三维激光扫描仪在地质灾害地形测绘中的应用

三维激光扫描仪在地质灾害地形测绘中的应用

王磊

内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司煤矿建设管理分公司内蒙古通辽029200

摘要：就目前形势，在地质测量工作中，运用比较广泛的技术是三维激光扫描技术。当发生地质灾害时，对于地形测绘方面出现的问题，可以利用三维激光扫描技术进行监测，该技术相比较其他技术应用广泛，因为三维激光扫描技术测量精确度高，效果较好，变现成果突出。本文通过探究三维激光扫描仪在地质灾害地形测绘中的应用，并对该技术相关问题进行解析，希望对该技术未来的发展具有一定意义。

关键词：三维激光扫描仪；地质灾害；测量

随着社会的进步，人们的生活越来越精彩，但是现阶段，环境质量问题开始影响着人们的生活，所以环境问题备受关注。这些年，我国环境因为自然或者人为的原因屡次遭到破坏，环境的破坏对地理环境产生不同程度的影响，给人们带来灾害，影响人们正常生活。为此，相关人员想要对地质灾害进行预测，运用三维激光扫描仪对地质灾害的地形进行研究，对有可能出现的灾难进行预测，尽量做到减少和避免人员伤害。同时，研究人员正在对这一技术进行更深一步的研究，为发挥其最大的作用。

一、三维激光扫描仪及其工作原理

1.1三维激光扫描仪

三维激光扫描技术具有实景复制的特点，它是运用高速的激光扫描技术，从繁杂的实体实景中扫描数据。经过实地测量的数据，从而重新建成模型和三维数据，通过对目标线、面、空间等真实测量获得数据，从而建成精确度高、真实性高的三维逆向建模。三维激光扫描技术在实际应用中效果较好，应用广泛。

1.2三维激光扫描仪工作原理

三维激光扫描仪是通过发射激光脉冲到被测物，从发射激光脉冲到被测物表面，经过扫描并返回仪器。被测目标到扫描中心的距离是由整个扫描所经历的时间来判断，同时扫描控制模块和测量每个激光脉冲的水平扫描角α和竖向扫描角β，之后通过软件计算出后被测点的相对三维坐标，通过转换形成绝对目标中的三维模型。三维激光扫描技术不仅测量速度快和操作简单，而且可以提供的测量数据精确度高。三维激光扫描技术测量原理主要有测距、测角、扫描、定向四个方面：第一是测距，激光扫描技术的主要组成部分是激光测距，激光测距作为重要的环节，它为获取定位和空间三维信息提供重要数据。目前，三角测距法、脉冲测距法和相位测距法是主要的三种测距方式。第二是测角原理，测角可分为角位移测量和线位移测量。第三是扫描原理，三维激光扫描仪可以控制激光射出方向，以它内部安置驱动马达系统，可以精确控制扫描棱镜的转动方位。扫描控制装置主要有两种，一种是摆动扫描镜，另一种旋转正多面体扫描镜。第四是定向原理，三维激光扫描仪扫描可以设置扫描坐标，其中点云数据也都在扫描坐标中，后期需要把自定义扫描下的坐标转换为大地坐标，这三维激光扫描仪的定向就是进行这个过程。三维激光扫描技术测速快，精确度高，作为一种先进的测量技术，优点突出，应有较多，也为我国地质灾害问题贡献出一份力。

二、三维激光扫描仪在地质灾害地形测绘中的应用

2.1进行实地勘察

在运用三维激光扫描之前，需要对实地地形环境进行观察和筛选，从而选择出合适的、最有利控制的勘察点。所以，这就要求工作人员根据实地状况，对勘察点进行选择，选出利用率高的控制点。同时，控制点在选择时，一般要注意多选择公共场所，同时视野要不受阻碍，不能影响测试范围的通畅和透亮。从而保障测量的数据准确度更高，更具有利用价值。

2.2数据的采集

在控制点确定以后，就要对数据进行采集。首先，要调试相机，因为亮度会对相机的曝光时间造成影响。在天气较差的环境下，单张照片的拍摄时间应该相应的加长，从而能使相机得到的影像更加清楚、真实。其次，要设置仪器并且对数据进行记录，工作人员在设置扫描仪时，仪器不得低于控制点，同时仪器要对中平整，并且对仪器高度进行量取和记录。最后，通过操作仪器进行数据的采集。在对每个站点进行扫描时，对每个扫描面的点进行参数设置是扫描前的重要操作，首先是大概轮廓的扫描，对总体有所了解，其次就是细致扫描。扫描时间要根据扫描地方的远近和点密度的大小进行时间的判断，一般每个站点的扫描时间是12mm，如果扫描地方近，所用时间短；扫描地方远，所耗费时间就会加长。同时，如果点密度大，所消耗的时间也会增长。具体实施应该根据实地情况判断。

2.3数据的处理

数据的处理包括转换坐标、调整站点位置、生成三角网和等高线、成果提交、成果应用等方面。其中，对这三点进行详细讲述：第一，是站点的调整，利用软件，可以对多个图片进行合并，通过图片细致的组合，使图片效果更加理想。第二，是等高线和三角网的生成，通过生成等高线和三角网，可以使图片的效果更加接近实际的环境，效果更加真实。第三，是成果的应用，则是对生成的图像进行解析，从地形方面分析灾害发生的可能性和产生的灾害原因以及对未来的走向进行预测和判断。

三、结语

三维激光扫描技术打破了传统技术测量方面的局限性，相比较传统技术来说，绘制的图画面更加清楚，所呈现的图面更加真实，得到的数据也比较确切。三维激光扫描仪可应用在断面积测量，地形测量等诸多方面。三维激光扫描技术作为一种先进的技术，拥有自己突出的特点，测速快，并且所得数据的精确度高，所以这项技术应用广泛。在此基础上，相关人员还要对该技术进行更深一步的研究探讨，争取该技术为解决地质灾害献出更多的力量。

参考文献：

[1]舒飞，蒋小勇，韩天培.三维激光扫描技术在地质灾害体测绘生产中的应用[J].中国地质灾害与防治学报，2015（01）：7-81

[2]褚宏亮，殷跃平，曹峰，隋立春，李滨.大型崩滑灾害变形三维激光扫描监测技术研究[J].水文地质工程地质，2015（03）：128-134.