地面三维激光扫描测量技术研究

空间信息获取技术是当前地球空间信息科学研究的热点问题之一,由于自然界空间对象的纷繁复杂,传统的地学三维数据采样率较低,难以准确地表达地学对象的真实状况,使得三维数据实时获取在空间信息科学领域显得尤为重要。随着计算机技术的快速发展和科学技术的不断进步,将现实世界的实体信息快速地转换为计算机可以识别处理的数据已经不再是人类的梦想。科技的创新、不断涌现的新技术为空间数据采集提供了各种各样的新方法和新手段,推动三维空间数据获取向着集成化、实时化、动态化、数字化和智能化的方向发展。地面三维激光扫描技术就是这个信息获取时代的产物,该技术作为获取空间数据的有效手段,能够快速的获取反映客观事物实时、动态变化、真实形态特性的信息。有人称地面三维激光扫描技术是继GPS技术以来在测绘领域的又一次技术革命。 本文首先介绍了地面三维激光扫描系统的工作原理,对多种不同的三维激光扫描仪进行详细的类别划分。对系统的定位定向和坐标系统的转换问题作了探讨。接着分析了系统获取数据过程中的误差来源以及误差对扫描获取点云数据精度的影响。然后针对扫描点云数据处理的基本步骤对点云处理算法,如点云的识别,边缘信息的提取,多幅扫描的匹配连接,表面模型的建立,数据的存储和检索作详细的描述。 最后,针对实际的扫描试验,对获取的几类点云数据进行处理分析,并在AutoCAD平台上实现点云实体表面模型的重建及建筑物结构线的提取,就建筑物的结构线长度与传统测量方法获取的数据作比较分析,给出一些有意义的结论和建议。试验结果表明,地面三维激光扫描技术获取数据的快速性、高效性、高精度和高分辨率特性是传统测量方法不可比拟的,该技术的应用有着广泛的前景。