三维激光扫描技术在工程测量中的应用

三维激光扫描技术在工程测量中的应用

司明伟1 ,杨翻2

21138219900104311X  2. 四川百隧云科技有限公司 四川成都 610000

摘要：在铁路隧道工程测量过程中，越来越关注先进测量技术的有效应用，在各类技术中，三维激光扫描技术是典型代表。通过该类技术的综合应用，可以使铁路隧道工程测量质量、测量水平得到显著提升，进而为整体工程更安全高效施工建设提供必要支持。基于此，本文重点探究三维激光扫描技术特点、原理及在铁路隧道工程测量过程中的应用策略等相关内容。

关键词：铁路隧道；工程测量；三维激光扫描技术；应用策略

引言

在铁路隧道工程测量过程中有效应用三维激光扫描技术，可以呈现出十分显著的优势和应用价值。在应用该技术的过程中可以使数据采集精准度得到切实提高，采集速度有效加快，因此，在这类工程的测量过程中可以呈现出十分显著的优势，同时在应用该技术过程中，要着重关注相对应的流程、步骤等相关内容，进而使技术应用体现出根本性价值，为铁路隧道工程取得良好效能提供必要保障。

1三维激光扫描技术的特点及应用原理

三维激光扫描技术是测量领域一种全新的测量方法，在具体运用过程中可以有效实现三维数据建模，同时采集速度更快，精度更高，在采集点、数据量方面可以有效拓展，因此，在当前铁路隧道工程测量过程中可得到有效应用，这样能为数据采集精度、速体度提升提供必要保障，同时可以提供三维真实影像模型，对于隧道内部具情况进行充分呈现。

该技术应用原理主要体现在，对铁路隧道工程进行测量过程中，有效匹配相对应的三维激光扫描系统，在相关系统软件以及扫描仪的综合作用下针对内部构件和工程施工运行的具体情况进行充分分析，收集和整理各类数据，然后利用计算机总线控制模式，对于测距扫描模块进行充分应用，然后针对各类数据进行微处理器和存储器的有效整理和整合利用，以此确保计算机系统向控制仪器发出相对应的指令，然后对于各类测量数据进行实时储存和有效应用，通过这类模式的有效推动，这样可以使测量精准度得到显著提升，进而为工程测量提供必要条件。

2三维激光扫描技术在铁路隧道工程测量中的应用策略

2.1结合铁路隧道工程测量要求制定相关工作计划

在针对三维监控扫描技术进行应用的过程中，对于铁路隧道工程测量方面而言，需要结合测量的具体要求和行为标准制定更切实有效的工作计划，这样才能为该类技术在隧道工程测量方面取得良好成效提供必要支持。

同时也要结合相对应的计划内容匹配相对应的仪器设备，这样才能为计划的有效执行提供必要保障。在计划中要结合具体的检测需求，对扫描长度进行充分明确，同时也要把握扫描隧道的里程区间，并且结合相关要求匹配对应的输入设计值。在计划之前要有效利用导入里程区间的设备限界和建筑限界为后续数据测量提供支持。且做好比较分析，同时对于测量密度也要进行有效明确，结合铁路隧道地面的具体情况和进度要求，在更大程度上提升扫描仪的分辨率。

除此之外，在工作计划的制定和动态调整方面，要在外业工作、内业工作方面进行有效明确，对于铁路隧道结构来说，在应用该技术的过程中要匹配三维扫描设备，确保设备可以抬上地铁轨道，并且设定相对应的参数，扫描设备跟着隧道和机顶参数同步运行。

通过扫描模式获得相对应的隧道数据，在完成扫描之后，在现场对于各类扫描数据进行检验，使其符合相对应的设计要求在内业工作中要通过三维激光扫描仪对隧道结构的整体数据进行有效处理，首先要进行数据的预处理，并且提取断面数据，做好椭圆度的分析，并且生成相关成果，然后对高清影像图进行导出，并做好病害方面的标注，以此为工作计划的切实可行性提供必要支持[1]。

2.2注重做好外业扫描作业

在铁路隧道工程的测量中，对于外业扫描作业进行有效加强，这是核心内容。在这个过程中可以通过三维激光扫描技术的有效应用，体现出应有的测量效果，在扫描作业过程中要有效选用APM定位法，在隧道中间匹配相对应的扫描仪，同时在距离扫描仪5~6米的部位放置相对应的起油棱镜，并设定相关参数，然后有效做好扫描。确保扫描工作结束之后，工作人员要通过全站仪模式针对扫描仪的具体情况进行有效检测，确保其足够精准，绝对定位，然后进一步测量球棱镜，使其更有效完成相对应的定向任务。

相关工作人员在扫描之前要通过全站仪对于扫描仪的各项配件进行有效检测和分析，在测量过程中要贯彻落实从左到右的基本原则，在测量之后要通过 T MS隧道点云处理软件进行有效处理。为了确保测量精准度得到显著提升，在具体操作环节要确保扫描仪在隧道中间位置有效设计，并且要确保地面距离超过1.6米，对于两个测站间距而言，要控制在30米左右并且确保各个测站点可以在互差方面少于1米。相关工作人员要确保相关测站扫描仪操作面板在同一侧设定，以此确保点云数据的质量得到显著提升，同时要确保扫描仪的参数保持统一，并且确保倾角仪传感器得以关闭，进而保证110米处点间距为7毫米，要确保测距精度在两毫米范围之内。

2.3注重做好内业数据处理

在铁路隧道工程的测量工作中，做好内业数据处理也是十分重要的内容，在这个过程中通过三维激光扫描技术的有效应用可以针对隧道的裂缝进行检测，同时进一步监测断面分水岭边线和平整度等相关情况，把断面数据处理作为基本案例，进一步充分明确数据处理过程中可能存在的问题，并且把握各类注意事项。

在断面数据处理过程中需要更充分体现出应有的价值和作用，使测量精准度得到显著提升，要着重匹配与之相对应的过滤器，并且利用三维激光扫描技术构建相关投影模型，把握具体的切片长度，提升分辨率，在针对相关数据进行处理的过程中，相关人员要有效应用过滤装置，确保各类无关数据得到有效过滤，相关工作人员也要针对隧道管壁内外，扫描数据获取范围进行有效明确，并且把选取方向作为断面的径向方向，以此作为过滤器进行应用，这样可以为收敛变形和切超欠挖分析提供有效支持。

2.4在隧道监测建模中有效应用三维激光扫描技术

对于铁路隧道工程测量而言，充分做好隧道监测建模是十分关键的内容。在具体操作环节通过三维激光扫描技术的有效应用，这样可以进一步明确隧道内部的点云数据，然后确保点云数据中的次要数据得到有效清除，并且实现降噪处理，然后做好数据的着色渲染，并且有效精简，针对没有进行处理的点云数据，要确保每个点中保留一个点元数据，然后结合相对应的距离做好精简然后确保点元数据坐标可以转换成为地理坐标，并且把坐标零点位置当做中心点，通过扫描仪的有效操作明确相关扫描坐标使其成为相对坐标，然后进行有效转换，这样可以为隧道工程建模提供必要支持。

2.5在隧道施工质量进度控制方面有效应用三维激光扫描技术

针对铁路隧道工程来说是比较明显的隐蔽工程，因此在应用三维激光扫描技术的过程中需要进一步优化其检测模式和方法，在隧道的质量进度方面，要切实应用，以此防范其可能出现的监测耗时耗工等问题，使施工质量得到显著提升，为施工进度目标的切实完成提供必要保障。同时在三维激光扫描技术的应用过程中，其地质勘查成果更明确更及时准确，这样可以使隧道工程的施工质量施工进度得到有效保障。

3结束语

由上文探究可切实看出，在铁路隧道工程测量过程中，通过三维激光扫描技术的有效应用可以呈现出良好的测量效果。在实践环节要充分明确该类技术要点，在全过程全方位都要融入该项技术，匹配相关设施设备和计算机体系等，切实提升点云拼接精度，构建三维立体模型，这样可以使测量工作更有序推进，进而为铁路隧道工程安全高效施工运行提供必要保障。

参考文献：

[1] 丁延辉,邱冬炜,王凤利,杨锐.基于地面三维激光扫描数据的建筑物三维模型重建[J]. 测绘通报. 2010(03)