【正文】 Traditional threedimensional 3 d laser scanning measurement of surveying and mapping technology content is high precision measurement of target in the whole threedimensional structure and the spatial threedimensional features, as well as all technical applications and services based on 3 d model。 參考文獻 [1] 卞正富 .我國煤礦區(qū)土地復墾與生態(tài)重建研究 [J].資源經(jīng)坐標配準后的實際點云圖。 控制標靶中心的獲取 每測站完成掃描后，均需要對控制標靶 做 精細掃描。 邊坡變形監(jiān)測 三維激光掃描技術(shù)可以獲取高密度 高精度的三維云點數(shù)據(jù)，因此，對邊坡的變形監(jiān)測能反映坡體的總體變形趨勢和量級其操作過程是對邊坡定期進行掃描，將前后兩次掃描點云數(shù)據(jù)疊加在一起，然后由處理軟件分析前后兩次點云數(shù)據(jù)的差別，從而得出邊坡的變形趨勢和量級。所以用三維激光掃描實測數(shù)據(jù)應對所需點 的密度進行了研究 [13]。掃描距離對掃描精度的影響很大 , 并不是在測程內(nèi)都能達到同等的精度 , 在距離較遠處精度可能會出現(xiàn)嚴重的衰減 ,而如果測程太短 , 又會導致多測站 , 工作量大。三維激光掃描僅憑單點定位精度可能并不比全 站儀等其他測量儀器高 , 但是其掃描物體的模型化精度會非常高。 可行性 三維激光掃描儀獲取的點云數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)預處理、建立模型 , 最終得到高精度的 DEM 模型 , 這一過程應用三維激光掃描儀配套的軟件就可以完成。易于更新，而且時效性強等特點，同時直接獲取數(shù)字距離信號，全數(shù)字特征。 （ 3）非接觸性。 技術(shù)特點 激光掃描技術(shù)發(fā)展的重大突破為獲取高分辨率地球空間信息提供了一種全新的技術(shù)手段，可 廣泛用于逆向工程、景觀三維可視化、數(shù)字城市、軍事偵察、測繪等領(lǐng)域的空間信息快速獲取 {7}。 3 圖 21 操作員使用一個便攜計算機便可在現(xiàn)場遙控操作。三角測量原理的實現(xiàn)是通過激光發(fā)射器發(fā)出的激光束經(jīng)過反光鏡（三角形的第一個角點）發(fā)射到目標上，形成反光點（三角形的第二個角點），然后通過 CCD（三角形的第三個角點）接受目標上的反光點，最后，基于兩個角度及一個三角底邊計算出目標的景深距離（ Y坐標），再經(jīng)過激光束移動的反光點的位移角度差及 Y坐標等計算出 Z， X坐標。 第 2 章 三維激光掃描技術(shù) 及應用 三維激光掃描技術(shù) 三維激光掃描技術(shù)是一門新興的測繪技術(shù)，是測繪領(lǐng)域 GPS 技術(shù)之后的又一次技術(shù)革命。 1 三維激光掃描技術(shù)在土地復墾中的應用研究 摘要： 三維激光掃描技術(shù)是一種新型的測繪技術(shù)，被稱為“實景復制”技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼 GPS 開發(fā)之后后又一項技術(shù)革命，通過和傳統(tǒng)的測量技術(shù)的比較，介紹了三維激光掃描儀的基本原理，技術(shù)特點，及其與傳統(tǒng)測量比較的技術(shù)優(yōu)勢，特別是在數(shù)據(jù)采集方面，具有高效，快捷，精確，簡便等特點，被廣泛的應用于測繪行業(yè)各個領(lǐng)域。 它是從傳統(tǒng)測繪計量技術(shù)并經(jīng)過精密的傳感工藝整合及多種現(xiàn)代高科技手段 集成而發(fā)展起來的，是對多 2 種傳統(tǒng)測繪技術(shù)的概括及一體化。參見圖 4。傳感器中的視頻微攝像機可以提供實時獲取觀測景象。激光掃描測量技術(shù)與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比有無法取代的優(yōu)越性，如不受天氣限制和非接觸主動測量方式直接獲取高精度三維數(shù)據(jù)等。三維激光掃描系統(tǒng)是通過發(fā)射脈沖信號和接收被測物體反射回來的脈沖信號對目標表面的形態(tài)信息進行獲取和量測的。 應用領(lǐng)域 由于三維激光掃描儀技術(shù)特別適合于對大面積 的 表面復雜的物體進行精細測量，所以其應用范圍極廣。將首次和末次觀測得到的 DEM 模型相減 , 即得到整個區(qū)域?qū)我庾鴺说南鲁林?, 然后將區(qū)域劃分成一定大小的格網(wǎng) , 輸出格網(wǎng)結(jié)點的大地坐標和下沉值 , 記為 x, y, h, 即獲得整個區(qū)域的下沉數(shù)據(jù)。模型化精度是指從目標表面所提取的幾何模型的精度。所以應根據(jù)實際情況選擇合適的掃描距離。 8 由于三維激光掃描的水平移動值獲取只能靠埋點 , 觀測時立標 , 所以點數(shù)不可能很多 , 應盡量在工作面邊界上方 , 水平移動值較大處布設點。 快速三維建模 三維激光掃描系統(tǒng)是一種非接觸式主動型測量系統(tǒng) [15]，可進行大規(guī)模的高密度的三維數(shù)據(jù)采集，精度高速度快密度大，且融合了反射強度和無題色彩等三維影像數(shù)據(jù)，為了得道測量體的整體信息，通過影像配準的方法，將各 個測站的數(shù)據(jù)拼接成一個整體，最后得道點云數(shù)據(jù)，最后根據(jù)地形數(shù)據(jù)，物體里面信息，紋理，利用利用 Cyclone軟件提供的豐富的點云數(shù)據(jù)處理功能，通過選取、截取、圍欄選定的點云數(shù)據(jù)匹配生成面和復雜形體表面的不規(guī)則三角網(wǎng) (TIN)，建成三維模型。該掃描過程通過選取控制標靶區(qū)域內(nèi)的點，為每個標靶設置唯一的標識，然后通過精細掃描該區(qū)域確定控制標靶的中心點，相同的控制標靶 在不同測站中的標識必須相同，否則無法將各掃描站的點云數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個坐標系統(tǒng)下。 建模 利用 Cyclone 軟件 特有 的豐富的點云數(shù)據(jù)處理功能，通過選取、截取、圍欄選定的點云數(shù)據(jù) 來匹配生成面 以及 復雜形體表面的不規(guī)則三角網(wǎng) (TIN)，建成三維模型。產(chǎn)業(yè)， 2020,（ 04）： 1824. [2] 余忠 .土地開發(fā)整理項目后評價研究 [D].云南：昆明理工大學， 2020. [3] 陳貽勝 .坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解方法及其應用 [J]．上海地質(zhì)， 2020， (2)： 5356． [4] 武繼軍 .不同大地坐標系間坐標轉(zhuǎn)換模型研究 [J]．河南理工大學學報， 2020， 25（ 10）：383385． [5] 郭鴻等 .基于圖像處理的激光掃描三維尺寸測量技術(shù)的研究 [J].工具技術(shù)， 2020，(38)： 7578． [6] 陶立， 許智欽，孫長庫 .激光平面掃描 ， 3D 測量系統(tǒng)快速標定技術(shù) [J].光電子 Traditional 3 d measurement technology content is high precision measurement of target one or more discrete anchor point of the three coordinate data and 3 d point at which a character. The former can rebuild the target model and analysis of structural characteristics, and to conduct a prehensive postprocessing of surveying and mapping surveying and mapping target plex geometry structure and content. Such as geometry size, volume, length, distance, area, center of gravity, structure deformation and displacement of structure and the change relationship, reproduction, analysis of various structural features, etc.。s overall threedimensional structure and the spatial threedimensional features, as well as all technical applications and services based on 3 d model。雖然針對三維激光掃描系統(tǒng)的應用研究還處于初級階段，但已在沉陷監(jiān)測，變形監(jiān)測， 三維建模 等方面 取得了優(yōu)異的成果 ，隨著研究的深入及與其他測量技術(shù)的結(jié)合，三維激光掃描技術(shù)的應用將更加廣泛。工程應用中常用的坐標配準方法為配對方式。掃描儀根據(jù)軟件環(huán)境中設置的參數(shù) (行、列數(shù)和掃描的分辨率等 )自動進行掃描。 （ 4）水平移動的獲取需要設定一定的固定點 ,通過試驗研究 , 至少需要埋設 8 個固定點 , 一般在 8~12個較好 , 為了能夠控制整個變形區(qū)域 , 點的設置最好均勻分布在工作面的 4個頂點附近 , 即每個頂點設置 2~3個點 , 即可求得 較為準確的參數(shù)。 在求取下沉盆地的各項參數(shù)時 , 點的密度對參數(shù)的穩(wěn)定性有較大影響 , 點數(shù)過少參數(shù)不穩(wěn)定 , 點數(shù)過多 , 數(shù)據(jù)量大 , 會導致求參運算慢。 （ 3）掃描距離和采樣點間距。 （ 2）地面實際情況和有無植被。 第 3 章 三維激光掃描在土地復墾中的應用 沉陷監(jiān)測 由于三維激光掃描技術(shù)具有快捷，分辨率，高精度等特點在進行開采沉陷監(jiān)測是，可以對地表的移動進行觀測可以快速獲得整個目標區(qū)域的空間位置及垂直相對位置的變化，從而確定整個地表移動區(qū)域的下沉情況。 (6)激光掃描測量技術(shù)具有作業(yè)周期快，地面三維激光掃描系統(tǒng)通過主動發(fā)射激光信號，經(jīng)反射棱鏡發(fā)射和接收發(fā)射回來的激光信號來獲得目標信息，不受外部光照、氣壓等條件的限制，能夠全天進行實時觀測。如圖24 所示， 處理技術(shù)在于它可以點云數(shù)據(jù)進行優(yōu)化處理，如：基于精度分布形態(tài)來過濾噪音點或劣質(zhì)點，從而提高重建目標的整體精度及質(zhì)量。 根據(jù)目標大小及精度要求， 徠 卡 可以把不同視點采集的點云信息經(jīng)過拼接處理后合并到同一個坐標系中，合并辦法是通過多個定標球來完成的。 三維激光掃描測量原理：每一個掃描云點的測量都是基于三角測量原理進行的，并且根據(jù)激光掃描的傳感驅(qū)動進行三維方向的自動步進測量。土地的開發(fā)與整理已日益重要，三維激光掃描作為測繪領(lǐng)域的又一次技術(shù)革命，利用三維建模技術(shù)在土地復墾領(lǐng)域發(fā)揮著重大的作用。本文探討了三維激光掃描技術(shù)在土地復墾領(lǐng)域的應用的優(yōu)缺點，并且就瑞士 Leica 三維激光掃描儀及其數(shù)據(jù)處理軟件 Cyclone 的操作流程進行探討研究。 系統(tǒng)組成 三維激光掃描系統(tǒng)一般由掃描儀、控制器 (計算機 )和電源供應系統(tǒng)三部分構(gòu)成。 反光鏡 的作用在于將激光束進行水平偏轉(zhuǎn)，以便實現(xiàn)激光水平方向的掃描測繪功能 掃描儀主體本身的周向自旋轉(zhuǎn)功能可以實現(xiàn)縱向的掃描，每當水平掃描一個周期后，掃描儀主題將步進一次，以便進行第二次水平掃描，如此同步下去，最終實現(xiàn)對所有空間的掃描過程。 視頻攝像可以實時監(jiān)測并遙視掃描過程，還可用來捕捉所需要的目標圖象，以便后處理時的校準工 作。激光掃描測量測量技術(shù)在測繪領(lǐng)域應用的迅速發(fā)展，為測繪行業(yè)帶來一場新的技術(shù)革命。因而此過程中不需要人為的接觸到被測量的物體，這使得該技術(shù)可以廣泛應用于危險領(lǐng)域和測繪人員不可達到位置的測量等。 文物修復：對受損的文物進行修復時，要求無接觸測量，傳統(tǒng)測量無法勝任，但現(xiàn)在可充分利用激光掃描儀的非接觸測量特點以及高分辨率和高精度云點數(shù)據(jù)，獲取建筑物表面的精細結(jié)構(gòu)，提供修復數(shù)據(jù)，進行精細測量，對文物進行修復。由于三維激光掃描沒有固定的測點 , 所以不能直接得到水平移動值 , 要研究地表移動的水平移動規(guī)律 , 仍要埋設一些點。當系統(tǒng)的單次量測精度為 10mm時 , 用最小二乘法生成的幾何模型的精度可能達到 1~2mm。 采樣點間距主要決定了模型化精度 , 一般在幾毫米到幾十毫米 , 間距越小模型化精度越高。 小結(jié) （ 1）根據(jù)三維激光掃描技術(shù)的特點分析其在礦區(qū)沉陷監(jiān)測中的應用的可行性。 9 測站設計 根據(jù)掃描目標的位置、大小、形態(tài)和需要獲取的重點屬性設計各掃描站和控制標靶的位置。 坐標配準 坐標配準的 有三種基本方法 ： 全局 方式、 配對方式以及 絕對方式。 10 第 4 章 結(jié)論與展望 結(jié)論 三維激光掃描技術(shù)是一門新興的測繪技術(shù)，是測繪領(lǐng)域 GPS 技術(shù)之后的又一次技術(shù)革命。激光， 2020， 11(3):5460. 11 [7] 余祖俊，楊婭楠，朱力強．三維激光掃描測量系統(tǒng)標定方法研 究 [J]．電子測量與儀器學報， 2020， 12（ 6）： 3135． [8] 董良澤，王文，陸軍華，韋東波．三維激光掃描機的研究與開發(fā) [J]．機床與液壓，2020， 11(9)： 155156． [9]周國彪，韓明，張李超，胡勇．三維激光掃描控制系統(tǒng)研究 [J]．華中科技大學學報：自然科學版， 2020， 2（ 2）： 109110． [10] Airborne laser scanning ： existing systems and firms and other resources ， E． P． Photogrammetry and Remote Sensing,[J]. 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