原因主要在于對于該項技術(shù)我們?nèi)狈α顺掷m(xù)性的支持，所以現(xiàn)在國內(nèi)相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域所使用的儀器設(shè)備基本上都是進(jìn)口而來的。

1.3 新疆地區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀

新疆維吾爾自治區(qū)位于我國西部邊陲，地區(qū)的發(fā)展及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展水平不僅落后于國內(nèi)的發(fā)展水平，更落后于國外的其他國家，三維激光掃描技術(shù)目前在新疆還沒有全面推廣應(yīng)用，最近幾年只有很少量的勘察設(shè)計單位在逐漸使用此項技術(shù)，但是涉及領(lǐng)域還非常狹窄，主要針對的不外乎國土資源的地籍測量及測繪方面，其他行業(yè)領(lǐng)域鮮有使用，所以，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展如此迅速的當(dāng)前，新技術(shù)的推廣應(yīng)用就顯得尤為重要。

2 新疆地區(qū)三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用前景分析

新疆地域面積覆蓋廣泛，各種地形地貌都有分布，礦產(chǎn)資源儲量豐富，在國家相關(guān)政策的支持下，新疆經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也在快速的前進(jìn)，城市化進(jìn)程也在飛快發(fā)展，許多行業(yè)的發(fā)展都可以涉及到三維激光掃面技術(shù)的應(yīng)用。

2.1 地形測量

目前，新疆的地形測量工作主要還是依靠常規(guī)測量設(shè)備來進(jìn)行，新疆地區(qū)覆蓋區(qū)域極大，如果單純靠常規(guī)測量設(shè)備完成測量工作，要花費(fèi)巨大的人力物力，工作難度也大，例如，測區(qū)如果是半荒漠化地貌、視野開闊、植被稀疏的情況下，就特備適合通過車載移動三維激光掃描技術(shù)來完成測量工作，在繪制地形圖方面，效率是常規(guī)測量設(shè)備的數(shù)倍。

2.2 農(nóng)村地籍調(diào)查

地籍調(diào)查工作在新疆已經(jīng)全面展開，但是在很多地區(qū)還是用GPS測量，還要進(jìn)行入戶調(diào)查，由于部分村民的不配合，調(diào)查工作進(jìn)展非常緩慢，使用移動三維激光掃描儀可以很好的解決這個問題，通過獲取的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，大大提高了地籍測量的工作效率。以南疆地區(qū)的輪臺縣為例，整個縣城區(qū)域的地籍測量，外業(yè)采集時間為5個小時，工作人員4人，掃描方式為360度掃描，內(nèi)業(yè)處理數(shù)據(jù)為3個小時，與傳統(tǒng)的測量方式相比，效率不可同日而語。因此，尤其在新疆地域面積大的特點(diǎn)下，通過移動三維激光掃描技術(shù)來進(jìn)行地籍調(diào)查測量的優(yōu)勢就特別明顯。

2.3 其他方面應(yīng)用展望

2.3.1數(shù)字城市建設(shè)

目前，三維建模工程十分火爆，但是建模技術(shù)的發(fā)展還是存在有很多的瓶頸，很多公司三維建模技術(shù)都是通過外業(yè)照片 + 3ds max + ps = 模型庫 。這種方式需要大量的人力和物力來完成，而運(yùn)用三維激光掃描技術(shù)就可以良好高效地解決此類問題。例如對于數(shù)字城市建設(shè)中的城市道路部件的提取工作，利用移動三維激光掃描技術(shù)，就可以將道路標(biāo)志標(biāo)牌、路燈、信號燈、井蓋、綠化等情況進(jìn)行準(zhǔn)確的影像采集，方便于加快數(shù)字化城市建設(shè)的步伐。

2.3.2礦山測量

新疆的礦產(chǎn)資源非常豐富，礦產(chǎn)分布區(qū)域也比較廣泛，如何快速高效地完成礦區(qū)的地形、地貌、水文、采礦等數(shù)據(jù)就需要借助于先進(jìn)的測量設(shè)備，三維激光掃描技術(shù)就可以勝任此項任務(wù)，可用于開采方量計算、開采設(shè)計、回填方案制定、穩(wěn)定性分析等安全生產(chǎn)的多個方面，如果可以考慮結(jié)合探地雷達(dá)，在進(jìn)行地形地貌數(shù)據(jù)采集的同時，將探地雷達(dá)技術(shù)同時運(yùn)用用地面以下礦產(chǎn)分布情況的探測，在生產(chǎn)技術(shù)上也算是一項突破。

2.3.3復(fù)雜工業(yè)設(shè)備、高壓輸電線路測量

復(fù)雜工業(yè)設(shè)備管線林立、縱橫交錯，對其進(jìn)行規(guī)劃、拆遷以及改造用傳統(tǒng)的測量方法效率低下，而利用地面三維激光掃描技術(shù)，就可以高效精確的生產(chǎn)設(shè)備的三維真實(shí)模型，可以很好的保證設(shè)計質(zhì)量、縮短設(shè)計周期。在電網(wǎng)維護(hù)、電網(wǎng)設(shè)計以及各類交通工程中，采用三維激光掃描技術(shù)，可以在不接觸的情況下，獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2.3.4三維激光掃描技術(shù)還可以應(yīng)用于變形監(jiān)測、文物保護(hù)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，應(yīng)用前景非常光明。

4 結(jié)語

目前，三維激光掃描技術(shù)雖然已經(jīng)應(yīng)用于部分行業(yè)領(lǐng)域，但是該技術(shù)應(yīng)用的還不是很廣泛，代替常規(guī)的儀器設(shè)備還需要有一段路走，但是其表現(xiàn)出來的優(yōu)勢已經(jīng)非常明顯，做為一項先進(jìn)的測量技術(shù)，我們更期待該技術(shù)有更好的發(fā)展前景，應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，進(jìn)而推動生產(chǎn)力的發(fā)展。

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張靜，1981年，碩士研究生，高校講師.籍貫：河南南陽

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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